2.1. Розподіл за семестрами та модулями

Розподіл часу між змістовими модулями та видами аудиторного навантаження/СРС за семестрами зведений в таблиці.

№ п/п	Найменування змістових модулів	Кількість годин, ауд./сам.
		Лекції	Лабор. заняття
1 семестр
Семестровий модуль 1
1	Введення в архітектуру комп’ютерних систем.	4/4	6/6
2	Арифметичні основи обчислювальної техніки	8/8	12/12
3	Логічні основи обробки інформації на комп'ютерах	6/6	–
Семестровий модуль 2
4	Алгоритмічні основи обробки інформації на комп’ютерах	6/6	12/12
5	Побудова та функціонування, типи архітектури комп’ютерних систем.	6/6	–
6	Архітектура персонального комп'ютера	6/6	6/6
	Всього годин:	36/36	36/36

3.2 Лекційні заняття

СЕМЕСТРОВИЙ МОДУЛЬ №1

Змістовий модуль 1

Введення в архітектуру комп’ютерних систем

Лекція 1. Вступ в архітектуру комп’ютерних систем [Л1, с.9-12; Л2, с.9-22; Л3, c.34-43; Л5, c.6-20].

1.1 Предмет архітектуру комп’ютерних систем. Мета й задачі курсу.

1.2 Основні поняття інформатики: інформація; властивості інформації; мера інформації.

1.3 Поняття сигналу. Основні види сигналів.

1.4 Системи передавання та обробки інформації.

1.5 Основні складові комп’ютерних систем: процесор, пам'ять (основна та зовнішня), пристрої введення-виведення, засоби комунікації (інтерфейси) та програмне забезпечення (ПЗ).

1.6 Стислий історичний огляд розвитку обчислювальної техніки (ОТ). Покоління комп’ютерів.

Лекція 2. Принципи Д. фон Неймана та класифікація комп’ютерів. [Л1, c.12-19; Л2, с.20-22; Л3, c.43-49; Л9, с.23-40].

2.1 Принципи Д. фон Неймана.

2.2 Архітектура фон Неймана.

2.3 Гарвардська архітектура.

2.4 Поняття "апаратні ресурси" і "програмні ресурси" комп’ютера.

2.5 Основні характеристики комп’ютерів.

2.6 Класифікація комп'ютерів.

2.7 Закони Мура (прямий і зворотний) розвитку комп’ютерних систем.

2.8 Сфери використання обчислювальної техніки.

Змістовий модуль 2

Арифметичні та інформаційно-логічні основи обчислювальної техніки

Лекція 3. Арифметичні основи комп'ютерів [Л4, с. 61-89; Л5, c.31-42].

3.1 Представлення інформації у комп'ютері.

3.2 Системи числення та їх різновиди.

3.3 Переваги двійкової системи числення.

3.4 Правила перекладу чисел з однієї системи числення в іншу.

Лекція 4. Форми представлення числової інформації в комп’ютері [Л3, с.19-20; Л4, с. 89-92, с. 107-109; Л9, с.65-80].

4.1 Форми представлення чисел з фіксованою комою.

4.2 Форма представлення чисел з комою, що плаває.

4.3 Стандарт IEEE 754.

4.4 Переваги та недоліки форматів із фіксованою комою та комою, що плаває.

Лекція 5. Арифметичні дії з двійковими числами [Л3, c. 21-24; Л4, с.92-103, с.110-118; Л9, с.80-84].

5.1 Правила порозрядних арифметичних дій у двійковій системі числення.

5.2 Використання зворотного та додаткового кодів для виконання арифметичних дій у двійковій системі числення.

5.3 Специфіка виконання дій множення та ділення у двійковій системі числення.

5.4 Виконання арифметичних дій з числами у форматі з комою, що плаває.

Лекція 6. Подання нечислової інформації в комп’ютері [Л8 с.29-33, с.63-64].

6.1 Подання текстової інформації. Кодова таблиця ASCII.

6.2 Подання графічної інформації. RGB-розкладання кольорових зображень.

6.3 Подання аудіо даних. Теорема дискретизації Котельникова. Формат WAV.

6.4 Подання відеоданих. Формат AVI.

Змістовий модуль 3

Логічні основи обробки інформації на комп'ютерах

Лекція 7. Логічні основи побудови комп'ютерів [Л2, с.23-31; Л4, с.124-128, с.143-149; Л5, c.43-45].

7.1 Поняття булевої алгебри логіки. Логічне висловлювання та логічна функція.

7.2 Базові логічні операції: заперечення, кон'юнкція, диз'юнкція;

7.3 Додаткові логічні операції: штрих Шеффера, стрілка Пірса, імплікація, нерівнозначність.

Лекція 8. Закони та правила алгебри логіки [Л9 с.76-78].

8.1 Аксіоми.

8.2 Закони одинарний елементів: універсального безлічі; нульового безлічі; подвійного заперечення; додатковості; тавтології.

8.3 Закон подвійності (правило де Моргана).

8.4 Комбінаційні закони кількох елементів: сполучний (асоціативний); переместительний (комунікаційний); розподільчий (трібутівний); поглинання (абсорбції).

8.5 Теорема розкладання.

Лекція 9. Базові логічні елементи обчислювальної техніки. Форми реалізації логічних функцій [Л8, с.81-88; Л9, с.77-80].

9.1 Умовне графічне позначення (УГП) логічних елементів.

9.2 Простий базис (елементи "НЕ", "І", "АБО").

9.3 Базис Шиффера (елемент "І-НЕ").

9.4 Базис Пірса (елемент "АБО-НЕ").

9.5 Форми реалізації логічних функцій: діз'юктівна (ДНФ) та кон'юнктівна (КНФ) нормальні форми.

