Архитектура вычислительных систем

Сипаттама: Пәнде есептеу жүйелерінің жұмыс істеу және құру принциптері, оларды жіктеу тәсілдері және техникалық сипаттамаларды бағалау өлшемдері берілген. Компьютерлер мен жүйелердің функционалдық сипаттамаларын жетілдіру үшін негіз құрайтын негізгі ғылыми және практикалық бағыттар қарастырылады. Пән көппроцессорлық және көп машиналы есептеуіш жүйелердің архитектуралық ерекшеліктері бойынша білім алуға мүмкіндік береді, компьютерлік желілерді ұйымдастырудың негізгі принциптерімен таныстырады.

Кредиттер саны: 5

Компонент: Таңдау бойынша компонент

Цикл: Базалық пәндер

Мақсат
  • "Есептеу жүйелерінің архитектурасы" пәнін оқытудың мақсаты жобалау-конструкторлық және жобалау-технологиялық қызметті қамтамасыз ету үшін аппараттық-бағдарламалық кешендер мен жүйелерді басқару қабілетіне ие, компьютерлік жүйелердің компоненттерін әзірлеу үшін бастапқы тәжірибені жинақтаған мамандарды даярлау бөлігінде білім беру бағдарламасының мақсаттарымен келісіледі.
Міндет
  • Компьютерлерді құрудың, логикалық жобалаудың, құрастырудың және қызмет етуінің негізгі принциптерін меңгеру.
  • Деректерді өңдеу жүйелерін, кластерлік құрылымдар мен компьютерлік желілерді құру мақсатында компьютерлерді кешендеу дағдыларын меңгеру.
  • Компьютерлік жүйелер мен желілердің аппараттық құралдарын пайдалану саласында кәсіби тәсілді меңгеру.
Оқыту нәтижесі: білу және түсіну
  • Құрастырудың негізгі принциптерін, логикалық жобалау әдістерін, дискретті құрылғылар мен жүйелердің элементтік базасы мен функционалдық тораптарының номенклатурасын, есептеу жүйелері мен кешендерінің жады жүйесін ұйымдастыруды тұжырымдау.
  • Компьютерлердің қазіргі заманғы процессорларының және есептеу жүйелерінің архитектурасын бөліп көрсету, компьютерлер мен жүйелерде ақпаратты енгізу-шығаруды ұйымдастыруды, сондай-ақ компьютерлік жүйелер мен кешендерді құрылымдық ұйымдастыру принциптерін түсіндіру.
  • Компьютерлік техниканы, есептеу жүйелерін, кешендер мен желілерді қолдану саласын жетілдіру, жобалау және кеңейту үрдістерін түсіндіру.
Оқыту нәтижесі: білім мен ұғымды қолдану
  • Аппараттық-бағдарламалық кешендер мен желілерді математикалық, ақпараттық және бағдарламалық қамтамасыз ету элементтерін жобалау ережелерін, конфигурациялау әдістерін қолдану.
  • Компьютерлік жабдықтарды орналастыру, есептеу жүйелері мен желілерін пайдаланушылардың автоматтандырылған жұмыс орындарын жабдықтау міндеттерін шешу.
  • Есептеу жүйелері мен желілерінің жұмыс істеуінің өндірістік және өндірістік емес шығындарын бағалауды қолдану.
Оқыту нәтижесі: талқылай білуді қалыптастыру
  • Инновациялық менеджмент және стратегиялық жоспарлау саласында.
Оқыту нәтижесі: коммуникативтік қабілеттіліктер
  • Корпоративтік компьютерлік желіні, телекоммуникациялық жүйені қызмет көрсету және әкімшілендіру бойынша топта жұмысты жоспарлау.
  • Кәсіпорын және ұйым қызметкерлерінің желілік пайдаланушыларының дағдыларына оқыту процесін ұйымдастыру бойынша коммуникациялық қабілеттерін дамыту.
Оқыту нәтижесі: Оқу дағдылары немесе сабаққа қабілеттілігі
  • Дискретті құрылғылардың элементтері мен тораптарын логикалық жобалаудың негізгі процедураларын іс жүзінде қолдану.
  • Компьютерлер мен жүйелердің негізгі тораптары мен құрылымдық компоненттерінің функционалдық және техникалық сипаттамаларын түсіндіру.
  • Есептеу жүйелерін практикалық қолдану мәселелері бойынша ақпараттық материалдардың мазмұнын талдау.
Дәріс сабақтарының тақырыптары
  • Пәннің негізі мен міндеттері. Компьютерлердің жіктелуі, олардың негізгі сипаттамалары, өнімділігі және тиімділігі.
  • Комбинациялық құрылғы және соңғы автомат ұғымдары. Компьютерлер мен жүйелерді құру принциптері.
