1491

МИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

Д. И. Кислицын

АРХИТЕКТУРА ЭВМ

Учебно-методическое пособие

по подготовке к лекциям и практическим занятиям (включая рекомендации по организации самостоятельной работы) для обучающихся по дисциплине «Архитектура ЭВМ» по направлению подготовки 09.03.02 Информационные системы и технологии, направленность (профиль) «Информационные системы и технологии»

Нижний Новгород ННГАСУ

2022

1

УДК 681.3 (075)

Кислицын Д. И. Архитектура ЭВМ : учебно-методическое пособие / Д. И. Кислицын; Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет. – Нижний Новгород : ННГАСУ, 2022. - 10 с. - Текст : электронный.

Даются тематика лекций, их краткое содержание, а также методические

разъясняется последовательность их изучения, выделяются наиболее сложные вопросы и даются рекомендации по их изучению, приводится тематика расчётных работ.

Предназначено для обучающихся в ННГАСУ по дисциплине «Архитектура ЭВМ» по направлению подготовки 09.03.02 Информационные системы и технологии.

© Д. И. Кислицын, 2022 © ННГАСУ, 2022

2

Учебно-методическое пособие по подготовке к лекциям и практическим занятиям (включая рекомендации по организации самостоятельной работы) по дисциплине «Архитектура ЭВМ» предназначены для студентов, обучающихся по направлению 09.03.02 Информационные системы и технологии, и содержат программу для проведения лекционных занятий, а также методические рекомендации по самостоятельной работе.

Цель учебно-методического пособия: помочь студентам при изучении учебной программы с использованием лекционных материалов и рекомендуемой учебно-методической литературы при формировании необходимых компетенций дисциплины «Архитектура ЭВМ».

Целями освоения дисциплины «Архитектура ЭВМ» являются формирование у студента, совместно с другими дисциплинами учебного плана и всеми формами образовательного процесса в университете, компетенций, знаний, умений и навыков, определяемых требованиями ФГОС ВО по направлению 09.03.02 Информационные системы и технологии.

В лекциях излагается общая характеристика вопросов тем, даются практические примеры применения стандартов, осуществляется групповая работа студентов и преподавателя по разработке соответствующих разделов пояснительной записки по разработке программного обеспечения или информационных систем. Главной целью лекции является привитие студентам интереса к изучаемому материалу, формирование мотивации к последующему самостоятельному анализу рассматриваемой проблематики. На лекциях студентам раскрываются наиболее сложные вопросы и теоретические положения, показывается их практическая значимость, даются рекомендации по углубленному самостоятельному изучению теории и практики.

На лекциях по дисциплине «Архитектура ЭВМ» широко используются активные формы проведения занятий. Такие формы организации образовательного процесса, способствуют разнообразному (индивидуальному, групповому, коллективному) изучению учебных вопросов (проблем), активному взаимодействию студентов и преподавателя, живому обмену мнениями между ними, нацеленному на выработку правильного понимания содержания изучаемой темы и способов ее практического использования.

Материал пропущенных лекций студент восстанавливает самостоятельно и по всем непонятным положениям и вопросам обращается за разъяснением к преподавателю.

Самостоятельная работа направлена на развитие компетенций дисциплины:

-ОПК-1. Способен применять естественнонаучные и общеинженерные знания, методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования в профессиональной деятельности;

-ПК-2. Способность выполнять работы по созданию (модификации) и сопровождению информационных систем.

Виды и формы самостоятельной работы студентов по дисциплине:

-систематическая проработка лекций, основной и дополнительной литературы;

3

-выполнение расчётно-графической работы;

-подготовка к зачёту.

Содержание разделов дисциплины «Архитектура ЭВМ» представлено в таблице 1.

Таблица 1 Содержание разделов дисциплины

На консультациях в течение семестра студенты могут обсуждать с преподавателем различные вопросы по выполнению расчётно-графической работы (РГР).

