Архитектура и организация компьютерных систем

Сипаттама: В дисциплине изложен исторический аспект эволюционного развития средств компьютерной техники, систем обработки данных, способов их классификации и критериев оценки технических характеристик. Рассматриваются основные научные и практические направления, составляющие основу для совершенствования функциональных характеристик компьютеров и систем на их основе. Дисциплина позволяет приобрести знания по архитектурным особенностям многопроцессорных и многомашинных вычислительных систем, знакомит с основными принципами организации компьютерных сетей.

Кредиттер саны: 5

Компонент: Таңдау бойынша компонент

Цикл: Базалық пәндер

Мақсат
  • Цель преподавания дисциплины «Архитектура и организация компьютерных систем» согласуется с целями образовательной программы в части формирования и закрепления общекультурных и профессиональных компетенций в области построения, организации и методах исследования вычислительных систем и сетей различного назначения для обеспечения проектно-конструкторской и проектно-технологической деятельности.
Міндет
  • Освоить базовые принципы организации и функционирования компьютерных систем различного назначения.
  • Приобрести знания для построения, настройки и администрирования компьютерных систем.
  • Освоить профессиональный подхода в области эксплуатации аппаратных средств компьютерных систем.
Оқыту нәтижесі: білу және түсіну
  • Назвать основные принципы построения современных цифровых устройств и систем.
  • Выделить архитектуры современных процессоров компьютеров и вычислительных систем.
  • Сформулировать принципы функционирования основных подсистем компьютеров: памяти, ввода/вывода, чипсета.
  • Объяснить тенденции совершенствования, проектирования и расширения сферы применения компьютерной техники, вычислительных систем, комплексов и сетей. Интерпретировать технические требования с учётом функций, выполняемых компьютерными системами; обосновывать рациональную архитектуру компьютерных систем.
Оқыту нәтижесі: білім мен ұғымды қолдану
  • Применять инструментальные средства для оценки производительности компьютерных систем и для конфигурирования систем индивидуального пользования для решения профессиональных задач.
  • Решать задачи по размещению компьютерного оборудования, оснащению автоматизированных рабочих мест пользователей вычислительных систем и сетей, а также по оценке производственных и непроизводственных затрат функционирования вычислительных систем и сетей.
Оқыту нәтижесі: талқылай білуді қалыптастыру
  • В сфере инновационного менеджмента и стратегического планирования.
Оқыту нәтижесі: коммуникативтік қабілеттіліктер
  • Планировать работу в группе по обслужи-ванию и администрированию корпоратив-ной компьютерной сети, телекоммуникационной системы.
  • Развить коммуникационные способности по организации процесса обучения навыкам сетевых пользователей сотрудников предприятия и организации.
Оқыту нәтижесі: Оқу дағдылары немесе сабаққа қабілеттілігі
  • Практически применять основные процедуры логического проектирования элементов и узлов дискретных устройств.
  • Интерпретировать функциональные и технические характеристики основных узлов и конструктивных компонентов компьютеров и систем на их основе.
  • Анализировать содержание информационных материалов по вопросам практического применения вычислительных систем.
Дәріс сабақтарының тақырыптары
  • Архитектура, эволюция и классификация вычислительных устройств и систем. Понятие архитектуры системы. Эволюция вычисли-тельных устройств и систем. Основные классы и типы современных компьютеров и систем.
  • Характеристики компьютеров различных классов: большие компьютеры; малые компьютеры; микрокомпьютеры; суперкомпьютеры.
  • Информационно-логические основы построения вычислительных систем. Логические основы обработки информации. Понятие такта. Вентили. Комбинационные схемы. Схема памяти на базовых вентилях. Интегральные схемы.
  • Развитие архитектуры и параллелизм вычислений. Параллелизм в архитектуре начального периода. Способы совмещения операций. Направления дальнейшего развития параллелизма. Закон Амдала.
  • Оценка производительности процессоров и ЭВМ тактовой частотой. Пиковая и реальная производительность, единицы MIPS и FLOPS. Стандартные тесты измерения производительности вычислительных систем. Ливерморские циклы.
  • Организация памяти компьютера. Сегментная модель ОЗУ реального и защищённого режимов. Организация виртуальной памяти. Модули и типы основной памяти. Цикл чтения/записи в основной памяти.
  • Повышение эффективности основной памяти. Многоуровневая организация памяти. Одно-программный и многопрограммный режимы.
  • Архитектура вычислительных систем. Поня-тие и классификация вычислительных систем (ВС). Многомашинные вычислительные системы (ММС). Многопроцессорные вычислительные системы (МПС). Классификация МПС.
  • SMP-архитектура. MPP-архитектура. Гибридная архитектура (NUMA). Организация когерентности многоуровневой иерархической памяти.
  • Параллельная архитектура с векторными процессорами (PVP). Типы кластеров.
  • Основные семейства микропроцессоров. Семейство микропроцессоров Intel. Семейство процессоров SUNSPARK. Семейство микро-процессоров PARISC. Семейство микропроцессоров Alpha. Семейство микропроцессоров PowerPC. Семейство микропроцессоров MIPS.
  • Введение в архитектуру компьютерных сетей. Применение компьютерных сетей. Элементы сетевого оборудования. Кабельные линии и каналы связи. Передача данных по линиям связи.
  • Беспроводная передача данных. Электромагнитный спектр. Беспроводные линии связи. Мобильные телефонные системы.
  • Безопасность в сетях. Основы криптографии. Алгоритмы криптографии с открытым ключом. Цифровые подписи.
  • Защита соединений. Конфиденциальность электронной переписки.
Негізгі әдебиет
  • 1 Таненбаум Э., Уэзеролл Д. Компьютерные сети. – 5-е изд. – СПб.: Питер, 2012. – 960 с.: ил.
  • 2 Таненбаум Э. Архитектура компьютера. – 4-е изд. – СПб.: Питер, 2003. – 698 с.
  • 3 Олифер В.Г., Олифер Н.А. Основы сетей передачи данных. – 2-издание, исправленное. – М.: Национальный открытый университет «ИНТУИТ», 2016. – 220 с.
  • 4 Бройдо В.Л. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации: Учебник для вузов. – 2-е изд. / В. Л. Бройдо. – СПб.: Питер, 2004. – 703 с.: ил.
  • 5 Максимов Н.В., Партыка Т.Л., Попов И.И. Архитектура ЭВМ и вычислительных систем: Учебник. – М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2007. – 512 С.: ил.
Қосымша әдебиеттер
  • 6 Богданов А.В., Корхов В.В., Мареев В.В., Станкова Е.Н. Архитектуры и топологии многопроцессорных вычислительных систем. – М.: Интернет-Университет Информационных Технологий, 2004. www.intuit.ru.
  • 7 Цилькер Б. Я., Орлов С.А. Организация ЭВМ и систем: Учебник для вузов. – СПб.: «Питер Принт», 2004. – 668 с.
  • 8 Гук М. Аппаратные средства IBM PC: Энциклопедия. 3-е изд. – СПб.: Издательство «Питер», 2006.