Поиск

Полнотекстовый поиск:
Где искать:
везде
только в названии
только в тексте
Выводить:
описание
слова в тексте
только заголовок

Рекомендуем ознакомиться

'Закон'
Настоящий Закон определяет задачи, принципы, основные направления и формы реализации государственной молодежной политики в Республике Татарстан исход...полностью>>
'Программа'
1.Цели и задачи дисциплины: Основной целью дисциплины является приобретение студентами базовых знаний в области мировой экономики, освоение дефиниций,...полностью>>
'Методические рекомендации'
Общие положения. Разработка рабочих программ дисциплин учебного плана специальности осуществляется кафедрами, обеспечивающими преподавание этих дисци...полностью>>
'Документ'
Российский рынок красного мяса на протяжении 2011 года находился в сильной зависимости от мировых трендов. Так, мировые цены на говядину в настоящее ...полностью>>

Введение в специальность (2)

Главная > Документ
Сохрани ссылку в одной из сетей:

Утверждена

УМО вузов Республики Беларусь по образованию в области информатики и радиоэлектроники

« 03 » июня 2003 г.

Регистрационный № ТД-40-021/тип.

ВВЕДЕНИЕ В СПЕЦИАЛЬНОСТЬ

Учебная программа для высших учебных заведений

по специальности І-40 02 01 Вычислительные машины, системы и сети

Согласована с Учебно-методическим управлением БГУИР

« 28 » мая 2003 г.

Составитель:

И.В. Лукьянова, ст. преподаватель кафедры электронных вычислительных машин Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники»

Рецензенты:

П.Н. Бибило, заведующий лабораторией логического проектирования Института технической кибернетики Национальной академии наук Беларуси, профессор, доктор технических наук;

Е.А. Шестаков, старший научный сотрудник лаборатории идентификации систем Института технической кибернетики Национальной академии наук Беларуси, кандидат технических наук;

Кафедра электронных вычислительных машин и систем Учреждения образования «Брестский государственный технический университет» (протокол № 7 от 18.06.2002 г.)

Рекомендована к утверждению в качестве типовой:

Кафедрой электронных вычислительных машин Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники» (протокол № 26 от 25.02.2002 г.);

Научно-методическим советом по направлению І-40 Вычислительная техника УМО вузов Республики Беларусь по образованию в области информатики и радиоэлектроники (протокол № 3 от 02.07.2002 г.)

Разработана на основании Образовательного стандарта РД РБ 02100.5.113-98.

Ответственный за редакцию: Т.Н. Крюкова

Ответственный за выпуск: Ц.С. Шикова

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Типовая программа «Введение в специальность» разработана в соответствии с Образовательным стандартом РД РБ 02100.5.113-98 для специальности І-40 02 01 Вычислительные машины, системы и сети высших учебных заведений.

Целью изучения дисциплины является ознакомление с будущей специальностью, введение в круг идей и методов электронной вычислительной техники, ознакомление с характером будущей профессиональной деятельности инженера-системотехника по электронным вычислительным машинам, системам и сетям.

В результате изучения дисциплины студент должен:

знать:

  • исторические аспекты развития вычислительной техники;

  • основные устройства, входящие в состав ЭВМ, их назначение и характеристики, способы представления информации в ЭВМ;

  • принципы структурной и функциональной организации ЭВМ, основные области применения ЭВМ;

  • перспективы развития вычислительной техники.

Дисциплина «Введение в специальность» опирается на курс средней школы «Информатика и вычислительная техника», является его дальнейшим развитием и обобщением.

Дисциплина «Введение в специальность» связана с последующими дисциплинами: «Арифметические и логические основы вычислительной техники», «Структурная и функциональная организация ЭВМ», «Периферийные устройства ЭВМ».

Общий объем – 30 часов. Из них 17 часов лекций и 13 часов самостоятельной работы.

В качестве формы самостоятельной работы рекомендуется написание реферата по актуальным проблемам вычислительной техники.

