МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Дальневосточный федеральный университет
(ДВФУ)
ШКОЛА ЭКОНОМИКИ И МЕНЕДЖМЕНТА
|
 «01» сентября 2011г.
|
|
|
|
|
|
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДИСЦИПЛИНЫ
________ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ___
(название дисциплины)
Специальности: 080801.65 «Прикладная информатика (в экономике)»
Форма подготовки: очная
Школа экономики и менеджмента ДВФУ
Кафедра бизнес-информатики и экономико-математических методов
Курс 2, семестр 4
Лекции – 16 (час.)
Практические занятия –0 час.
Семинарские занятия – 0 час.
Лабораторные занятия – 16 час.
Консультации
Всего часов аудиторной нагрузки – 32 (час.)
Самостоятельная работа – 108 (час.)
Реферативные работы – не предусмотрены
Контрольные работы – не предусмотрены
Зачет – 4 семестр
Учебно-методический комплекс дисциплины составлен на основании государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по специальности 080801.65 «Прикладная информатика (в экономике)» (номер гос. регистрации 52 мжд / сп от 14 марта 2000г.)
Учебно-методический комплекс дисциплины обсужден на заседании кафедры «БИ и ЭММ» « 09 » июня 2011 г.
Заведующий кафедрой бизнес-информатики и ЭММ Ю.Д. Шмидт
Составитель: доцент кафедры бизнес-информатики и ЭММ Л.И. Прудникова
АННОТАЦИЯ
1. Минимальные требования к содержанию дисциплины/модуля/спецкурса.
Физические основы вычислительных процессов. Основы построения и функционирования вычислительных машин: общие принципы построения и архитектуры вычислительных машин, информационно-логические основы вычислительных машин, их функциональная и структурная организация, память, процессоры, каналы и интерфейсы ввода вывода, периферийные устройства, режим работы, программное обеспечение.
Архитектурные особенности и организация функционирования вычислительных машин различных классов: многомашинные и многопроцессорные вычислительные системы, типовые вычислительные структуры и программное обеспечение, режимы работы.
Классификация и архитектура вычислительных сетей, техническое, информационное и программное обеспечение сетей, структура и организация функционирования сетей (глобальных, региональных, локальных).
Структура и характеристики систем телекоммуникаций: коммутация и маршрутизация телекоммуникационных систем, цифровые сети связи, электронная почта.
Эффективность функционирования вычислительных машин, систем и сетей телекоммуникаций; пути ее повышения.
Перспективы развития вычислительных средств. Технические средства человеко-машинного интерфейса.
2. Взаимосвязь дисциплины/модуля/спецкурса с другими дисциплинами учебного плана специальности (сетов в ГОС ВПО).
Курс тесно взаимосвязан с вузовскими курсами: информатика, основы программирования, операционные системы, математика.
3. Перечень элементов учебно-методического комплекса:
Нормативный блок: аннотация, рабочая учебная программа дисциплины.
Теоретический блок: содержание лекций.
Практический блок: планы и структура практических занятий.
Блок оценочно-диагностических средств и контрольно-измерительных материалов: вопросы и задания для самостоятельной работы, перечень вопросов к зачету, перечень вопросов к экзамену, образец экзаменационного билета, образец практического задания к экзамену/зачету, образец теста текущей аттестации, образец теста промежуточной аттестации, образец контрольной работы с методикой решения и ответами.
Методический блок: методические рекомендации по дисциплине для преподавателей, методические рекомендации по дисциплине для студентов.
4. Список авторов элементов УМК
5. Нормативные документы, требования которых учитывались при разработке УМК дисциплины/модуля/спецкурса:
- ГОС ВПО по специальности.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Дальневосточный федеральный университет
(ДВФУ)
ШКОЛА ЭКОНОМИКИ И МЕНЕДЖМЕНТА
|
«01» сентября 2011г.
|
|
|
|
|
|
РАБОЧАЯ УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
«ФИЗИЧЕСИКЕ ОСНОВЫ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ»
Специальность: 080801.65 «Прикладная информатика (в экономике)»
Форма подготовки: очная
Школа экономики и менеджмента ДВФУ
Кафедра бизнес-информатики и экономико-математических методов
Курс 2, семестр 4
Лекции – 16 (час.)
Практические занятия –0 час.
Семинарские занятия – 0 час.
Лабораторные занятия – 16 час.
Консультации
Всего часов аудиторной нагрузки – 32 (час.)
Самостоятельная работа – 108 (час.)