9.6 Елемент "АБО, що виключає" (нерівнозначність). Синтез елементу за допомогою ДНФ.

9.7 Складання логічних комбінаційних схем на базових логічних елементах.

СЕМЕСТРОВИЙ МОДУЛЬ №2

Змістовий модуль 4

Алгоритмічні основи обробки інформації на комп’ютерах

Лекція10. Алгоритм, його властивості та форми опису [Л1, c.143-146; Л5, c.184-186; Л8, с.282-284].

10.1 Поняття алгоритму та його визначення.

10.2 Властивості алгоритму.

10.3 Форми представлення алгоритмів.

10.4 Умовні позначки блоків при графічному способі опису алгоритму.

Лекція 11. Типи алгоритмів та базові алгоритмічні структури [Л1, c.147-154; Л5, c.187-188 ].

11.1 Типи алгоритмів.

11.2 Базові алгоритмічні структури та їх зображення на блок-схемах.

11.3 Приклад алгоритму розгалуженої структури.

11.4 Приклади циклічних алгоритмів різних типів.

Лекція 12. Використання масивів при розробці алгоритмів [Л1, c.155-159; Л4, с.385-388].

12.1 Визначення масиву. Типи масивів.

12.2 Представлення масиву у пам’яті комп'ютера.

12.3 Приклади блок-схем алгоритмів з використанням одновимірних масивів.

12.4 Матриця як двовимірний масив.

12.5 Використання подвійних циклів при розробці алгоритмів.

12.6 Приклади блок-схем алгоритмів з використанням двовимірних масивів.

Змістовий модуль 5

Побудова та функціонування, типи архітектури комп’ютерних систем

Лекція 13. Базові цифрові логічні пристрої комп'ютерних систем [Л8, c.86-103].

13.1 Комбінаційні логічні пристрої: напівсуматор; повний суматор; шифратор; дешифратор; мультиплексор; демультиплексор; компаратор.

13.2 Арифметико-логічний пристрій (АЛП).

13.3 Пристрої з пам'яттю станів: асинхронний и синхронний RS-тригер; D-тригер зі статичним та динамічним керуванням; паралельний регістр; послідовний регістр зсуву лічильний тригер; лічильник.

13.4. Статична пам'ять.

13.5 Інтегральні схеми.

Лекція 14. Структурна схема типового комп'ютера. Поняття архітектури комп’ютера. [Л2, с.20-22; Л4, с. 285-305; Л8, с. 35-55, с.284-287; Л9, с.20-23, с.87-91, с.126-131, Л5, с.122-123].

14.1 Основні поняття та визначення. Принцип дії комп'ютера.

14.2 Загальна структурна схема комп’ютера та її складові.

14.3 Поняття архітектури комп'ютера. Класична фоннейманівська архітектура.

14.4 Класифікація команд комп'ютера. Одноадресні, двоадресні та трьохадресні команди.

14.5 Робота фоннейманівського комп’ютера при виконанні типової команди.

14.6. Переривання при виконанні програми.

Лекція 15. Типи архітектури комп’ютерних систем [Л1, c.15-19; Л8, с.55-64: Л9, с.38-42]

15.1 Класифікація комп’ютерних систем (КС).

15.2 Класифікація архітектури КС за Фліну: SISD, SIMD, MISD, MIMD.

15.3 Архітектури системи команд процесору: CISK, RISK, VLIW, MISK.

15.4 Архітектури багатопроцесорних КС: симетрична із загальною пам'яттю (SMP); з роздільною пам'яттю (MPP); гібридна (NUMA); кластерна (COW).

15.5. Оцінка продуктивності багатопроцесорних КС. Гіпотези Мінського і Амдала. Закон Амдала.

Змістовий модуль 6

Архітектура персонального комп'ютера

Лекція 16. Загальні відомості про персональний комп’ютер (ПК) [Л1, c.19-30; Л2, с.32-40; Л3, c.62-85, Л5, с.46-51].

16.1 Історія виникнення ПК.

16.2 Базова конфігурація ПК та призначення складових.

16.3 Загальна архітектура ПК.

16.4 Внутрішні пристрої ПК та їх призначення.

16.5 Материнська плата та пристрої, розташовані на ній

16.6 Поняття мікропроцесорного комплекту (чіпсету). Архітектура сучасних чіпсетів.

16.7 Формфактор материнських плат.

Лекція 17. Процесори, системні шини та підсистема пам’яті ПК [Л1, c.30-37; Л2, с.40-45; Л3, c.78-85; Л5, c.52-65].

17.1 Призначення та класифікація процесорів ПК.

17.2. Технічні характеристики процесорів ПК.

17.3 Особливості сучасних процесорів ПК. Суперскалярна архітектура та багатоядерність.

17.4 Системні шини ПК (ISA, PCI, PCI Express), їх характеристики та основні типи розширень

системних шин.

17.5 Ієрархія пам'яті ПК.

17.6 Основні технічні характеристики оперативної пам’яті.

17.7 Кеш пам'ять і її організація. Способи запису в кеш. Різновиди кеш-пам'яті.

17.8 Основні пристрої зовнішньої пам’яті та їх характеристики.

Лекція 18. Відеопідсистема, периферійні пристрої та програмне забезпечення ПК [Л1, c.53-62; Л2, с.69-93; Л3, c.74-78, c.85-92; Л5, c.66-100].

18.1 Призначення та основні характеристики відеоконтролерів та моніторів ПК

18.2 Класифікація периферійних пристроїв ПК.

18.3 Призначення периферійних пристроїв ПК.

18.4 Основні технічні характеристики периферійних пристроїв ПК.

18.5 Програмне забезпечення (ПЗ) ПК та його класифікація

18.6Функції операційних систем ПК.