Реферат: Программа дисциплины Вычислительные системы и телекоммуникации для направления 080700. 62 Бизнес-информатика подготовки бакалавра (отделение программной инженерии) Автор Сериков А. П

Министерство экономического развития и торговли

Российской Федерации

Государственный университет – Высшая школа экономики


Факультет БИЗНЕС-ИНФОРМАТИКИ

Программа дисциплины
Вычислительные системы и телекоммуникации

для направления 080700.62 Бизнес-информатика

подготовки бакалавра (отделение программной инженерии)

Автор Сериков А.П.
Рекомендована секцией УМС

“Бизнес-информатика”


Председатель

Г.А. Левочкина

«___» ____________ 2006 г.


Утверждена УС факультета

Бизнес-Информатики


Учёный секретарь


А.И. Олейник

«___» ___________ 2006 г.

Одобрена на заседании

кафедры Управления информационными ресурсами предприятия

Зав. кафедрой


А.П. Сериков

«___» сентября 2006 г.



^ I. Обязательный минимум содержания дисциплины по ГОС

Физические основы вычислительных процессов. Основы построения и функционирования вычислительных машин: общие принципы построения и архитектуры вычислительных машин, информационно-логические основы вычислительных машин, их функциональная и структурная организация, память, процессоры, каналы и интерфейсы ввода вывода, периферийные устройства, режим работы, программное обеспечение.

Архитектурные особенности и организация функционирования вычислительных машин различных классов: многомашинные и многопроцессорные вычислительные системы, типовые вычислительные структуры и программное обеспечение, режимы работы.

Классификация и архитектура вычислительных сетей, техническое, информационное и программное обеспечение сетей, структура и организация функционирования сетей (глобальных, региональных, локальных).

Структура и характеристики систем телекоммуникаций: коммутация и маршрутизация телекоммуникационных систем, цифровые сети связи, электронная почта.

Эффективность функционирования вычислительных машин, систем и сетей телекоммуникаций; пути ее повышения.

Перспективы развития вычислительных средств. Технические средства человеко-машинного интерфейса.

^ II. Пояснительная записка

Автор программы: кандидат технических наук, доцент Сериков А.П.

Требования к студентам:

Приступая к изучению данной дисциплины, студент должен обладать знаниями информатики в объеме средней школы и прослушать курс «Информатика и программирование» учебного плана подготовки бакалавра по направлению 080700 «Бизнес-информатика».

Аннотация:

Дисциплина «Вычислительные системы и телекоммуникации» относится к циклу общепрофессиональных дисциплин.

Целью данной дисциплины является изучение теоретических основ и принципов построения вычислительных машин, сетей и систем телекоммуникаций, их функциональной и структурной организации, характеристик основных устройств, режимов работы.

Содержание программы дисциплины "Вычислительные системы телекоммуникации" должно обеспечить базовую подготовку студентов в процессе формирования устойчивых знаний и практических навыков использования вычислительных систем в дальнейшей учебной и научной деятельности.


Дисциплина состоит из 11-ти тем, изучаемых в 5-ом модуле 1-го курса.

Дисциплина рассчитана на 42 часа аудиторных занятий (из них 26 часов лекций и 16 часов практических занятий) и 66 часов самостоятельной работы.


Учебная задача дисциплины:

В результате изучения дисциплины студент должен:

знать:

принципы построения и архитектуру ЭВМ;

функциональную и структурную организацию ЭВМ;

способы организации и типы вычислительных сетей;

уметь:

оценивать технико-эксплуатационные возможности средств вычислительной техники при обработке экономической информации и эффективность использования различных режимов работы ЭВМ и телекоммуникационных систем.



иметь представление:

о перспективах развития вычислительной техники;

о принципах построения и функционировании высокопроизводительных вычислительных систем;

о структуре и принципах построения глобальных вычислительных сетей;

об устройствах ЭВМ и современном диапазоне их основных технических параметров.


