В результате изучения дисциплины студент должен знать
:
основные компоненты ЭВС и их взаимодействие:
n архитектуры современных ЭВС
n.
структуру аппаратной части ЭВС, микропроцессоров и микроконтроллеров.
- примеры различных типов вычислительных систем и комплексов
УМЕТЬ
: проектировать элементы и узлы ЭВС, выбирать оптимальную структуру вычислительного комплекса
составлять расчетные схемы для анализа и проверки работоспособности элементов и узлов ЭВС: программировать микропроцессорные устройства.
2. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
2.1
Общий план изучения дисциплины
| Наименование тем | Виды занятий (кол. часов) | ||||
| лекции | Лаборат занятия | консультации | Самостоят. работа | инд-ая работа | |
| 1.Организация структуры_ вычислителя | |||||
| 2.Принципы управления в вычислителях | |||||
| 3 Обмен информацией в структуре вычислителя | |||||
| 4.Организация памяти ЭВМ 4. 5. 6. 7. | |||||
| 5.Организация контроля | |||||
| 6Классификация вычис- лительных систем | |||||
| 7.Структуры многопроцес- сорных ВС | |||||
| 8.Примеры вычислительных комплексов | - | ||||
| Итого |
2.2 График самостоятельной работы студентов
| Форма учебных занятий | Календарный план самостоятельной работы студентов | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| сентябрь | октябрь | ноябрь | декабрь | февраль | март | апрель | май | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| Лекции | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Лаб. занятия | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Курсовая работа | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2.3 Наименование и краткое содержание лекций
|
|
|
| N п.п | Тема лекции, краткое содержание | кол-во час. |
| Понятие о структуре и архитектуре ЭВМ и вычислительной системы. Типовая структура ЭВМ, ее аппаратные составляющие. Основные характеристики ЭВМ: быстродействие, адресность, разрядность, объем памяти, система команд. Обмен информацией в ЭВМ. Сигналы адреса, данных и управления. Организация магистралей, модульный принцип построения структуры ЭВМ. Распределение ресурсов в ЭВМ. Процессоры в ЭВМ, структура гипотетического процессора. Управляющая и операционная составляющие процессора. Полный цикл работы процессора. Принципы программного управления. Понятие команд и микрокоманд. Система управления в составе ЭВМ, слово состояния процессора. Устройство управления с жесткими связями. Программируемые устройства управления. Форматы команд. Микропрограммный принцип управления. Сходство и различие с про- граммным принципом управления. Структура устройства микропрограммного управления. БИС МПУ,ПЛМ. Способы адресации в ЭВМ. Базовые способы адресации, модификация адресов. Форматы команд с модификацией. Реализация процессора. Микроконтроллеры, многокристальные микропроцессоры и секционированные микропроцессоры. Особенности их структур. Структуры процессорных блоков на основе микроконтроллеров, многокристальных микропроцессоров и секционированных микропроцессоров. Процедура ввода-вывода в вычислительной системе, Связь между процессорным блоком и внешними устройствами. Способы обмена данными.Прямой доступ к памяти. Каналы ввода - вывода. Типы интерфейсов в организации вычислительной системы: системные, периферийные, межпроцессорные. Условия согласования при передаче информации. Интерфейсные функции. Организация системы прерываний. Программные и аппаратные прерывания. Контроллеры прерываний, функции контроллеров прерываний. Программирование микропроцессорных систем. Языки, используемые при программировании. Последовательность написания программы. Понятие системы памяти. Иерархия устройств памяти в ЭВС. Виды запоминающих устройств. Организация модулей ОЗУ и ПЗУ. Ассоциативные запоминающие устройства Назначение АЗУ, их структура. Безадресные запоминающие устройства, стек. Использование стека. Принципы записи информации на магнитные носители Спектр технических решений. Кодирование и декодирование информации, считываемой с ЗУ. Организация системы контроля в ЭВМ. Контроль передачи информации, контроль преобразования