СОДЕРЖАНИЕ дисциплины

Введение. Краткая история развития вычислительной техники и ее сегодняшнее состояние

Домеханический этап развития средств счета. Абак и принципы счета на нем.

Механические счетные машины. Их основные особенности и принципы работы. Проект первой счетной машины В. Шиккарда. Суммирующие машины Б. Паскаля. Арифметические машины Г. Лейбница. Счетная машина Е. Якобсона – первая в России. Разностная и аналитическая машина Ч. Беббиджа.

Электромеханические счетные машины. Их основные особенности и принципы действия.

Релейные вычислительные машины – предвестники ЭВМ.

Зарождение и эволюция электронных вычислительных машин. Проект первой ЭВМ Дж. Атанасова. Первая в мире ЭВМ –«ЭНИАК». ЭВМ «ЭДВАК» - первая ЭВМ с хранимой программой, прообраз современных ЭВМ. Первая советская ЭВМ - МЭСМ.

Поколения ЭВМ. Принцип разделения ЭВМ на поколения по элементной базе. Хронология поколений ЭВМ. Характерные особенности и типичные представители ЭВМ каждого поколения.

ЭВМ общего назначения, проблемно-ориентированные и специализированные ЭВМ. Мини- и микроЭВМ. Персональные ЭВМ.

Раздел 1. Информация. Алгоритмы и программы.

Алгоритмические языки

Понятие информации. Формы представления информации. Способы представления информации.

Понятие алгоритма. Способы описания алгоритмов. Понятие оператора как отдельного действия алгоритма. Типы операторов. Понятие предиката.

Последовательность выполнения алгоритма. Понятие вычислительного процесса. Программа как машинно-ориентированная форма записи алгоритма. Трансляция программы как способ ее преобразования к машинной форме.

Системы счисления. Способы перевода чисел из одной системы счисления в другую. Двоичная система счисления и обоснование ее использования в ЭВМ. Представление числовой и символьной информации в ЭВМ. Кодирование числовой информации. Представление чисел в естественной и нормальной форме. Алгоритмы выполнения арифметических операций.

Раздел 2. Принципы построения

и функционирования ЭВМ

Понятие архитектуры и структуры ЭВМ. Разновидности архитектуры ЭВМ: фон-неймановская, гарвардская.

Минимальный состав ЭВМ: память, процессор, устройство управления, устройства ввода-вывода. Структура ЭВМ простейшего типа.

Память ЭВМ. Принципы ее построения. Понятие ячейки, адреса и слова памяти.

Последовательность этапов выполнения команды в ЭВМ. Взаимодействие процессора и оперативной памяти в процессе выполнения команд программы.

Принцип программного управления.

Раздел 3. Характеристики и классификация ЭВМ

Понятие операционных ресурсов ЭВМ как совокупности способа представления информации в ЭВМ и системы команд ЭВМ. Способы адресации. Состав системы команд ЭВМ.

Емкость памяти ЭВМ. Быстродействие и производительность ЭВМ и способы их увеличения.

Классификация ЭВМ по режимам функционирования. Однопрограммные и мультипрограммные ЭВМ. Режим разделения времени. Диалоговый (интерактивный) режим и режим «запрос-ответ».

Раздел 4. Технические и программные средства ЭВМ

Центральные устройства: процессор, оперативная память, устройства ввода-вывода. Их назначение и характеристики.

Периферийные устройства ЭВМ: внешние запоминающие устройства, устройства ввода-вывода, устройства связи ЭВМ с оператором.

Программное обеспечение (ПО). Классификация ПО: системное программное обеспечение (СПО), прикладное программное обеспечение (ППО). Назначение системного программного обеспечения ЭВМ, основные функции. Структура СПО и назначение его основных компонентов. Операционные системы и их функции. Пакеты прикладных программ и их назначение.