  • Цифрлық құрылғыларды логикалық жобалау теориясының негіздері. Логика алгебрасының негізгі ережелері. Логикалық функцияларды минимизациялау. Цифрлық құрылғылардың кіріс және шығыс интерфейстерінің түрлері. Логикалық элементтер.
  • Компьютерлердің элементтері мен функционалдық түйіндері. Триггерлер, санауыштар және олардың негізіндегі жиілікті бөлгіштер.
  • Компьютерлердің элементтері мен функционалды түйіндері. Дешифраторлар және шифраторлар, мультиплексорлар және таратқыштар.
  • Компьютерлердің элементтері мен функционалды түйіндері. Регистрлер, сумматорлар. Тікбұрышты импульстердің үздіксіз жүйелілігінің автоматты генераторлары.
  • Есептеу техникасының арифметикалық негіздері. Санаудың позициялық жүйелері. Сандар кодтарымен арифметикалық операциялар. ЭЕМ-де сандарды ұсыну формалары. Сандардың тура, кері және қосымша кодтары. Қосымша кодтарды қолданумен арифметикалық операциялар.
  • Компьютер процессорлары. Процессорлардың анықтамасы және негізгі сипаттамалары. Процессорлар модельдерін дамыту. Процессордың функционалды және құрылымдық ұйымдастырылуы.
  • Компьютер процессорлары. Қазіргі процессорлардың негізгі принциптері мен жұмыс режимдері. Процессор командаларының жүйесі. RISC және CISC архитектурасы.
  • Компьютер процессорлары. Команда форматы. Командалар түрлері. Командалардың орындалу кезеңдері.
  • Аналық платалардың сипаттамасы. Аналық төлемнің анықтамасы, негізгі компоненттері. Чипсет ұғымы. Чипсет түрлері және параметрлері. Шиналар мен магистральдар.
  • Есептеу техникасы құралдарының есте сақтау құрылғылары. Анықтамасы, жіктелуі, негізгі сипаттамалары. Жадыны адрестік, ассоциативті және стектік ұйымдастыру. Есте сақтау құрылғыларының түрлері. Жадыны кэштеу принципі. Компьютерлердің сыртқы жадысы.
  • Ақпаратты енгізу-шығару. Енгізу-шығарудың негізгі жүйесі. Деректер алмасу және беруді ұйымдастыру принциптері мен тәсілдері. Интерфейс параметрлері. Порттары енгізу-шығару. Жадыға тікелей қатыну. Үзуді ұйымдастыру.
  • Деректерді өңдеу жүйелері. Деректерді өңдеу жүйесін құру қажеттілігін негіздеу. Есептеу параллелизмі-ұйымдастырудың негізгі тәсілдері мен тәсілдері. Компьютерлерде конвейерлік өңдеу. Деректерді параллель өңдеу жүйелерінің жіктелуі.
  • Деректерді өңдеу жүйелері. Мәліметтерді өңдеудің көп машиналы есептеуіш жүйелері. Кластерлік құрылымдар және олардың ерекшеліктері. Мультипроцессорлық есептеуіш жүйелер. Бір деңгейлі және көп деңгейлі, бір текті және бір текті көппроцессорлық есептеу жүйелері (МББЖ). Жадыны бөлу және бөлу принциптері. Көппроцессорлық есептеу жүйелерінде есептеу процесін ұйымдастыру.
Негізгі әдебиет
  • 1 Максимов Н. В., Партыка Т. Л., Попов И. И. Архитектура ЭВМ и вычислительных систем: Учебник. – М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2005. – 512 с.: ил.
  • 2 Гук М. Аппаратные средства IBM PC: Энциклопедия. – 3-е издание. – СПб.: Издательство «Питер», 2006.
  • 3 Миловзоров В. П. Элементы информационных систем: Учеб. для вузов по спец. "Автоматизированные системы обработки информации управления". – М.: Высш. шк., 1989. – 440 с.: ил.
  • 4 Андреева Е., Фалина И.М. Системы счисления и компьютерная арифметика. – М.: Лаборатория Базовых Знаний, 1999.
Қосымша әдебиеттер
  • 5 Забродин Ю. С. Промышленная электроника.- М.: Высшая шк., 1982. - С. 239-256.
  • 6 Таненбаум Э. Таненбаум Э. Архитектура компьютера. 5-е изд. (+CD). – СПб.: Питер, 2007. – 844 с.
  • 7 Смирнов А.Д. Архитектура вычислительных систем: Учеб. пособие для вузов. – М.: Наука, 1990.
  • 8 Бройдо В.Л., Ильина О.П. Архитектура ЭВМ и систем: Учебник для вузов. – СПб.: Питер.
  • 9 Каган Б.М. Электронные вычислительные машины и системы: Учеб. пособие для вузов. – 3 – е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1991.