Реферативные работы – не предусмотрены
Контрольные работы – не предусмотрены
Зачет – 4 семестр
Рабочая учебная программа составлена в соответствии государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по специальности 080801.65 «Прикладная информатика (в экономике)» (номер гос. регистрации 52 мжд / сп от 14 марта 2000г.)
Рабочая учебная программа обсуждена на заседании кафедры бизнес-информатики и экономико-математических методов « 09 » июня 2011 г.
Заведующий кафедрой бизнес-информатики и ЭММ Ю.Д. Шмидт
Составитель: доцент кафедры бизнес-информатики и ЭММ Л.И. Прудникова
Оборотная сторона титульного листа РПУД
I. Рабочая программа пересмотрена на заседании кафедры:
Протокол от «_____» _________________ 201 г. № ______
Заведующий кафедрой _______________________ Ю.Д. Шмидт
(подпись) (И.О. Фамилия)
II. Рабочая программа пересмотрена на заседании кафедры:
Протокол от «_____» _________________ 201 г. № ______
Заведующий кафедрой _______________________ Ю.Д. Шмидт
(подпись) (И.О. Фамилия)
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Физические основы вычислительной техники являются в современном обществе самым востребованными ресурсами. Вычислительная машина, вычислительная система и вычислительная сеть выполняют не только и не столько вычисления, сколько преобразование информации, а именно накопление, хранение, организацию и толкование информации. Освоение основных принципов организации вычислительных систем и сетей, методов и технологий их использования; приобретение знаний и навыков решения прикладных задач, возникающих при разработке и использовании сетей, позволит студентам приобрести знания и навыки необходимые для профессиональной деятельности.
1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ
Основной целью курса является формирование у студентов понимания важности применения и развития вычислительных систем, сетей и телекоммуникаций в современных технологиях как объективной закономерности информационного общества, а также обучить студентов общим принципам построения вычислительных систем различных архитектур, принципам организации и характеристикам составных элементов персонального компьютера, принципам и технологиям организации систем передачи данных.
Задачи дисциплины соответствуют целям преподавания и заключаются в следующем: анализ состояния и тенденций развития вычислительной техники; преподать основы функционирования вычислительных систем и принципам, положенных в основу работы систем передачи данных; изучить характеристики и режимы работы основных функциональных узлов и устройств вычислительных систем, сетей и телекоммуникаций; приобретение студентами навыков проектирования, конфигурирования и практического применения вычислительных систем и комплексов.
Данная программа составлена в полном соответствии с государственным стандартом и согласована с комплексом других программ для данной специальности. Она имеет типовую для АФ МГУКИ структуру. Кроме того, приведен примерный список контрольных вопросов для проведения экзаменов и зачетов.
Обучение студентов дисциплине «Вычислительные системы, сети и телекоммуникации» по данной программе организуется в форме лекционных, лабораторных и практических занятий. Самостоятельная работа студентов заключается в изучении соответствующих учебных пособий и выполнении индивидуальных заданий с последующим контролем преподавателя. Предполагается, что некоторые задания студенты могут выполнять на персональных компьютерах.
2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины
1. Требования к исходному уровню подготовки: для усвоения материала курса необходимо, чтобы студенты имели базовые знания по математике, информатике, основ программирования и операционным системам.
2. Требования к знаниям, умениям и навыкам, приобретенным в результате изучения дисциплины:
1. По окончании изучения курса студентами должны быть изучены теоретические основы построения, организации и функционирования современных ЭВМ, вычислительных систем и комплексов;
2. Освоены принципы построения вычислительных сетей и телекоммуникационных систем, их функциональную и структурную организацию, основы построения и работы подсистем, узлов и звеньев.
3. Студенты должны уметь определять возможности применения средств вычислительной техники для решения конкретных задач по своей специальности;
4. Оценивать технико-эксплуатационные возможности, анализировать и прогнозировать работоспособность сетей и телекоммуникационных систем, их подсистем, узлов и звеньев;
5. Работать на персональных ЭВМ с пакетами прикладных программ, ориентированных на использование их при выполнении лабораторных, курсовых и дипломных работ по выбранной.
3. Содержание разделов дисциплины
Теоретической части
Тема №1. Введение.(1 ч.)
Предмет, содержание и задачи курса. Место курса среди других дисциплин. Виды занятий и формы отчетности. Основная и дополнительная литература.
Тема №2. Состояние и тенденции развития вычислительной техники. (1 ч.)