Раздел 5. Роль ЭВМ в научно-техническом прогрессе

и народном хозяйстве страны

ЭВМ в научной и инженерной деятельности. Автоматизация экспериментальных исследований. Автоматизированные системы научных исследований (АСНИ). Системы автоматизации проектирования (САПР). Роль ЭВМ в планировании и управлении производством. Автоматизированная система управления предприятием (АСУП). Роль ЭВМ в автоматизации производственных и технологических процессов. Автоматизированные системы управления (АСУ) и гибкие автоматизированные производства (ГАП).

Применение ЭВМ в энергетике, на транспорте, в здравоохранении, городском хозяйстве, банковском деле, сфере обслуживания, обучении и т.п. Интернет. Перспективы расширения областей применения ЭВМ.

Раздел 6. Основные направления деятельности инженеров-системотехников по ЭВМ, системам

и сетям. Инженерная подготовка

специалистов по ЭВМ

Программирование прикладных задач на ЭВМ и системное программирование. Производство ЭВМ. Технология производства ЭВМ. Сборка и наладка ЭВМ. Контроль и диагностика ЭВМ. Проектирование управляющих, контролирующих и измерительных систем на базе микропроцессорных средств.

Раздел 7. Паспорт специальности І-40 02 01

Что должен знать и уметь специалист по вычислительным машинам, системам и сетям. Формирование мировоззрения инженера. Фундаментальная инженерная подготовка, конструкторско-технологическая и специальная инженерная подготовка.

Раздел 8. Современные тенденции развития средств

вычислительной техники

Совершенствование элементной базы на основе новых материалов и новых технологий. Развитие новых принципов передачи и обработки данных на основе оптических методов.

Создание вычислительных сетей. Объединение средств вычислительной техники со средствами связи. Создание цифровых интегральных сетей связи. Создание распределенных баз данных для вычислительных сетей.

Создание баз знаний, экспертных систем, систем искусственного интеллекта.

ЭВМ пятого поколения и их основные черты.

Литература

  1. Майоров С.А., Новиков Г.И. Электронные вычислительные машины: Введение в специальность: Учеб. пособие для вузов.- М.: Высш. шк., 1982.

  2. Основы компьютерной грамоты /А.Н. Жигарев, Н.В Макарова, М.А. Путинцева: Под общ. ред. Н.В. Макаровой.- Л.: Машиностроение, 1988.

  3. Тадао О. Компьютеры: Пер. с яп. – Баку: Азернешр, 1987.

  4. Растригин Л.А. Вычислительные машины, системы и сети. - М.: Наука, 1982.

  5. Перегудов М.А., Халамайзер А.Я. Бок о бок с компьютером. –М.: Высш. шк., 1987.

  6. Бильдюкевич Е.В., Гурачевский В.Л., Шушкевич С.С. ЭВМ и микропроцессор. – Мн.: Народная асвета, 1990.

  7. Скляров В.А. Программное и лингвистическое обеспечение персональных ЭВМ. Системы общего назначения. – Мн.: Высш. шк., 1992.

  8. Вишняков В.А., Петровский А.А. Системное обеспечение микроЭВМ. – М.: Высш. шк., 1990.

Утверждена

УМО вузов Республики Беларусь по образованию в области информатики и радиоэлектроники

« 03 » июня 2003 г.

Регистрационный № ТД-40-022/тип.

СХЕМОТЕХНИКА

Учебная программа для высших учебных заведений

по специальности І-40 02 01 Вычислительные машины, системы и сети

Согласована с Учебно-методическим управлением БГУИР

« 28 » мая 2003 г.

Составитель:

В.С. Тимошенко, доцент кафедры электронных вычислительных машин Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники», кандидат технических наук

Рецензенты:

Н.И. Мурашко, заведующий лабораторией системотехники Института технической кибернетики Национальной академии наук Беларуси, кандидат технических наук;

Г.И. Алексеев, заведующий лабораторией автоматического ввода информации Института технической кибернетики Национальной академии наук Беларуси, доктор технических наук;

Кафедра электронных вычислительных машин и систем Учреждения образования «Брестский государственный технический университет» (протокол № 7 от 18.06.2002 г.)

