Аппаратные средства вычислительной техники

Специалитет 2024/2025

Статус: Курс обязательный (Компьютерная безопасность)

Кто читает: Кафедра компьютерной безопасности

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

Когда читается: 1-й курс, 3, 4 модуль

Формат изучения: без онлайн-курса

Охват аудитории: для своего кампуса

Преподаватели: Байдин Георгий Сергеевич

Специальность: 10.05.01. Компьютерная безопасность

Язык: русский

Кредиты: 3

Полная версия программы учебной дисциплины Задать вопрос

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

Activity
Homework
Oral interview

Промежуточная аттестация

2024/2025 4th module
0.2 * Activity + 0.1 * Activity + 0.2 * Homework + 0.2 * Homework + 0.3 * Oral interview

Список литературы

Авторы

Байдин Георгий Сергеевич
Лось Алексей Борисович

Программа дисциплины