Основные характеристики ЭВМ. Особенности ЭВМ различных поколений. Классификация ЭВМ по принципу действия, этапам создания, назначению, функциональным возможностям и другим признакам. Общая характеристика и области применения супер-, больших, малых и персональных ЭВМ. Тенденции развития вычислительных машин.
Тема №3. Функциональная и структурная организация вычислительных машин. (1 ч.)
Принцип программного управления работой ЭВМ. Командное выполнение программ. Структура машинных команд. Способы адресации операндов. Классическая структурная схема ЭВМ. Состав и назначение основных устройств. Характер их функционального взаимодействия в цикле выполнения команд программы. Эволюция структуры построения ЭВМ. Структура со специализированными каналами ввода-вывода. Структура с общесистемной магистралью (шиной). Канал прямого доступа к памяти. Функции программного обеспечения. Модульность построения. Интерфейсы. Проблемы информационной, программной и технической совместимости.
Тема №4. Центральные устройства персональных ЭВМ. (1 ч.)
Структура базового микропроцессора: арифметический блок, регистры общего назначения, адресные регистры, управляющие регистры. Сопряжение микропроцессора с системной магистралью. Функциональное взаимодействие элементов микропроцессора при выполнении команд программы. Состав и назначение устройств основной памяти. Оперативная и постоянная памяти: структуры построения, способы адресации и основные характеристики. Безадресные регистровые структуры сверхоперативной памяти. Ассоциативная выборка данных из памяти по их содержанию.
Тема №5. Внешние устройства персональных ЭВМ. (1 ч.)
Состав и назначение внешних устройств ЭВМ. Принцип действия и основные характеристики внешних запоминающих устройств, а также различных устройств ввода-вывода. Прямой доступ к памяти. Прерывание программ. Организация системы прерываний. Слово состояния программ. Стандартизация интерфейса ввода-вывода.
Тема №6. Структуры вычислительных систем. (1 ч.)
Расширение конфигурации вычислительного оборудования и его территориальная рассредоточенность. Разделение процессов ввода-вывода и обработки информации. Параллелизм в работе аппаратных и программных средств. Модульность и магистральность построения. Многопрограммная и многозадачная обработка. Понятие вычислительной системы. Классификация вычислительных систем (ВС). Архитектура ВС. Многопроцессорные и многомашинные ВС: структуры построения, характер функционирования, особенности программного обеспечения, области целесообразного применения.
Тема №7. Архитектура вычислительных сетей. (1 ч.)
Понятие об архитектуре сетей. Классификация сетей. Топология сетей. Обобщенные структуры сетей различных типов. Макроструктура технического, программного и информационного обеспечения сетей. Общие принципы организации функционирования сетей различных типов.
Тема №8. Основные сведения по теории связи. (1 ч.)
Основные понятия и определения. Характеристики линий и сетей связи (телефонных, телеграфных, телевизионных, спутниковых). Характеристики каналов связи (симплексных, полудуплексных, дуплексных). Аналоговые и цифровые каналы связи. Скорость каналов связи и скорость передачи информации. Характеристика аналоговых и цифровых сигналов, обеспечение связи между ними. Методы модуляции. Модемы: назначение и типы. Асинхронная и синхронная передачи.
Тема №9. Структура и характеристики телекоммуникационных систем (ТКС). (1 ч.)
Основные понятия. Коммуникационные системы и соединительные устройства. Поток требований. Показатели качества обслуживания. Классификация протоколов передачи данных. Управление трафиком. Обобщенная структура ТКС, основные звенья и их назначение. Методы обмена данными в ТКС. Уровневые протоколы и связи между ними. Стандартизация уровневых протоколов. Семиуровневый стандарт в сетевой модели взаимосвязи открытых систем.
Тема №10. Коммутация и маршрутизация в сетях. (1 ч.)
Макроструктура и характеристика систем коммутации каналов, сообщений, пакетов. Оценка этих систем и области применения. Маршрутизация пакетов - цели и методы. Маршрутизация с помощью каталогов. Виртуальные маршруты. Локальная и централизованная маршрутизация. Гибридная маршрутизация. Вопросы экономики выбора систем коммутации и методов маршрутизации.
Тема №11. Локальные сети (ЛС). (1 ч.)
Особенности и области применения ЛС. Характеристики ЛС. Стандарты в области ЛС. Типовые структуры ЛС. Протоколы ЛС. Методы доступа к общественным ресурсам. Локальные вычислительные сети персональных компьютеров (СПК). Оценка, области применения. Использование ПК в качестве сервера. Подключение ПК к универсальным ЭВМ.