Рекомендуется проработать конспект лекций, затем повторить теоретический материал, пользуясь рекомендованной основной и дополнительной литературой. Если после этого остаются вопросы, рекомендуется выписать их и обратиться к преподавателю на консультациях.

Целями выполнения РГР при изучении дисциплины «Архитектура ЭВМ» являются:

-самостоятельное углублённое изучение отдельных разделов курса;

-закрепление навыков программирования, полученных в течение первых трёх семестров.

Общее задание на РГР: создать оконное приложение, которое в соответствии с вариантом задания обрабатывает введённые пользователем исходные данные (в т. ч. и некорректные) об элементах электрической цепи и выводит на форму результаты (сопротивление, ёмкость, логическое состояние и т.п.). Форма должна содержать поясняющие текстовые и графические надписи, в т. ч. фамилию, имя, отчество, № группы и текст задания. В течение курса со студентами проводятся индивидуальные и групповые консультации по вопросам выполнения РГР, а также по общетеоретическим вопросам, возникающим при самостоятельной работе студентов при подготовке к занятиям и выполнении РГР. Результатом выполнения РГР является пояснительная записка, описывающая проектирование приложения и программный код. При выставлении оценки (от 2,0 до 5,0 баллов) за РГР оценивается способность студента составлять алгоритм в соответствии с индивидуальным заданием и разрабатывать на его основе простейшее оконное приложение.

В конце семестра студенты проходят электронное тестирование по всем разделам курса. В конце тестирования студент видит, в каких разделах и сколько ошибочных ответов он дал и получает балл в диапазоне от 0,0 до 5,0. Перед зачётом студентам выдаётся список примерных вопросов, по которым можно понять, на что нужно сделать упор при подготовке к зачёту.

Студент допускается к зачёту, если он сдал все лабораторные работы и РГР. При подготовке к зачету после получения перечня вопросов рекомендуется:

1) внимательно прочитать материал лекций; 2) постараться разобраться с непонятными, в частности, новыми терминами,

используя рекомендованную литературу; 3) просмотреть все лабораторные работы;

4) выписать вопросы для подробного обсуждения с преподавателем на консультации.

Перечень примерных вопросов, выносимых на экзамен:

•Переведите из восьмеричной системы счисления в семеричную число 101

•Введите результат логической операции дизъюнкции 0 XOR 0

5

•Укажите элемент, который может находиться в одном из двух устойчивых состояний «0» и «1»

•Классифицируйте ЭВМ по систематике Флинна

•Как называются внутримашинные электронные часы, подключаемые к автономному источнику питания и обеспечивающие при необходимости автоматический съем текущего момента времени?

•Укажите устройство, отвечающее за выполнение арифметических, логических операций и операций управления, записанных в машинном коде

•Перечислите и поясните принципы Фон-Неймана

•Для какой архитектуры характерно раздельное хранение и обработка команд и данных?

•Какой блок микропроцессора вырабатывает управляющие сигналы, поступающие по кодовым шинам инструкций (КШИ) во все блоки машины?

•Что характерно для стадии «tick» в стратегии «tick-tock» от Intel?

•Какой максимальный размер может иметь 16 битный сегмент?

•На что указывают разные цвета слотов оперативной памяти на материнской плате?

•Сравните между собой шины PCI и PCI Express

•Сколько устройств можно подключить к одной шине PCI-Express напрямую?

•Укажите логическую топологию шины USB

•Какова максимальная пропускная способность шины USB 3.0?

•Какой диапазон используется в стандарте Bluetooth?

•Какой тип памяти используется в ОЗУ?

•Что положено в основу элементов динамической памяти?

•Какое устройство может пребывать в одном из устойчивых состояний сколь угодно долгое время при условии наличия питания?

•Сколько бит информации хранит одна ячейка (элемент) памяти на основе триггера с двумя устойчивыми состояниями?

•Чем память DDR2 400 отличается от DDR 400?

•На какой частоте работает ядро памяти (матрица запоминающих элементов)

модуля DDR400?

•В чём различие между ROM, PROM, EPROM и EEPROM?