информации. Использование избыточных кодов при контроле. Основные вопросы проектирования многопроцессорных систем. Тенденции развития аппаратного обеспечения в ЭВС. Классификация вычислительных систем, типы Одно- и многопрограммный режим работы вычислительного устройства Архитектурные особенности вычислительных систем Архитектурные принципы Фон Неймана Многопроцессорные вычислительные комплексы Структуры многопроцессорных вычислительных комплексов Основы модульного построения вычислителей. Структура ПЭВМ Вычислительные комплексы типа СМ и большие вычислительные комплексы Агрегативные средства вычислительной техники (АСМТ-ПС) Итого: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2.4Наименование и краткое содержание тем практических занятий
Учебным планом не предусмотрено
2.5 Наименование и краткое содержание тем лабораторных занятий
| Nп.п | Темы лабораторных занятий | Кол-во час |
| Разработка временной последовательности для ЭВМ на основе СМП В работе рассматриваются сигналы, формируемые микротренажером МТ-1804, работающим в двух режимах: загрузки и исполнения операций снимаются временные диаграммы с различных точек устройства, анализируется соответствующая схема. | ||
| Изучение команд и организации микро ЭВМ на основе СМП. Рассматривается формат микрокоманд микроЭВМ МТ-1804, основные приемы работы с названной ЭВМ. Выполняются простые команды - загрузки, чтения и сдвига одинарной длины. | ||
| Исследование микрокоманд микроЭВМ на основе СМП. В работе изучается набор микрокоманд МП 1804, их возможности и способы управления(выбора) следующей микрокоманды. В работе необходима принципиальная схема МТ-1804. | ||
| Исследование синхронизации в микроЭВМ на МП К580. Сигналы синхронизации исследуются на микроЭВМ КР-03 путем снятия временных диаграмм. В работе используется схема принципиальная электрическая микроЭВМ КР-03. | ||
| Исследование микропроцессора К580 ВМ80. С помощью осциллографа снимаются временные диаграммы сигналов адреса, данных, управления. Для четырех типов команд микропроцессора анализируются слово состояния и выполняемые команды. Рекомендуется применять двухлучевой осциллограф. | ||
| Исследование микропроцессора К1810 ВМ88. В микроЭВМ Электроника-МС-1502 с помощью осциллографа исследуются сигналы управления, адреса и данных. Показана связь кодов команд! и значений исследуемых сигналов с экрана осциллографа. | ||
| Исследование блоков памяти в микроЭВМ. В режиме монитора выполняются команды пересылки, использующие различные способы адресации. Анализируются возможный доступ к памяти. | ||
| Итого | Исследование арифметикологических команд микропроцессора В режиме монитора выполняются команды из набора МП К580 ВМ 80 проводится связь результатов выполнения команд и состояния регистра признаков микропроцессора. |
2.6 Расчетно-графические работы
Учебным планом не предусмотрены
2.7 Курсовая работа
| № задачи (задания) | Темы расчетно-графических заданий (задач) | Сроки | Колич. часов | |
| Вычислитель на К 1810 ВМ 88, ОЗУ-256К, ПЗУ-32К, ввод/вывод, ИРПР, клавиатура, дисплей. Контроллер на К 1821 ВМ 85, ОЗУ-64К, ПЗУ-8К, ввод/вывод - ИРПР, 2 сигнала прерывания, клавиатура, дисплей. Контроллер на Z 80 для вывода информации в специализированном интерфейсе. Вычислитель на Z 80 с музыкальным сопровождением, ОЗУ-16К, ПЗУ-8К. Вычислитель на К 1810 ВМ 88, ОЗУ-128К, ПЗУ-64К, ввод- последовательный, порт, клавиатура, дисплей, вывод на печать. 8-разрядный контроллер специализированного применения (-60...+60), ОЗУ-16К, ПЗУ-4К (МПЗУ-256). Вычислитель на К 1816 ВЕ 51, ОЗУ-16К, ПЗУ-8К, ввод/вывод- ИРПР, последовательный порт, клавиатура, дисплей. 