Рекомендована к утверждению в качестве типовой:

Кафедрой электронных вычислительных машин Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники» (протокол № 27 от 04.03.2002 г.);

Научно-методическим советом по направлению І-40 Вычислительная техника УМО вузов Республики Беларусь по образованию в области информатики и радиоэлектроники (протокол № 3 от 02.07.2002 г.)

Разработана на основании Образовательного стандарта РД РБ 02100.5.113-98.

Ответственный за редакцию: Т.Н. Крюкова

Ответственный за выпуск: Ц.С. Шикова

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Типовая программа дисциплины «Схемотехника» разработана в соответствии с Образовательным стандартом РД РБ 02100.5.113-98 для специальности І-40 02 01 Вычислительные машины, системы и сети. Она предусматривает лекции, курс лабораторных работ, практические занятия и написание курсового проекта, а также самостоятельное углубление знаний по отдельным вопросам.

Целью изучения дисциплины является получение знаний по следующим разделам:

  1. Схемотехника логических полупроводниковых и оптоэлектронных элементов вычислительных машин, систем и сетей;

  2. Схемотехника триггерных схем и элементов, ячеек памяти запоминающих устройств;

  3. Схемы операционных узлов и устройств ЭВМ;

  4. Схемотехника устройств обработки и преобразования аналоговых сигналов;

  5. Схемы генераторов электронных колебаний;

  6. Схемотехника новых приборов и компонентов.

Задачей дисциплины является получение знаний о принципах работы, расчета параметров и схемотехнического проектирования элементов, узлов и устройств ЭВМ, особенностей их применения.

В результате изучения курса студент должен:

знать:

- схемы элементов, узлов и устройств современных вычислительных машин, систем и сетей;

уметь:

- выбирать тип элементов и узлов для проектирования различных устройств вычислительных машин, систем и сетей на основе анализа параметров и характеристик элементов, узлов и технических условий на проектируемые схемы, уметь анализировать и синтезировать схемы различной сложности;

иметь навыки измерения параметров, поиска неисправностей, испытания устройств ЭВМ и средств сопряжения.

Программа рассчитана на объем 153 учебных часа. Примерное распределение учебных часов по видам занятий: лекций - 85 часов, лабораторных работ - 51 час, практических занятий - 17часов.

По дисциплине предусмотрен курсовой проект. Для выполнения курсового проекта аудиторные часы не отводятся.

Изучение дисциплины базируется на знаниях, полученных при изучении дисциплин: «Основы теории электрических цепей», «Электроника и микроэлектроника», «Физика» и «Высшая математика».

Знания, полученные в результате изучения дисциплины «Схемотехника», используются при курсовом и дипломном проектировании, а также при изучении дисциплин: «Системотехника», «Периферийные устройства ЭВМ», «Микропроцессорные средства и системы».

СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Введение

Роль вычислительной техники в ускорении научно-технического прогресса. Задачи и содержание дисциплины, краткий очерк развития схемотехники ЭВМ. Основные определения (элементы ЭВМ, средние, большие, сверхбольшие интегральные схемы, серии средних интегральных схем и др. ). Типы сигналов. Способы определения информации.

Классификация, характеристики и параметры элементов ЭВМ.

Классификация элементов ЭВМ и основные определения.

Характеристики логических элементов: входная и выходная, амплитудная, передаточная. Статические и динамические параметры: помехоустойчивость, параметры, учитывающие как статистику, так и динамику, надежность и стоимость ИС.

Раздел 1. Схемотехника логических элементов ЭВМ

Тема 1.1. Основы схемотехники цифровых интегральных схем потенциального типа

Диодно-транзисторная логика: схемы, назначение компонентов, принцип работы, определение потенциалов в различных точках схем, параметры, характеристики, временные диаграммы, область применения.

Транзисторно-транзисторная логика: схемы, назначение компонентов, принцип работы, определение потенциалов в различных точках схем, параметры, характеристики, временные диаграммы, область применения.