•Какой минимальный объём на жёстком диске может быть выделен для хранения файла в файловых системах FAT, NTFS?

•Какому типу оптических дисков соответствует ёмкость 25 Гб?

•С помощью чего осуществляется связь программного обеспечения с аппаратной частью видеосистемы?

•Опишите технологии, позволяющие объединять ресурсы двух видеокарт в одном компьютере между собой, повышая производительность видеоподсистемы

•Что такое шейдер?

6

•Какое устройство, анализируя какой-либо объект, создаёт цифровую копию изображения объекта

•Сколько оттенков цвета может распознать сканер с глубиной цвета 8 бит?

•Назовите частоту электрического тока бытовой (домашней) электросети в России.

•Назовите преимущества импульсного блока питания перед трансформаторным

•Каким показателем качества компьютерной сети характеризуется возможность расширения сети без заметного снижения ее производительности?

•Какое число будет храниться в регистре AL, в результате выполнения команды mov ax, 1234h?

•Опишите назначение конденсатора, его виды обозначение на электрической принципиальной схеме, устройство и основные характеристики

•Опишите назначение резистора, его виды обозначение на электрической принципиальной схеме, устройство и основные характеристики

•Опишите назначение диода, его виды обозначение на электрической принципиальной схеме, устройство и основные характеристики

•Опишите назначение транзистора, его виды обозначение на электрической принципиальной схеме, устройство и основные характеристики

Показатели оценки по экзамену представлены в таблице 2.

Таблица 2 Показатели оценки по экзамену

8

Перечень учебной литературы, необходимой для освоения дисциплины:

1.Аблязов Р. З.. Программирование на ассемблере на платформе х86-64 / Аблязов Р. З. ; Р. З. Аблязов. – Саратов : Профобразование, 2019. – 301 с. – URL: URL: http://www.iprbookshop.ru/88005.html. – ISBN ISBN 978-5-4488-0117-4.

2.Варфолломеев, В. А.. Разработка приложений на языке ассемблер в среде MS MASM : учебно-методическое пособие по дисциплинам «ассемблер» и «операционные системы и системное программирование». / Варфолломеев, В. А. ; В. А. Варфолломеев. – Москва : Российский университет транспорта (МИИТ),

2021. – 60 с. – URL: URL: https://www.iprbookshop.ru/115882.html. – ISBN ISBN 2227-8397.

3.Громов Ю.Ю.. Архитектура ЭВМ и систем : учебное пособие. / Громов Ю.Ю., Иванова О.Г., Серегин М.Ю., Ивановский М.А., Дидрих В.Е. ; В.Е. Дидрих; М.А. Ивановский; Ю.Ю. Громов; О.Г. Иванова; М.Ю. Серегин. – Тамбов

:Тамбовский государственный технический университет, ЭБС АСВ, 2012. – 200 c.

– URL: URL: http://www.iprbookshop.ru/64069.html.

4.Кислицын Дмитрий Игоревич. Инструментальные средства информационных систем. Внутреннее устройство ЭВМ : учебное пособие. / Кислицын Дмитрий Игоревич ; Нижегор. гос. архит.-строит. ун-т. – Нижний Новгород : ННГАСУ, 2011. – 140 с. – ISBN ISBN 978-5-87941-798-2.

5.Коротеев, В. И.. Инженерные основы электротехники : учебнометодическое пособие. / Коротеев, В. И., Рыжков, В. М. ; В. И. Коротеев, В. М. Рыжков. – Москва : Национальный исследовательский ядерный университет

«МИФИ», 2020. – 256 с. – URL: URL: https://www.iprbookshop.ru/116395.html. – ISBN ISBN 978-5-7262-2641-5.

6.Крахоткина Е.В.. Архитектура ЭВМ : практикум. / Крахоткина Е.В., Терехин В.И. ; В.И. Терехин; Е.В. Крахоткина. – Ставрополь : Северо-Кавказский федеральный университет, 2015. – 80 c. – URL: URL: http://www.iprbookshop.ru/63074.html.

9