Тема №12. Электронная почта. (1 ч.)
Электронная почта. Структура и основные свойства систем электронной почты, их оценка, области применения.
Тема №13. Надежность и безопасность сетей. (1 ч.)
Технический, программный, информационный и функциональный аспекты проблемы надежности вычислительных и информационных сетей и ТКС. Безопасность сетей. Источники и виды нарушений средств защиты сетей. Шифрование.
Тема №14. Эффективность функционирования сетей и пути ее повышения. (1 ч.)
Факторы, определяющие эффективность функционирования сетей. Эргономичность сетей как один из факторов, определяющих их эффективность. Методы и средства организации труда человека-оператора. Система эргономического обеспечения человеко-машинных комплексов.
Тема №15. Перспективы развития сетей и ТКС. (2 ч.)
Основные направления совершенствования и развития сетей и ТКС. Пути совершенствования основных звеньев сетей и ТКС. Создание интеллектуальной сети (ИС) - основы информатизации общества.
Лабораторная работа №1. (1 ч.)Функциональная и структурная организация вычислительных машин.
Установка и настройки различных элементов системного блока персонального компьютера.
Содержание практической части
Семинар № 1. (2 ч.)Центральные устройства персональных ЭВМ.
Темы докладов:
Устройство центрального процессора.
Виды и типы памяти.
Лабораторная работа №2. (2 ч.) Внешние устройства персональных ЭВМ.
Подключение и настройка внешних устройств к персональному компьютеру (принтер, сканер, модем и.т.д.).
Лабораторная работа №3. (2 ч.) Архитектура вычислительных сетей.
Проектирование студентами локальной вычислительной сети предприятия. Выбор и обоснование оборудования и топологии вычислительной сети.
Семинар № 2. (2 ч.) Структура и характеристики телекоммуникационных систем.
Темы докладов:
Классификация систем телекоммуникаций.
Современные системы телекоммуникаций.
Лабораторная работа №4. (2 ч.)Локальные сети.
Подключение персонального компьютера к локальной вычислительной сети с помощью стандартных протоколов и служб. Настройка персонального компьютера для работы в локальной вычислительной сети.
Семинар № 3. (2 ч.) Электронная почта.
Темы докладов:
Что такое электронная почта.
Структура и основные свойства систем электронной почты.
Семинар № 4. (2 ч.)Надежность и безопасность сетей.
Темы докладов:
Техническая безопасность сетей.
Программная безопасность сетей.
Источники и виды нарушений безопасности.
Семинар №5. (2 ч.)Перспективы развития сетей и телекоммуникационных сетей.
Темы докладов:
Основные направления совершенствования сетей и телекоммуникационных систем.
Интеллектуальная сеть как основа информатизации общества.
ПЕРЕЧЕНЬ ВОПРОСОВ ЗАЧЕТУ
2 курс, 4 семестр
Классическая структура организации ЭВМ. Состав и назначение основных устройств. Понятие об архитектуре ЭВМ.
Классификация и основные характеристики запоминающих устройств (ЗУ). Емкость и быстродействие различных типов ЗУ.
Принцип программного управления ЭВМ. Характер взаимодействия устройств ЭВМ при выполнении программ.
Типовые структуры организации запоминающих устройств: адресная, стековая и ассоциативная организация.
Система программного обеспечения ЭВМ: состав и основные функции.
Оперативная сверхоперативная память ЭВМ: элементная база, структура построения и типовые характеристики.
Режимы работы ЭВМ. Особенности однопрограммного, многопрограммного и многозадачного режимов.
Назначение, принципы организации и структура постоянных запоминающих устройств
Сегментирование в сетях. Причины. Оборудование.
Принципы построения и характеристика устройств внешней памяти на магнитных дисках.
Этапы развития электронной вычислительной техники. Особенности ЭВМ различных поколений.
Система автоматизации программирования.
Внешняя память ЭВМ на магнитных и лазерных дисках.
Назначение и структура построения центрального процессора ЭВМ.
Структура и форматы команд ЭВМ.
Организация прерывания программ в ЭВМ.
Защита и распределение памяти ЭВМ.
Серверы доступа в сетях.
Способы коммутации данных.
Клавишные и печатающие устройства ввода-вывода ЭВМ.
Дисплеи (видеомониторы).
Графические устройства ввода-вывода.