^ III. Тематический план учебной дисциплины

№№ п/п

Наименование разделов и тем (с разбивкой по модулям)

Аудиторные часы

Формы текущего контроля

Самосто-ятельная работа

Всего часов

Лекции

Сем.или практ. занятия

ВВсего

1

Введение

1




1




2

3

22

Тема 1. Общие принципы построения и архитектуры ЭВМ.


3

2

55




2

7

33

Тема 2. Функциональная и структурная организация ЭВМ.


2

2

4




4

8

3

4

Тема 3. Память ЭВМ.

2

2

4




6

10


5

Тема 4. Процессоры.

4

4

8

Реферат

4

12


6

Тема 5. Каналы и интерфейсы ввода-вывода.

2

2

4




6

10


7

Тема 6. Периферийные устройства

4

4

8




4

12



8

Тема 7. Архитектурные особенности и организация функционирования вычислительных систем.

2

2

4




4

8



9

Тема 8. Классификация и архитектура вычислительных сетей.

2

4

6




4

10



10

Тема 9. Структура и организация функционирования сетей

2

2

4




4

8



11

Тема 10. Телекоммуникационные системы.

2

2

4

Домашнее задание

6

10


12

Тема 11. Эффективность функционирования вычислительных машин, сетей и телекоммуникационных систем и пути ее повышения.

2

2

4




6

10




Всего

28

28

56




52

108


^ IV. Формы текущего контроля знаний студентов и структура итоговой оценки

Формы контроля:

текущий контроль: одно домашнее задание и один реферат

итоговый контроль: экзамен.

Структура итоговой оценки по учебной дисциплине:

Формы работы

Вклад в итоговую оценку (%)

Реферат

20

Домашнее задание

30

Зачет

50


^ V. Литература

Базовый учебник

Компьютерные сети. Учебный курс. Официальное пособие Microsoft для самостоятельной подготовки. Пер. с англ. Второе изд. испр. и доп. – М.: "Русская редакция", 1999 г.


Основная

Пятибратов А.П. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации. –М.: Финансы и статистика, 2001.



Дополнительная

Бройдо В.Л. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации. –СПб.: Питер, 2002.

Олифер В.Г., Олифер Н.А. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы.– СПб.: Питер, 2001.



^ VI. Содержание программы

Раздел 1. ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ И ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ МАШИН.

Введение.

Предмет и содержание курса, взаимосвязь курса со смежными дисциплинами. Место и роль вычислительной техники в информатике. Краткая история развития ЭВМ. Поколения ЭВМ. Основные области и формы использования ЭВМ.

Тема 1. Общие принципы построения и архитектуры ЭВМ.

Классификация средств вычислительной техники. Принципы построения современных ЭВМ. Обобщенная структурная схема ЭВМ. Состав устройств, их назначение и взаимодействие. Принцип программного управления. Особенности ЭВМ архитектуры фон-Неймана. Понятие о программном обеспечении ЭВМ. Примеры архитектур ЭВМ.

Тема 2. Функциональная и структурная организация ЭВМ.

Общие принципы функциональной и структурной организации современных ЭВМ. Организация функционирования ЭВМ с магистральной архитектурой. Основные характеристики центральных и периферийных устройств, интерфейса системной шины. Классификация периферийных устройств. Технология взаимодействия центральных и периферийных устройств. Структурная организация и взаимодействие узлов и устройств ЭВМ при выполнении основных команд. Системы адресации. Технология выполнения основных команд ЭВМ. Однопрограммный и многопрограммный режимы работы.

Тема 3. Память ЭВМ.

Запоминающие устройства (ЗУ), назначение, основные характеристики. Классификация ЗУ. Иерархическая структура ЗУ. Сверхоперативная память: регистровая память, стековая память, кеш-память. Оперативная память (ОП), ее назначение, способы записи и считывания информации. Адресуемая единица информации. Запись и чтение различных информационных единиц (байта, полуслова, слова, двойного слова). Особенности адресации при линейной и сегментной организации ОП. Постоянная память, ее назначение, принципы перезаписи информации. Понятие ассоциативной памяти. Динамическое распределение памяти. Виртуальная память. Страничная и сегментная организация памяти.

