Современные информационно-вычислительные системы

Магистратура 2020/2021

Статус: Курс обязательный (Компьютерные системы и сети)

Направление: 09.04.01. Информатика и вычислительная техника

Кто читает: Департамент компьютерной инженерии

Где читается: Московский институт электроники и математики им. А.Н. Тихонова

Когда читается: 1-й курс, 1-3 модуль

Формат изучения: с онлайн-курсом

Преподаватели: Иванова Елена Михайловна, Топоркова Анна Станиславовна

Прогр. обучения: Компьютерные системы и сети

Язык: русский

Кредиты: 7

Контактные часы: 72

Полная версия программы учебной дисциплины Задать вопрос

Аннотация

Настоящая дисциплина состоит из двух частей, изучаемых последовательно в двух модулях. Часть «Вычислительные системы» знакомит с принципами построения и функционирования основных архитектурных блоков компьютера. На примере решения практических задач различной вычислительной сложности вы научитесь анализировать модели многоуровневой архитектуры компьютера и выбирать оптимальную конфигурацию. Навыки профессиональной оценки современных тенденций построения ПК/ноутбуков/планшетов/смартфонов помогут спроектировать собственную вычислительную систему с применением технологий повышения производительности на программном и аппаратном уровне. Выполнение индивидуальных заданий даст вам возможность на собственном опыте выявить отличия процессорных ядер (CPU/GPU), оценить их достоинства и недостатки, что будет полезно при создании собственных программно-аппаратных проектов любой сложности. В части «Компьютерные сети» рассматриваются основные понятия и принципы функционирования компьютерных сетей, а также работа основных протоколов стека TCP/IP. Рассматриваемый материал является основой для глубокого погружения в вопросы, связанные с организацией сетевых взаимодействий в информационных системах, проектированием и администрированием компьютерных сетей предприятий.

Цель освоения дисциплины

Систематизация знаний студентов о возможностях и особенностях применения информационных технологий в науке,образовании в современном обществе; • приобретение студентами базовых знаний в области возникновения, становления, развития и понимания современных проблем информатики и вычислительной техники; • ознакомление студентов с учёными и специалистами, трудами которых создавалась информатика и вычислительная техника; познакомить обучающихся с особенностями современных информационных систем и классами решаемых ими задач; • приобретение студентами базовых знаний об архитектуре современных вы-числительных систем; • приобретение студентами базовых знаний об особенностях применения технических и программных средств при построении современных вычислительных систем; • приобретение навыков принятия и обоснования конкретных технических решений при построении современных вычислительных систем; • формирование у студентов системного взгляда на основные направления развития информационных технологий. • дать студентам представление о принципах построения, проектирования, функционирования и использования современных вычислительных систем; • привить студентам навыки исследовательской работы, предполагающей самостоятельное изучение рабочей документации, специфических инструментов и программных средств, позволяющих смоделировать работу ВС или её частей.

Планируемые результаты обучения

Имеет представление о месте изучаемого материала в общекультурном развитии. Демонстрирует владение со-временными информационными технологиями, использует сеть интернет.
Демонстрирует владение и применение современных и перспективных средств и технологий для хранения данных, обосновывает принятие решений относительно сделанного выбора
Владеет применением современных и перспективных средств и технологий для решения по-ставленных задач
Владеет методами сбора и обработки информации с помощью современных средств, демонстрирует навык систематизации научно-технической информации по теме исследования при подготовке Индивидуальных письменных исследовательских работ.
Верно понимает и способен воспроизвести определения различных понятий и схем, полученные из предлагаемых и иных источников.Владеет приемами расчета производи-тельности ВС и пропускной способности п/с памяти
Верно понимает и способен воспроизвести определения различных понятий и схем, полученные из предлагаемых и иных источников.
Демонстрирует верную последовательность вычислений, расчётов, запуска и использования ПО согласно изученным алгоритмам и методикам.

