4.2. Содержание разделов дисциплины

Лекционный курс

Раздел 1

История развития вычислительной техники

История развития информатики, рассматриваются принципы построения, поколения и классификация ЭВМ и принципы их построения.

Раздел 2

Архитектура 16-битных микропроцессоров семейства Intel IA-32

Базовая архитектура процессора 8086: основные регистры, адресация памяти, режимы работы и ее развитие в процессоре 80286.

Раздел 3

Архитектура 32-битных микропроцессоров семейства Intel IA-32.

Базовая структура микропроцессоров IA-32: программная модель, основные регистры и формат команд. Режимы работы микропроцессоров IA-32; страничная и сегментная адресация; многозадачность, некоторые особенности архитектуры.

Раздел 4

Конвейеризация.

Развитие конвейерной структуры микропроцессоров IA-32 и новые технологии, повышающие производительность этих микропроцессоров: суперскалярная архитектура, динамическое (спекулятивное) исполнение команд.

Раздел 5

Анализ развития процессоров фирмы Intel: семейство Pentium

Организация и режимы работы процессоров семейства Pentium, SIMD-расширения архитектуры IA-32, микроархитектура NetBurst, приводится алгоритм инициализации ЭВМ на базе процессоров х86.

Раздел 6

Организация памяти вычислительной систем

Рассматриваются вопросы организации подсистемы памяти персональных компьютеров, иерархия памяти, варианты архитектуры и алгоритмов функционирования кэш-памяти. Проведен обзор существующих технологий асинхронной и синхронной динамической памяти (DRAM).

Раздел 7

Архитектура RISC-процессоров

Рассматриваются основные черты RISC-процессоров и характеристики современных RISC-процессоров на примере Alpha 21264 и PA-8000, основные направления развития и области применения RISC-процессоров, а также анализируются черты RISC-архитектуры в семействе IA-32.

Раздел 8

Параллельные системы

Рассматриваются основные классы параллельных систем, их характерные особенности, технологии параллельного программирования и способы оценки производительности супер-ЭВМ.

Раздел 9

Современные архитектуры вычислительных систем

Особенности VLIW-архитектуры, IA-64 и EPIC, архитектурные решения Е2К, реализованные в суперкомпьютере Эльбрус 3, приводятся сравнительные характеристики E2K и Alpha 21264.

Раздел 10

Организация обмена в вычислительной системе

Рассматриваются две подсистемы, обеспечивающие обмен данными между периферийными устройствами и ЦП. Речь идет о подсистеме обработки аппаратных прерываний и подсистеме прямого доступа к памяти.

Раздел 11

Интерфейсы вычислительных систем

Вводится понятие интерфейса, рассматриваются основные интерфейсные функции и технические характеристики интерфейсов ввода/вывода, приводятся системные интерфейсы микроЭВМ и их особенности.

Раздел 12

Интерфейсы периферийных устройств

Рассматриваются универсальные периферийные интерфейсы для подключения внешних устройств к персональному компьютеру.

Раздел 13

Состав, классификация и характеристики периферийных устройств

Рассматриваются основные типы периферийных устройств для ПК, их принципы работы и основные характеристики.

Раздел 14

Тенденции развития средств вычислительной техники

Рассматриваются тенденции развития микропроцессоров, разъясняются основные направления развития нанотехнологий, приводятся примеры современных достижений на базе нанотехнологий.

Раздел 18

История развития компьютерных сетей

Структура и организация функционирования сетей (глобальных, региональных, локальных)

Предпосылки и история появления локальных и глобальных сетей. Развитие глобальной сети.

Раздел 19

Классификация вычислительных сетей

Принципы организации компьютерных сетей

Назначение компьютерных сетей. Достоинства и недостатки сетей. Виды компьютерных сетей (локальные, глобальные, Internet). Определение основных понятий (топология, протоколы, архитектура, интерфейсы, сетевые технические и программные средства), Этапы создания и оценка компьютерных сетей. Классификации сетей.

Раздел 20

Управление взаимодействием прикладных процессов

Семиуровневая модель взаимодействия открытых систем (физический, канальный, сетевой, транспортный, сеансовый, представительный, прикладной уровни).

Раздел 21

Техническое обеспечение сетей

Сетевая аппаратура

Аппаратура для создания серверов. Сетевое оборудование ЛВС (сетевые адаптеры, концентраторы, мосты, шлюзы, трансиверы, репитеры, маршрутизаторы, коммутаторы, модемы)

Раздел 22

Передающие среды

Кабельные соединения (соах, витая пара, оптоволоконный кабель), беспроводные связи (лазер, микроволновые технологии, радиосети), Безопасность кабельных соединений, устойчивость к помехам.

Раздел 23

Беспроводные технологии

Обзор достоинств и недостатков радиосетей, микроволновых сетей и сетей на основе инфракрасного лазера

Раздел 24

Классические сетевые технологии: Ethernet, Token Ring, ArcNet

Обзор методов доступа к передающим средам. Характеристики разновидностей архитектур. Статистика практического использования.

Раздел 25

Эффективность функционирования вычислительных машин, систем и сетей телекоммуникаций и пути повышения эффективности

Скоростные сетевые архитектуры

Скоростные варианты классических архитектур, АТМ, Fibre Channel, 100Base VG AnyLAN, FDDI. Обзор проблем, возникающих при высокоскоростной передаче данных. Стандарты.

Раздел 26

Сетевые операционные системы

Обзор и сравнительная характеристика сетевых операционных систем. Возможности состав. Специфика операционной системы NetWare.

Раздел 27

Структура и характеристики систем телекоммуникаций: коммутация и маршрутизация телекоммуникационных систем

Виды маршрутизации. Протоколы верхних уровней модели OSI. Структура и состав протокола TSP/IP. Форматы TSP/IP адреса.

Раздел 28

Цифровые сети связи

Цифровые каналы интегрального обслуживания.