Тема 4. Процессоры.

Назначение и структура центрального процессора (ЦП), состав устройств. Центральное устройство управления (ЦУУ). Классификация ЦУУ. Обобщенные структурные схемы ЦУУ. Микропрограммный и аппаратный способы управления ЭВМ. Арифметико-логическое устройство (АЛУ): назначение, основные характеристики, обобщенная структурная схема. Взаимодействие блоков АЛУ при выполнении различных арифметических и логических операций.

Структура базового микропроцессора (МП) современных моделей компьютеров, взаимодействие его узлов и блоков. Скалярная и мультискалярная архитектура МП. Работа МП при выполнении команд. Конвеер команд, прогнозирование переходов. RISC- и CISC-процессоры.

Тема 5. Каналы и интерфейсы ввода-вывода.

Системные и локальные шины. Основные закономерности подключения внешних устройств к системной магистрали. Контроллеры внешних устройств: состав и выполняемые функции. Интерфейсы системной магистрали и внешнего устройства. Организация и принцип работы портов ввода-вывода информации. Общие требования к аппаратной совместимости портов и интерфейсов системной магистрали и контроллеров.

Тема 6. Периферийные устройства.

Устройства ввода-вывода: назначение, классификация и основные характеристики, типы. Внешние запоминающие устройства (ВЗУ), их основные параметры. Магнитные носители информации. Способы кодирования, записи и считывания данных на магнитных носителях. Накопители на магнитных дисках. Дисковые массивы. Накопители на магнитных лентах. Оптические запоминающие устройства, конструктивные особенности построения, принципы записи и считывания информации, основные характеристики.

Тема 7. Архитектурные особенности и организация функционирования вычислительных систем.

Вычислительные системы. Классификация вычислительных систем по способу построения. Сосредоточенные системы. Распределение системы. Технические средства вычислительных систем. Программное обеспечение. Функционирование вычислительных систем. Характеристики и параметры. Производительность вычислительных систем. Нормальная, комплексная, системная производительность. Характеристики надежности вычислительных систем. Стоимость. Режимы обработки данных. Мультипрограммная обработка. Оперативная и пакетная обработка данных. Обработка в реальном масштабе времени.

Раздел 2. АРХИТЕКТУРА И ОРГАНИЗАЦИЯ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЕЙ

Тема 8. Классификация и архитектура вычислительных сетей.

Понятие вычислительной сети. Архитектуры вычислительных сетей. Структурные элементы сети ЭВМ. Эффективность обработки данных в вычислительной сети. Параметры вычислительной сети: операционные возможности сети, производительность сети, время доставки сообщений, цена обработки данных.

Структура программных и аппаратных средств в сети ЭВМ. Способы и средства коммутации и передачи данных. Примеры иерархических протоколов. Методы описания протоколов.

Тема 9. Структура и организация функционирования сетей

Internet Назначение и функции сети. Состав протоколов. Аппаратные средства. Адресация и маршрутизация. Информационный и вычислительный сервис сети. Структура и функции локальных вычислительных сетей. Системы связи. Функционирование ЛВС. Компоненты ЛВС. Типы топологии вычислительных сетей. Методы доступа в ЛВС. Реализация ЛВС.

Тема 10. Телекоммуникационные системы.

Понятие телекоммуникационных систем (ТКС). Структура ТКС. Каналы связи: типы, основные характеристики. Коммутация каналов, коммутация сообщений, коммутация пакетов. Адресация. Маршрутизация.

Тема 11. Эффективность функционирования вычислительных машин, сетей и телекоммуникационных систем и пути ее повышения.

Основные понятия и определения. Показатели эффективности. Пути повышения эффективности средств вычислительной техники. Эффективность эргономического обеспечения вычислительных систем и сетей. Перспективы развития ЭВМ и ТВС

VII. Вопросы для оценки качества освоения дисциплины

Принципы построения современных ЭВМ.

Обобщенная структурная схема ЭВМ.

Состав устройств, их назначение и взаимодействие.

Особенности ЭВМ архитектуры фон-Неймана.