Содержание учебной дисциплины

Проблемы интеллектуальной собственности
Основные направления изучения, принципы и установки компьютерной этики, кодексы. Формы интеллектуальной собственности. Существующие правовые нормы.
Информатика и вычислительная техника. История и развитие. Основные парадигмы
Возникновение информатики. Структура информатики. Классификация прикладных задач в области информационных технологий. Этапы развития информатики
Проблема организации рабочих мест пользователей и пути ее решения
Проблема организации рабочих мест пользователей в современных информационных системах.
Проблема организации хранения данных в современных информационных системах и пути ее решения
Хранение данных. Практические подходы к решению проблем организации хранения данных. Формальные модели представления знаний.
Проблема создания инженерной инфраструктуры современных информационных систем и пути ее решения
Проблема создания инженерной инфраструктуры современных информационных систем.Пути решения проблемы создания инженерной инфраструктуры современных информационных систем.
Понятие Вычислительные Системы
Определение понятия вычислительной системы (ВС), сравнение понятий ЭВМ и ВС, исторические предпосылки создания ВС, основные технические параметры вычислительной системы (производительность, отношение производительности к стоимости, ёмкость памяти и др.), единицы измерения этих характеристик и особенности таких измерений для сложных ВС по сравнению с более простыми ЭВМ,понятие архитектуры ВС и его составляющих, многоуровневая архитектура ВС (микроархитектура, архитектура системы команд, типы данных).
Направления развития ВС
Направления развития ВС: миниатюризация, облачные технологии, увеличение производительности.
Методы повышения производительности ВС
Пути совершенствования архитектуры и технико-эксплуатационных характеристик ВС: на уровне ПО, на уровне системы команд, на микроархитектурном уровне, на логическом уровне, на физическом уровне.
Классификация ВС
История развития ВС, классификация ВС по назначению, классификация ВС по вычислительным возможностям, сравнительные оценки различных ВС по их характеристикам, другие виды классификаций: по признакам наличия параллелизма в вычислениях, по организации памяти, по системе команд,по количеству процессоров, по способу доступа к памяти, классификация Шора, классификация параллельных ВС по организации памяти, классификация Хэндлера, Джонсона, Хокни.

Элементы контроля

активность на практических занятиях1м
доклад1
Доклад с презентацией
доклад2
Доклад с презентацией
экзамен1м
В ЛМС перед экзаменом будет опубликовано следующее объявление. "Уважаемые студенты! Скоро нам предстоит подвести итоги дисциплины. Предлагаю выставить экзаменационные оценки по накопленным вами в течении трех модулей (см. журнал). Если ваша накопленная оценка ниже "4" или вас не устраивает оценка - вам нужно сдавать экзамен. Экзамен заключается в ответе на два вопроса вытянутого вами билета. "Тянуть" билет нужно пройдя тест Экзамен (билеты) - где все вопросы уже распределены по билетам и вам выдается один случайный билет. Результат теста зафиксирован и я буду видеть ваши вопросы. Список вопросов для подготовки есть в разделе Экзаменационные вопросы модуля 2 и 3 Экзамен проводится на платформе meet.miem.hse.ru/. К экзамену необходимо подключиться точно в указанное время экзамена. Компьютер студента должен быть оборудован камерой. Для участия в экзамене студент обязан во время беседы с преподавателем включить камеру и микрофон. Допускается кратковременное нарушение связи (до 10 минут). При долговременном нарушении связи (от 10 минут и более) студент не может продолжить участие в экзамене. При отсутствии студента на экзамене буду считать, что студент согласен с накопленной и итоговой оценкой, в том числе и неудовлетворительной. Процедура пересдачи аналогична процедуре сдачи и проводится только для сдавших на оценку "неуд"."
практические занятия2м
он- лайн тестирование на лекции2м
Накопленная оценка модуль 2
К концу модуля 2 д.б. сданы первые 3 практических работы и тесты по 4 лекциям. Эта часть элементов контроля не пересдаётся в 3 модуле.
практические занятия3м
он-лайн тестирование на лекции3м
экзамен3м
В ЛМС перед экзаменом будет опубликовано следующее объявление. "Уважаемые студенты! Скоро нам предстоит подвести итоги дисциплины. Итоговая оценка выставляется по накопленным вами в течении трёх модулей (см. журнал) с учётом оценки на экзамене и дополнительные баллы начисляются за прохождение онлайн-курса по следующему правилу: Оитог=0,33*Ом1 + 0,23*Онакоп м2 + 0,23*Онакоп м3 + 0,21*Оэкз3м. Не сданный экзамен (н/я или оценка 1, 2, 3) требует пересдачи в таком же формате, что и экзамен. Экзамен проводится в синхронном онлайн-формате и заключается в прохождении двух тестов. Первый содержит 12 теоретических вопросов разной сложности по лекционному материалу. Второй содержит одну практическую задачу по материалам выполненных практических работ в модуле 2 и 3. При отсутствии студента на экзамене буду считать, что студент согласен с накопленной и итоговой оценкой, в том числе и неудовлетворительной. Процедура пересдачи аналогична процедуре сдачи и проводится только для сдавших на оценку "неуд".
оценка за он-лайн курс
Учитывается в оценке за модуль 2 в качестве дополнительных бонусных баллов.

Промежуточная аттестация

Промежуточная аттестация (1 модуль)
0.24 * активность на практических занятиях1м + 0.23 * доклад1 + 0.23 * доклад2 + 0.3 * экзамен1м
Промежуточная аттестация (3 модуль)
оценки за тесты на лекции м.б. заменены на оценки за КР в конце модуля

Программа дисциплины

Программа дисциплины

Программа дисциплины

Аннотация

Цель освоения дисциплины

Планируемые результаты обучения

Содержание учебной дисциплины

Элементы контроля

Промежуточная аттестация

Список литературы

Рекомендуемая основная литература

Рекомендуемая дополнительная литература