Аппаратные средства вычислительной техники

2023/2024

Учебный год

RUS

Обучение ведется на русском языке

3

Кредиты

Кто читает:

Кафедра компьютерной безопасности

Статус:

Курс обязательный

Когда читается:

1-й курс, 3, 4 модуль

Программа дисциплины

Аннотация

Курс направлен на приобретение знаний, умений и практических навыков в области архитектуры современных средств. Особое внимание уделяется системному, функциональному, структурному подходам, позволяющим рассматривать разнородные вычислительные средства единообразно. Основные положения дисциплины предназначены для использования при дальнейшем изучении программирования и проектирования вычислительных систем, выполнении проектных работ, междисциплинарной курсовой работы и при подготовке выпускной квалификационной работы. При обучении предусмотрен контроль знаний студентов в виде учета активности студентов на семинаре и экзамена.

Цель освоения дисциплины

• Знакомство студентов с устройством вычислительной техники, ее возможностями и приобретение соответствующих навыков
• Изучение особенностей построения аппаратного обеспечения современных электронно-вычислительных средств.

Планируемые результаты обучения

• Владеет алгоритмом передачи данных по последовательному каналу и методами широкополосной передачи (расширение спектра). Передачей данных через системную шину компьютера.
• Владеет информацией о реализации виртуализации в типовых операционных системах.
• Владеет информацией о реализации драйверов в типовых операционных системах.
• Владеет методикой представления вычислительной техники в виде типовых блоков, устройств и алгоритмов.
• Владеет оценкой объёма и быстродействия памяти современной вычислительной техники.
• Владеет принципами программирования прерываний.
• Владеет схемотехникой персонального компьютера на уровне структурных схем.
• Владеет схемотехникой типовых логических элементов.
• Владеть: алгоритмом передачи данных по последовательному каналу и методами широкополосной передачи (расширение спектра). Передачей данных через системную шину компьютера.
• Владеть: информацией о реализации виртуализации в типовых операционных системах
• Владеть: информацией о реализации драйверов в типовых операционных системах.
• Владеть: принципами программирования прерываний.
• Владеть: схемотехникой персонального компьютера на уровне структурных схем.
• Владеть: схемотехникой типовых логических элементов.
• Знает историю развития вычислительной техники.
• Знает классификацию современных интерфейсов.
• Знает классы памяти и общую организация памяти вычислительной системы.
• Знает организацию системы прерываний, отличие прерываний от исключений и функции обработчиков прерываний.
• Знает основные принципы построения ЭВМ.
• Знает основные черты архитектуры персонального компьютера, перечень основных устройств, их наличие на материнской плате, видеоподсистема.
• Знает принципы доступа к аппаратным устройствам в защищённом режиме через драйвер и непосредственно; общую структуру драйвера, как части ОС; методы создания и загрузки.
• Знает режимы работы процессора, в том числе, в защищённом режиме.
• Знает типовые логические элементы, регистры, счётчики, сумматоры и т.п. Современные технологии логических элементов и их энергопотребление.

Содержание учебной дисциплины

• Введение
• Принципы построения ЭВМ.
• Архитектура персонального компьютера
• Современная элементная база. Базовые элементы.
• Импульсные источники электропитания
• Организация памяти вычислительных систем. Начальная загрузка. Последовательность загрузки ПО.
• Система прерываний. Исключения.
• Интерфейсы связи. Передача цифровых данных по каналам. Помехоустойчивое кодирование.
• Современные методы организации цифровой беспроводной связи.
• Защищённый режим. Слои программного обеспечения.
• Многозадачность, диспетчер памяти, диспетчер задач.
• Драйверы устройств. Архитектура драйвера и особенности программирования.
• Принципы построения ЭВМ
• Архитектура персонального компьютера
• Современная элементная база. Базовые элементы
• Система прерываний. Исключения
• Защищённый режим. Слои программного обеспечения
• Интерфейсы связи
• Драйверы устройств

Элементы контроля

• Активность
• Домашнее задание
• Устный опрос

Промежуточная аттестация

• 2023/2024 учебный год 4 модуль
  0.2 * Активность + 0.1 * Активность + 0.2 * Домашнее задание + 0.2 * Домашнее задание + 0.3 * Устный опрос

Список литературы

Рекомендуемая основная литература

• Программно - аппаратные средства обеспечения информационной безопасности. Защита в операционных с... : учеб. пособие для вузов, Проскурин, В. Г., 2000
• Схемотехника аналоговых электронных устройств : учебник для вузов, Павлов, В. Н., 2003

Рекомендуемая дополнительная литература

• Электроника : учеб. пособие для втузов, Лачин, В. И., 2002
• Электроника и микропроцессорная техника : учебник для вузов, Гусев, В. Г., 2004