ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО СВЯЗИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Московский Технический Университет Связи и Информатики

Методические указания и задание на выполнение курсовой работы по дисциплине

ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ, СИСТЕМЫ И СЕТИ

для студентов специальности 220301 «Автоматизация технологических процессов и производств»

Москва 2012

Аннотация

Учебное пособие предназначено для студентов 4-го курса специальности специальности 220301 «Автоматизация технологических процессов и производств» очной и заочной форм обучения.

Пособие содержит:

• Краткие методические указания по самостоятельному изучению курса,

• Указания по выполнению курсовой работы,

Составители:

Максименко В.Н., к.т.н., доцент, профессор кафедры АИТСС

Филиппов А. А., аспирант кафедры АИТСС

Протокол №4 от 14.12.2010

Содержание

1. Краткие методические указания по самостоятельному изучению курса 5

1.1. Предмет и задачи курса: 5

1.2. Составные части курса: 5

1.3. Микропроцессорные вычислительные машины. 5

1.4. Высокопроизводительные вычислительные системы. 6

.5. Вычислительные сети. 7

2. Курсовая работа 8

2.1. Общие указания по выполнению 8

2.2. Вопросы для изучения 9

2.3. Задание на курсовую работу 9

2.4. Исходные данные 10

2.5. Содержание отчёта 11

2.6. Справочные материалы 12

2.6.1. Организация микропроцессорной системы 12

2.6.2. Элементная база 13

2.6.3. Описание основных используемых в работе команд 17

2.6.4. Дополнительная информация 20

Список литературы 21

Введение

Курс «Вычислительные Машины, Системы и Сети» направлен на изучение принципов построения и работы микропроцессорных вычислительных систем и вычислительных сетей. Предполагается, что студенты, изучающие его, имеют базовые знания и навыки в электротехнике и программировании. Учебный курс содержит комплекс лекций, комплекс лабораторных работ и курсовую работу.

Данное учебное пособие предназначено для студентов, выполняющих курсовые и самостоятельные работы. Оно содержит список лекций курса ВМСиС и базовую необходимую информацию для выполнения курсовой работы.

Пособие создано в помощь студентам при обучении курсу ВМСиС и не является основным и достаточным для его изучения.

1. Краткие методические указания по самостоятельному изучению курса

Методические указания (МУ) содержат формулировку вопроса, краткие теоретические сведения и ссылку на рекомендованную литературу для изучения этого вопроса.

1.1. Предмет и задачи курса:

Усвоение принципов построения микропроцессорных вычислительных систем, связи между аппаратным и программным обеспечением, изучение классификации персональных электронных вычислительных машин, высокопроизводительных вычислительных систем и вычислительных сетей [].

1.2. Составные части курса:

Часть 1. Микропроцессорные вычислительные машины.

Часть 2. Высокопроизводительные вычислительные системы.

Часть 3. Вычислительные сети.

1.3. Микропроцессорные вычислительные машины.

В первой части курса изучаются вопросы построения и организации вычислений микропроцессорных вычислительных машин:

1.3.1. Классическая и современная структура вычислительной машины.

1.3.2. Эволюция микропроцессорных вычислительных машин (микрокомпьютеров).

1.3.3. Машинная организация процессора (на примере Интел 80286).

1.3.4. Операнды и режимы адресации операндов.

1.3.5. Общая организация памяти.

1.3.6. Прерывание микропроцессора в ЭВМ.

1.3.7. Организация прямого доступа к памяти.

1.3.8. Последовательный интерфейс RS–232C.

1.3.9. Последовательный интерфейс СОМ-порт.

1.3.10. Программируемый связной интерфейс.

1.3.11. Передача данных между ЭВМ с помощью модемов.

1.3.12. Программируемый периферийный интерфейс.

1.3.13. Параллельный интерфейс: LPT-порт.

1.3.14. Программируемые таймеры и счетчики событий.

1.3.15. Универсальная последовательная шина USB.

1.3.16. Протокол работы USB-шины.

1.3.17. Интерфейс IEEE-1394 (FireWire).

1.3.18. Устройства ввода ЭВМ. Клавиатура.

1.3.19. Видеотерминал. Режимы изображений: текстовый и графический режимы. Интерфейс ЭВМ с видеотерминалом. Видеопамять. Анимация изображений.

1.3.20. Накопитель магнитных дисков: гибкий и жесткий. Структура дисков: дорожки, сектора, блоки. Обмен информации между ЭВМ и магнитными дисками.

1.3.21. Сканер. Считывание изображения. Типы обрабатываемых изображений. Качество изображения.

1.3.22 Многоядерные процессоры

1.3.23. Назначение и функции операционной системы.

1.4. Высокопроизводительные вычислительные системы.

Во второй части курса изучаются вопросы классификации и организации вычислений вычислительных систем:

1.4.1. Классификация систем параллельной обработки данных.

1.4.2. Классификация мультипроцессорных систем по способу организации основной памяти.

1.4.3. Обзор архитектур многопроцессорных вычислительных систем.

1.4.4. Направление развития в высокопроизводительных вычислительных системах.

1.4.5. Организация вычислений в системах на многоядерных процессорах.

1.4.6. Принципы построения телекоммуникационных вычислительных систем.

.5. Вычислительные сети.

В третьей части курса изучаются вопросы построения вычислительных сетей с применением технологий беспроводного доступа:

1.5.1. Эталонная модель взаимодействия открытых систем.

1.5.2. Локальные и глобальные вычислительные сети.

1.5.3. Беспроводные локальные сети на основе технологии Wi-Fi.

1.5.4. службы пакетной передачи данных сотовых сетей (GPRS, EDGE, 3G).

1.5.5. Беспроводный доступ локальной вычислительной сети в глобальные вычислительные сети на основе широкополосной технологии WiMAX.

2. Курсовая работа

Целью курсовой работы является приобретение студентами знаний и инженерных навыков, необходимых при разработке микропроцессорных (МП) систем для автоматизации технологических процессов в почтовой и других видах связи. Курсовая работа посвящена разработке аппаратного и программного обеспечения (ПО) микропроцессорных систем для управления полуавтоматической установкой сортировки посылок. Студенту предлагается спроектировать устройство на микропроцессорах и создать соответствующее ПО. Предлагаемая работа способствует изучению структуры, характеристик МП систем и приобретению навыков программирования на языке assembler.