Транзисторно-транзисторные элементы, связанные эмиттерами (ЭСЛ-элементы): схемы, назначение компонентов, принцип работы, определение потенциалов в различных точках схем, параметры, характеристики, временные диаграммы, область применения.

Инжекционная интегральная схемотехника: схемы, назначение компонентов, принцип работы, определение потенциалов в различных точках схем, параметры, характеристики, временные диаграммы, область применения.

Схемотехника на полевых транзисторах: основные параметры и характеристики металл-диэлектрик-полупроводниковых транзисторов (МДП-транзисторов). Инверторы на МДП-транзисторах с линейной, квазилинейной, нелинейной и токостабилизирующей нагрузками. Инверторы на кремниевых МДП-транзисторах (КМДП-транзисторах). Логические элементы (ЛЭ) на полевых МДП-транзисторах с одним типом проводимости: схемы, назначение компонентов, принцип работы, определение потенциалов в различных точках схем, параметры, характеристики, временные диаграммы, область применения. Логические элементы на комплементарных КМДП-транзисторах: схемы, назначение компонентов, принцип работы, определение потенциалов в различных точках схем, параметры, характеристики, временные диаграммы, область применения. Преобразователи уровней. Способы согласования элементов.

Тема 1.2. Схемотехника оптоэлектронных элементов

Физические основы использования элементов вычислительных систем и сетей в оптическом диапазоне. Источники излучения. Приемники излучения. Оптроны и оптоэлектронные микросхемы.

Раздел 2. Схемотехника триггерных схем

Основные понятия. Классификация триггеров. Обобщенная схема триггера. Классификация и основные параметры. Способы задания функционирования триггеров. Таблица переходов триггеров. Структура, обозначение, характеристическое уравнение триггеров. Синхронные одноступенчатые и двухступенчатые триггеры. Синхронные триггеры с динамическим управлением. Параметры триггеров. Область применения.

Раздел 3. Схемотехника функциональных узлов ЭВМ

Основные понятия. Область применения. Классификация. Условное графическое обозначение, схемы, назначение компонентов, принцип работы, переключательные функции, законы функционирования дешифраторов, шифраторов, демультиплексоров, мультиплексоров, узлов сравнения, полусумматоров, сумматоров, преобразователей кодов. Регистры. Назначение. Область применения. Классификация. Схемы регистров, назначение элементов, принцип работы. Счетчики. Назначение. Схемы счетчиков, принцип работы, назначение элементов. Параметры.

Раздел 4. Элементы интегральных запоминающих устройств

Классификация запоминающих устройств. Элементы полупроводниковых постоянных запоминающих устройств. Элементы перепрограммируемых постоянных запоминающих устройств. Элементы операционных запоминающих устройств. Элементы оптических запоминающих устройств.Общие сведения и классификация. Узлы управления оптическим излучением. Оптическая запоминающая среда.

Раздел 5. Устройства обработки информации

(арифметико-логические устройства (АЛУ))

Назначение, схема, принцип работы, параметры, область применения.

Раздел 6. Устройства обработки информации на основе операционных усилителей

Параметры и характеристики операционных усилителей. Схема преобразователей электрических сигналов: масштабные усилители, интегрирующие узлы, дифференцирующие узлы, сумматоры, повторители, вычитатели сигналов.

Активные фильтры: фильтры высоких частот, фильтры низких частот, полосовые фильтры. Нелинейные преобразователи электрических сигналов. Перемножители и делители сигналов.

Раздел 7. Генераторы и одновибраторы

Основные понятия. Классификация генераторов. Основные положения обратной связи. Параметры и характеристики выходных колебаний в общем виде. Графическая интерпретация. Мощность и энергия колебаний. Частотный, амплитудно-частотный, фазочастотный и энергетический спектры. Корреляционная функция колебаний. Время корреляции. Схемы генераторов гармонических колебаний на логических элементах с использованием кварцевого резонатора. Схемы генераторов гармонических колебаний на основе операционных усилителей с использованием кварцевого резонатора. Параметры генераторов: принцип работы. Мультивибраторы. Генератор импульсов треугольной формы. Ждущий генератор (одновибратор). Генератор пилообразного напряжения. Область применения. Компараторы на основе ОУ. Параметры и схемы компараторов. Область применения генераторов и компараторов на основе ОУ.