Аппаратные средства сопряжения ЭВМ с каналами связи. Модемы, мультиплексоры, адаптеры.
Способы коммутации данных.
Назначение и структура системной магистрали в центральных устройствах ЭВМ.
Общая характеристика архитектуры персональных ЭВМ.
Понятие о вычислительных системах. Многомашинные и многопроцессорные системы.
Структура многомашинных вычислительных систем.
Многопроцессорные вычислительные системы типов ОКОД и ОКМД.
Многопроцессорные вычислительные системы типов МКОД и МКМД.
Проблема повышения производительности ЭВМ и создания суперЭВМ. Области применения суперЭВМ.
Компьютерные сети. Назначение. Классификация. Базовые топологии.
Способы коммутации данных.
Модемы. Способы повышения эффективности передачи данных.
Сравнение блоков взаимодействия МОСТ и МАРШРУТИЗАТОР.
Каналы передачи данных. Классификация. Основные характеристики.
Применение репитеров и концентраторов в сетях.
Линии связи. Классификация. Основные характеристики.
Широковещательный режим передачи данных. Методы доступа. Архитектура сетей.
Методы доступа в сети.
Формирование и структура пакета данных, передаваемого по сети.
Сравнение сетей с маркерным доступом и сетей с доступом по приоритету запроса.
Функции Канального уровня модели взаимодействия открытых систем и подуровней Проекта 802.
Функции Сетевого и Транспортного уровней модели взаимодействия открытых систем.
Протоколы в многоуровневой архитектуре. Стеки протоколов.
4. Учебно-методическое обеспечение дисциплины.
4.1. Рекомендуемая литература
Основная литература
Пятибратов А.П. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации: учеб. для вузов. / Гудыно Л.П., Кириченко А.А.; под ред. А.П.Пятибратова - М.: Финансы и статистика, 2002.
В.Н. Петров. Информационные системы: учебник для вузов.-Питер 2003.
Семененко В.А., Скуратович Э.К. Информатика и вычислительная техника. МГИУ, 2003.
Вильям Столингс. Компьютерные сети, протоколы и технологии Интернета. С.-Пб. БХВ, Петербург, 2005.
Джо Хабрейкен, Мэтт Хайден. Сетевые технологии за 24 часа. 3-е издание. Издательский дом Вильямс. Питер, 2008.
Ю. Избачков, В. Петров. Информационные системы 2-е издание.-Питер 2006.
В.Ф. Мелехин, Е.Г. Павловский. Вычислительные машины, системы и сети. Учебник.- М.: Академия, 2006.
Ларионов А.М. Вычислительные комплексы, системы и сети. Учебник для ВУЗов. Л.: Энергоатомиздат, 1987.
Дополнительная литература
Информационно-вычислительные системы в машиностроении (CALS-технологии)/ Ю.М. Соломенцев, В.Г. Митрофанов, В.В. Павлов, А.В. Рыбаков – М.: Наука, 2003, 292 с.
Кузнецов С.Д. Основы современных баз данных, информационно-аналитические материалы Центра Информационных технологий, 1999.
Экономическая информатика и вычислительная техника: Учебник/ под ред. Косарева В.П., Королева А.Ю. – М.: Финансы и статистика, 1996 г. – 336 с.
Информационные ресурсы России: национальный доклад. – М., 1999 г. – 24 с.
В.Г. Олифер, Н.А. Олифер. Компьютерные сети, принципы, технологии, протокол. 3-е издание. Питер, 2009.
Электронные источники
http://www.twirpx.com/file/237443/ Кириличев, А.М. Основы вычислительной техники: Учебник. 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Недра, 1988. —350 с.
http://mirknig.com/2010/04/14/osnovy-vychislitelnoj-texniki-i-programmirovaniya.html Щеголева, Л.И. Основы вычислительной техники и программирования : учебник. Ленинград "Энергоиздат". – 1981. – 248 с.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Дальневосточный федеральный университет»
(ДВФУ)
ШКОЛА ЭКОНОМИКИ И МЕНЕДЖМЕНТА
КОНСПЕКТЫ ЛЕКЦИЙ
по дисциплине
________ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ___
(название дисциплины)
Для студентов специальности 080801.65 «Прикладная информатика в экономике»
(шифр, название специальности)
Владивосток 2011
Когда-то наш разум был вне конкуренции, но, возможно, придет день, когда вычислительные машины будут смеяться над нами и задавать вопрос о том, могут ли биологические информационные процессоры быть достаточно разумными.
П. Уинстон
|