Общие принципы функциональной и структурной организации современных ЭВМ.

Основные характеристики центральных и периферийных устройств, интерфейса системной шины.

Технология взаимодействия центральных и периферийных устройств.

Классификация ЗУ.

Оперативная память (ОП), ее назначение, способы записи и считывания информации.

Системы адресации.

Динамическое распределение памяти.

Виртуальная память.

Страничная и сегментная организация памяти.

Назначение и структура центрального процессора (ЦП), состав устройств.

Скалярная и мультискалярная архитектура МП.

Конвеер команд, прогнозирование переходов.

RISC- и CISC-процессоры.

Основные закономерности подключения внешних устройств к системной магистрали.

Контроллеры внешних устройств: состав и выполняемые функции.

Организация и принцип работы портов ввода-вывода информации.

Классификация и основные характеристики.

Способы кодирования, записи и считывания данных на магнитных носителях.

Оптические запоминающие устройства.

Однопрограммный и многопрограммный режимы работы.

Система прерываний и приоритетов, их назначение.

Реальный и защищенный режимы работы.

Классификация вычислительных систем по способу построения.

Сосредоточенные системы. Распределенные системы.

Понятие вычислительной сети.

Параметры вычислительной сети: операционные возможности сети, производительность сети, время доставки сообщений, цена обработки данных.

Структура программных и аппаратных средств в сети ЭВМ.

Способы и средства коммутации и передачи данных.

Протоколы высокого уровня.

Назначение и функции Internet.

Информационный и вычислительный сервис сети.

Структура и функции локальных вычислительных сетей (ЛВС).

Компоненты ЛВС.

Типы топологии вычислительных сетей.

Методы доступа в ЛВС.

Коммутация каналов, коммутация сообщений, коммутация пакетов.

Адресация: иерархическое кодирование, распределение адресов, отображение адресов.

Маршрутизация: простая, фиксированная, адаптивная.

Показатели эффективности.

Пути повышения эффективности средств вычислительной техники. Принципы построения современных ЭВМ.

Обобщенная структурная схема ЭВМ.

Состав устройств, их назначение и взаимодействие.

Особенности ЭВМ архитектуры фон-Неймана.

Общие принципы функциональной и структурной организации современных ЭВМ.

Основные характеристики центральных и периферийных устройств, интерфейса системной шины.

Технология взаимодействия центральных и периферийных устройств.

Классификация ЗУ.

Оперативная память (ОП), ее назначение, способы записи и считывания информации.

Системы адресации.

Динамическое распределение памяти.

Виртуальная память.

Страничная и сегментная организация памяти.

Назначение и структура центрального процессора (ЦП), состав устройств.



VIII. Тематика заданий по различным формам текущего контроля


тематика домашнего задания:

общие принципы построения и архитектуры ЭВМ;

функциональная и структурная организация;

процессоры;

периферийные устройства;

архитектурные особенности и организация функционирования вычислительных систем;

классификация и архитектура вычислительных сетей;

телекоммуникационные системы.


Автор программы: _____________________________/А.П.Сериков /

Подпись обязательна.


Приложение 1.
^ Методика формирования результирующей оценки итогового контроля
Все формы текущего контроля (Реферат, домашнее задание) оцениваются в 10-балльной шкале: Oi.

Для оценки относительной важности отдельных видов текущего контроля и итогового теста промежуточного контроля вводятся их веса Wi таким образом, чтобы Wi=1. Относительная важность реферата – 0,2, относительная важность домашнего задания –0,3, относительная важность итогового контроля – 0,5.

Находится средневзвешенная оценка отдельных форм текущего контроля и итогового контроля: Oср=WiOi.

Для получения дифференцированной оценки результирующей оценки итогового контроля вводится решающее правило:

если Оср ≥ 8, то О = «отлично» (5);

если 6 ≤ Оср ≤ 7, то О = «хорошо» (4);

если 4≤ Оср ≤ 5, то О = «удовлетворительно» (3);

если Оср < 4, то О = «неудовлетворительно» (2).