16-разрядный контроллер вывода информации, ОЗУ-16К, ПЗУ-4К. Контроллер вывода информации на К 1816 ВЕ 48, ОЗУ-16К, ПЗУ-4К, ввод- параллельный, порт. Контроллер вывода аналоговой информации на К 1816 ВЕ 51, ОЗУ-32К, ПЗУ-4К, ввод с ЭВМ - ИРПР. Ввод аналоговой информации в PC/AT, число каналов – 3, максимальная частота входных сигналов – 5000 ГЦ. Контроллер наК 1816 ВЕ 48, ОЗУ-32К, ПЗУ-4К, ввод/вывод – последовательный, порт, клавиатура, дисплей, 3 сигнала прерывания. Вычислитель на К 580 ВМ 80, ОЗУ-32К, ПЗУ-16К, ввод/вывод – параллельный, порт, ИРПР, клавиатура, дисплей. Контроллер ввода информации на К 1821 ВМ 85, ОЗУ-32К, ПЗУ-16К, ввод/ввывод последовательный, клавиатура, дисплей. Контроллер на К 1801 ВМ 1(2), ОЗУ-64К, ПЗУ-16К, ввод/вывод параллельный, порт, клавиатура, дисплей. Вычислитель на I286,ОЗУ-1М, ПЗУ-16К, RS-232C, клавиатура, ИРПР, ввод через прерывание, программа ввода ИРПР. Вычислитель на К1810 ВМ 86(+87), ОЗУ-512К, ПЗУ-16К, контроллер, дисплей, клавиатура, ИРПР, RS-232C. Контроллер вывода на К1801 ВМ1, ОЗУ-32К, ПЗУ-8К, последовательный интерфейс, ввод с 16-разрядной шины DEC, по прерыванию. Контроллер на К1821 ВМ 85, ОЗУ-32К, ПЗУ-8К, 8 линий ввода уровней, дисплей, клавиатура, ИРПР. Контроллер на 1835 ВЕ 49, ОЗУ-32К, ПЗУ-8К, ввод последовательный, вывод- параллельный, клавиатура. Блок обработки на К1804 ВС1, разрядность 8, ОЗУ-26К, ПЗУ-4К, МПЗУ-256, ввод последовательный, вывод параллельный, запуск через клавиатуру. Контроллер на К1816 ВЕ48, ОЗУ-48К, ПЗУ-8К, ввод параллельный, вывод- параллельный,ЦАП. Блок обработки на К1801 ВМ1, ОЗУ-32К, ПЗУ-8К, ввод через RS-232C, клавиатура. Блок обработки на I286, ОЗУ-1М, ПЗУ-32К, ввод последовательный, вывод последовательный и ИРПР. Устройство ввода информации на Z80, ОЗУ-16К, ПЗУ-16К, дисплей, ввод параллельный, усеченная клавиатура. Вычислитель на К1810 ВМ88, ОЗУ-256К, ПЗУ-16К, ИРПР, клавиатура, дисплей, последовательный интерфейс, драйвер печати. Контроллер ввода на ВЕ51, ОЗУ-48К, ПЗУ-4К, ввод по прерыванию, RS-232C. Контроллер клавиатуры на ВЕ48, ОЗУ-16К, ПЗУ-4К, прерывание, RS-232C, система команд IBM. Контроллер на К1810 ВМ88, ОЗУ-128К, ПЗУ-32К, ввод- ИРПР, вывод- RS-232C, клавиатура, 10 функциональных клавиш. Контроллер на К1821 ВМ85, ОЗУ-32К, ПЗУ-8К, ИРПР, клавиатура, дисплей. Контроллер ввода аналоговой информации f=5КГц, на К1821ВМ85, ОЗУ-16К, ПЗУ-8К, вывод- ИРПР, RS-232C, клавиатура- 5 клавиш, вывод- индикация, программа- драйвер вывода. Блок на К1810ВМ86, ОЗУ-128К, ПЗУ-16К, ввод параллельный, последовательный, клавиатура- 16 клавиш, индикация- 6 сигналов, 2 прерывания. 16-разрядный блок обработки аналоговой информации f=50КГц, ОЗУ-8К, ПЗУ-4К, буферное ОЗУ-16К, вывод последовательный, ИРПР, функциональная клавиатура, индикация режимов. Контроллер ввода информации на К1816ВЕ48, f=1000Гц, ОЗУ-32К, ПЗУ-4К, вывод - ИРПР. Контроллер вывода на К1821ВМ85, ОЗУ-32К, ПЗУ-8К, клавиатура, 2 канала аналогового вывода (8р.), ИРПР. Контроллер печати на К1816ВЕ51, ОЗУ-32К, ПЗУ-8К, ИРПР, ввод RS-232C, клавиатура -16 клавиш. Блок на I 286, вывод- ИРПР, ввод аналоговый, шина ISA, ввод по прерыванию, ОЗУ-256, ПЗУ-32К. Блок обработки аналоговых сигналов на К1816ВЕ51, ОЗУ-32К, ПЗУ-4К, вывод последовательный, 2 канала ввода, клавиатура 4x4, 2 сигнала прерывания. Контроллер аналогового сигнала на К1810ВМ88, ОЗУ-128К, ПЗУ-16К, клавиатура - 10 клавиш, 1 канал ввода, вывод – ИРПР. Контроллер обработки аналоговых сигналов на К1821Вм85, ОЗУ-48К, ПЗУ-8К, 1 аналоговый сигнал, 12разрядов, клавиатура 6 клавиш, ввод последовательный и параллельный. Блок на К1801ВМ1, ОЗУ-32К, ПЗУ-8К, ИРПР, ввод ИРПС, клавиатура, контроллер дисплея. Блок обработки на К1810ВМ86(87), ОЗУ-128К, ПЗУ-16К, ввод/вывод -последовательный, клавиатура 6 клавиш. Контроллер на К1835ВЕ51, ОЗУ-16К, ПЗУ-4К, ввод/вывод - ИРПР, RS-232C, клавиатура 4 клавиши, 2 сигнала прерывания, индикация 8 символов. Блок обработки на К1816ВЕ51, ОЗУ-48К, ПЗУ-8К, ввод последовательный, дисплей па жидких кристаллах. Контроллер на I 286, ввод последовательный, управление - 14 клавиш, ОЗУ-512К, ПЗУ-16К, клавиатура - 5 клавиш, индикация 3-х разрядная. | начало сентябрь | окончание декабрь | ||
2.7Самостоятельная работа студентов
| N п-п | Темы самостоятельной работы | Кол-во час. |
| Проработка теоретического материала, излагаемого в процессе чтения лекций. Chipset-ы. | ||
| Проработка теоретического материала и выполнение необходимых расчетов для лабораторных работ |
Дата добавления: 2015-12-20; просмотров: 29; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!