Цели освоения дисциплины. Целью освоения дисциплины Архитектура компьютера является формирование у студентов систематизированных знаний в области архитектуры компьютера

Целью освоения дисциплины Архитектура компьютера является формирование у студентов систематизированных знаний в области архитектуры компьютера, программирования на языке ассемблера.

5. Место дисциплины в структуре ООП ВПО

Данная дисциплина (модуль) относится к математическому и естественнонаучному циклу.

Для лучшего изучения учебной дисциплины Архитектура компьютеров необходимы знания таких дисциплин, как Вводный курс математики, Основы информатики, Языки и методы программирования.

6. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины
(модуля) ПК-2, 8, 9, 11

Студент должен владеть следующими компетенциями:

ПК-2 способность приобретать новые научные и профессиональные знания, используя

современные образовательные и информационные технологии;

ПК-8 способность формировать суждения о значении и последствиях своей профессиональной деятельности с учетом социальных, профессиональных и этических позиций;

ПК-9 способность решать задачи производственной и технологической деятельности на профессиональном уровне, включая: разработку алгоритмических и программных решений в области системного и прикладного программирования;

ПК-11 способность приобретать и использовать организационно-управленческие навыки в профессиональной и социальной деятельности;

В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

1) Знать принципы построения и структурную организацию аппаратных и программных средств ЭВМ, взаимосвязь этих средств и описание функционирования на ассемблерном уровне, архитектуру основных типов современных ВМ, методы управления вычислительными процессами.

2) Уметь осуществлять анализ структур ВМ, оценивать целесообразность их применения для решения конкретных задач, использовать в своей работе стандартные термины, определения и обозначения.

3) Владеть: навыками решения практических задач; способами ориентации в профессиональных источниках информации (журналы, сайты, образовательные порталы);способами совершенствования профессиональных знаний и умений.

7. Объем дисциплины (модуля) и виды учебной работы (для всех направлений подготовки, на которых обеспечивается данная дисциплина (модуль)).

Общая трудоемкость дисциплины (модуля) составляет 3 зачетных единиц
(из расчета 1 ЗЕТ= 36 часов);

72 часа.

№ п/п	Шифр и наименование направления с указанием профиля (названием магистерской программы), формы обучения	Курс	Семестр	Виды учебной работы в часах	Вид итогового контроля (форма отчетности)
Трудоемкость в часах/ЗЕТ	Всего аудит.	Часов в интеракт.форме. (из ауд.)	ЛК	ПР/ СМ	ЛБ	Часы на СРС . (для дисц-н с экзаменом, включая часы на экзамен)*
	Прикладная математика и информатика			72/2							зачет

* Общее количество часов по СРС в данной таблице для дисциплин с формой контроля «Экзамен» высчитывается так же как и для дисциплин с формой контроля «Зачёт», где общее количество часов на СРС равно разности общей трудоёмкости по дисциплине и общего количества аудиторной работы.

Содержание дисциплины (модуля)

Разделы дисциплины (модуля) и виды занятий (в часах). Примерное распределение учебного времени:

№ п/п	Наименование раздела, темы	Количество часов
Вариант 1
Всего ауд.ч./в интеракт.ф.	ЛК	ПР/ СМ	ЛБ	Часов на СРС
		36/14
	Развитие компьютерной архитектуры. Классификация и поколения ЭВМ.	4/2
	Архитектура компьютера как иерархическое понятие. Организация компьютерных систем.	4/2
	Элементная база компьютера.
	Микроархитектура.	4/2
	Архитектура команд	4/2
	Архитектура операционной системы	4/2
	Ассемблер как машинно ориентированный язык программирования.	8/2
	Архитектуры компьютеров параллельного действия.	4/2

9. Содержание разделов дисциплины (модуля) (указать краткое содержание раздела (темы) с обязательным указанием номера раздела (темы).

Тема 1. Развитие компьютерной архитектуры. Классификация и поколения ЭВМ

История развития компьютерной техники, поколения ЭВМ и их классификация.
Понятие об архитектуре компьютера. История развития вычислительной техники. Классификация компьютеров. Информационно-логические основы построения ЭВМ. Принципы фон Неймана и классическая архитектура компьютера.

Тема 2. Архитектура компьютера как иерархическое понятие. Организация компьютерных систем

Центральные и внешние устройства ЭВМ, их характеристики. Канальная и шинная системотехника. Базовая структура аппаратных средств ЭВМ. Основные компоненты структуры, стандартная терминология и определения. Организация связей между устройствами ЭВМ. Особенности архитектур ЭВМ с канальной и шинной организацией.

Принципы управления внешними устройствами персонального компьютера. Базовая система ввода/вывода. Внешние устройства компьютера. Параллельный и последовательный интерфейсы. Внешние запоминающие устройства. Устройства ввода и вывода информации: видеокарты и мониторы; принтеры; манипуляторы; накопители на гибких и жестких магнитных дисках; оптические диски; сканирующие устройства. Контроллеры внешних устройств. Драйверы устройств. Техническое обслуживание компьютера.

Тема 3. Элементная база компьютера

Вентили и булева алгебра. Основные цифровые логические схемы. Память. Микросхемы процессоров и шины. Средства сопряжения.

Тема 4. Микроархитектура

Архитектура микропроцессора Функциональная схема персонального компьютера. Процессор. Регистры. Оперативная память (RAM) и её конструктивные элементы. Постоянная память (ROM). Механизмы адресации. Арифметико-логическое устройство. Программно доступные регистры: аккумулятор, счетчик команд, указатель стека, индексный регистр, регистр флагов.

Система и механизм прерываний микропроцессора. Материнская плата. Процессы и процессоры. Понятие процесса. Последовательные, совмещенные и параллельные процессы. Состояние процесса. Понятие о прерывании процесса. Система прерываний и обработка прерываний. Причины прерываний. Приоритет в прерывании. Уровень и глубина прерываний. Механизмы реализации прерываний. Фазы прерываний

Тема 5. Архитектура команд

Типы данных. Форматы команд. Адресация. Типы команд.

Тема 6. Архитектура операционной системы

Виртуальная память. Виртуальные команды ввода-вывода. Примеры операционных систем.

Тема 7. Ассемблер как машинно-ориентированный язык программирования

Программирование на ассемблере. Система команд. Команды и данные. Форматы данных. Мнемоническое кодирование. Прерывания базовой системы ввода-вывода (BIOS) и операционной системы (ОС). Ассемблирование и дизассемблирование. Отладка и трассировка программ.

Тема 8. Архитектуры компьютеров параллельного действия

Современные тенденции развития архитектуры ЭВМ. Особенности организации процессоров с сокращенным набором команд (ПСНК) Базовая архитектура ПСНК. Формат команды. Примеры структур различных процессоров.