Раздел 8. Устройства и системы цифроаналогового

и аналого-цифрового преобразования сигналов

Дискретизация сигналов. Теорема В.А. Котельникова.

Критерий Н.А. Железнова, выбор шага квантования. Дисперсия ошибки квантования, шум квантования. Закон распределения ошибки квантования.

Мера количества информации. Утверждение Р. Хартли.

Узлы цифроаналоговых устройств средств сопряжения.

Аналоговый мультиплексор. Структура коммутатора аналоговых сигналов.

Схема выборки-хранения.

Микроэлектронные цифроаналоговые и аналого-цифровые преобразователи. Цифроаналоговые преобразователи (ЦАП) с двоично-взвешенными сопротивлениями, ЦАП на основе резистивной матрицы R-2R.

Аналого-цифровые преобразователи (АЦП) последовательного преобразования.

АЦП поразрядного уравновешивания.

АЦП двойного интегрирования.

АЦП с преобразованием напряжения в частоту.

АЦП параллельного преобразования.

Аналого-цифровые множительно-делительные устройства.

Заключение

Перспективы развития элементной базы ЭВМ.

Примерный перечень тем лабораторных работ

  1. Исследование логических элементов.

  2. Исследование триггеров и регистров.

  3. Исследование счетчиков и АЛУ.

  4. Исследование дешифраторов, шифраторов, мультиплексоров, схем сравнения.

  5. Исследование операционных усилителей.

  6. Исследование масштабных, суммирующих, интегрирующих, дифференцирующих устройств на основе операционных усилителей.

  7. Исследование нелинейных преобразователей.

  8. Исследование фильтров.

  9. Исследование генераторов сигналов.

  10. Исследование ЦАП.

  11. Исследование АЦП.

Примерный перечень тем практических занятий

  1. Расчет параметров ЛЭ диодно-транзисторной логики (ДТЛ) и транзисторно-транзисторной логики (ТТЛ).

  2. Расчет параметров ЛЭ ТТЛ.

  3. Расчет параметров ЛЭ ЭСЛ.

  4. Расчет параметров МДП-логики, ИИЛ.

  5. Расчет параметров и синтез триггеров.

  6. Двоичные счетчики импульсов и регистры.

  7. Шифраторы и дешифраторы, мультиплексоры и демультиплексоры.

  8. Запоминающие устройства.

Примерный перечень тем курсовых проектов

  1. Устройство распознавания речи.

  2. Устройство технического зрения роботов.

  3. Устройство преобразования информации.

  4. Устройство охраны объекта.

  5. Устройство идентификации изделий.

  6. Микропроцессорное устройство управления объектом.

  7. Микропроцессорное устройство контроля параметров изделий.



Скачать документ

Похожие документы:

  1. Введение в специальность (11)

    Реферат
    Основной целью курса является первичное ознакомление студентов с будущей специ­альностью, системой профессиональных и научных требований, предъявляемых к выпу­скникам вузов при их назначении на первичные должности для работы в автотранспортных
  2. Введение в специальность (1)

    Пояснительная записка
    А.П. Казанцев, доцент кафедры микроэлектроники Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники», кандидат технических наук
  3. Введение в специальность (4)

    Документ
    В.Н. Комличенко, заведующий кафедрой экономической информатики Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники»,
  4. Введение в специальность (5)

    Пояснительная записка
    Я.В. Алишев, профессор кафедры систем телекоммуникаций Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники», доктор технических наук.
  5. Введение в специальность (6)

    Пояснительная записка
    Я.В. Алишев, профессор кафедры систем телекоммуникаций Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники»,

Другие похожие документы..