Таблица 2.1. - Алтайский государственный технический

СТО АлтГТУ 13.62.1.0005-2011
СТАНДАРТ ОРГАНИЗАЦИИ
Система качества АлтГТУ
Образовательный стандарт
высшего профессионального образования АлтГТУ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ СТАНДАРТ
УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Б.3.Б.2 «АППАРАТНЫЕ СРЕДСТВА ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ»
ФГБОУ ВПО Алтайский государственный технический университет
им. И.И. Ползунова
I
СТО АлтГТУ 13.62.1.0005-2011
Предисловие
1) РАЗРАБОТАН кафедрой вычислительных систем и информационной безопасности Алтайского
государственного технического университета им. И. И. Ползунова.
2) Стандарт дисциплины разработан на основании ФГОС ВПО направления подготовки 090900
Информационная безопасность (квалификация (степень) "бакалавр"), утвержденного 28 октября
2009 г. (регистрационный номер 496);
3) Стандарт дисциплины «Аппаратные средства вычислительной техники» по своему назначению,
структуре и содержанию полностью соответствует требованиям УМКД.
4) ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
II
СТО АлтГТУ 13.62.1.0005-2011
Оглавление
Предисловие .......................................................................................................................... II
1 Область применения ...........................................................................................................4
2 Общие сведения о дисциплине. Паспорт дисциплины ...................................................4
2.1 Выписка из рабочего учебного плана ООП ..................................................................5
2.2 Цели и задачи освоения дисциплины ............................................................................5
2.3 Место дисциплины в структуре ООП направления .....................................................6
2.4 Требования к результатам освоения дисциплины ........................................................6
2.5 Объем и виды занятий по дисциплине ..........................................................................8
3 Рабочая программа дисциплины .......................................................................................8
3.1 Содержание дисциплины ................................................................................................8
3.1.1 Тематический план дисциплины .................................................................................8
3.1.2 Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины ...................13
3.1.3 Формы и содержание текущей аттестации и итоговой оценки по дисциплине ...14
3.1.4 Учебно – методические материалы по дисциплине ...............................................16
3.2 Условия освоения и реализации дисциплины .............................................................16
3.2.1 Методические рекомендации студентам по изучению дисциплины .....................16
3.2.2 Организация самостоятельной работы студента (СРС) по дисциплине; ..............17
3.2.3 Методические рекомендации преподавателю дисциплины; ..................................17
3.2.4 Образовательные технологии ....................................................................................18
3.2.5 Особенности преподавания дисциплины .................................................................18
3.3 Лист согласования рабочей программы .....................................................................19
ПРИЛОЖЕНИЕ А: МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ
ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ .........................................................................................................20
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ
РАСЧЕТНОГО ЗАДАНИЯ По ДИСЦИПЛИНЕ " АППАРАТНЫЕ СРЕДСТВА
ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ " ..........................................................................................34
ПРИЛОЖЕНИЕ В Тесты текущего контроля знаний по дисциплине................. Error!
Bookmark not defined.
ПРИЛОЖЕНИЕ Г Тесты промежуточного контроля знаний по дисциплине .... Error!
Bookmark not defined.
ПРИЛОЖЕНИЕ Д Памятка для студентов по изучению дисциплины ................. Error!
Bookmark not defined.
III
СТО АлтГТУ 13.62.1.0005-2011
Стандарт организации
_______________________________________________________________________
Система качества АлтГТУ
Образовательный стандарт высшего
профессионального образования АлтГТУ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ СТАНДАРТ
Введён впервые
УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
АППАРАТНЫЕ СРЕДСТВА ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ
_______________________________________________________________________
УТВЕРЖДАЮ
Начальник УМУ АлтГТУ
_________________ Н.П. Щербаков
(подпись)
Ф.И.О.
"____" _______________ 2011 г.
(число, месяц)
1 Область применения
1.1 Стандарт дисциплины устанавливает общие требования к содержанию, структуре, объему
дисциплины «Аппаратные средства вычислительной техники» и условиям ее реализации в
АлтГТУ им И.И. Ползунова.
1.2 Действие стандарта распространяется:
 на студентов, обучающихся по направлению 090900 «Информационная безопасность»
 на преподавателей и сотрудников структурных подразделений, задействованных в
образовательном процессе по дисциплине.
2 Общие сведения о дисциплине. Паспорт дисциплины
4
СТО АлтГТУ 13.62.1.0005-2011
2.1 Выписка из рабочего учебного плана ООП
Профессиональный цикл.
Базовая (общепрофессиональная) часть
№ п/п 2
Экзамен – 2 семестр
Расчетное задание – 2 семестр
Трудоемкость – 5 зачетных единиц
Всего часов – 180
Из них без СРС в период сессий – 126 часов
Аудиторные – 68 часов
из них
лекции – 34 часа
лабораторные работы – 34 часа
СРС
в семестре – 58 час
в период сессий – 54 часов
Кафедра ВСИБ
Компетенции: ПК-2,11
2.2 Цели и задачи освоения дисциплины
Курс "Аппаратные средства вычислительной техники" посвящен рассмотрению основных
принципов функционирования ЭВМ и ОС. Рассматриваются состав и структура аппаратных и
программных средств вычислительной техники, общие схемы функционирования ОС,
функционирования ЭВМ на уровне машинных команд при выполнении программы, хранящейся в
памяти. Обсуждаются различия языков программирования различного уровня, излагаются
принципы построения программ на языках низкого уровня и особенности их выполнения на
ЭВМ. Обсуждаются различия в технологической схеме решения задач при использовании
различных типов ЭВМ.
5
СТО АлтГТУ 13.62.1.0005-2011
2.3 Место дисциплины в структуре ООП направления
Дисциплина «Аппаратные средства вычислительной техники» относится к базовой
(общепрофессиональной) части профессионального цикла дисциплин. Дисциплина изучается во 2
семестре 1 курса, поэтому она базируется на дисциплинах «Информатика», «Языки
программирования», изучаемых в 1 семестре. Приобретенные знания, умения и навыки
используются затем при изучении дисциплин «Информационные технологии» (5 семестр) и
«Программно-аппаратные средства защиты информации» (6 семестр).
2.4 Требования к результатам освоения дисциплины
В результате изучения дисциплины студенты должны обладать знаниями, умениями и навыками,
приведенными в таблице 2.1.
Таблица 2.1.
В результате изучения дисциплины
Код
компетенции
по ФГОС ВПО
или ООП
Содержание компетенции
(или ее части)
ПК-2
способностью понимать
сущность и значение
информации в развитии
современного общества,
применять достижения
информатики и
вычислительной техники,
перерабатывать большие
объемы информации
проводить
целенаправленный поиск в
различных источниках
информации по профилю
деятельности, в том числе в
глобальных компьютерных
системах
ПК - 11
способность выполнять
работы по установке,
настройке и обслуживанию
технических и
программно-аппаратных
средств защиты
обучающиеся должны:
знать
Современны
е
технические
и
программны
е средства
взаимодейст
вия с ЭВМ
Основы
построения и
архитектуры
ЭВМ
уметь
владеть
моделировать
вычислительн навыками
ый процесс на обработки
машинном
массивов данных
уровне
-работать на
ПЭВМ в
среде
операционной
системы;
-навыками
работы с
компьютером как
средством
управления
6
СТО АлтГТУ 13.62.1.0005-2011
информации
-грамотно
использовать
основные
системные
ресурсы и
средства;
информацией;
-методиками
использования
программноаппаратных
средств для
решения
практических
задач.
7
СТО АлтГТУ 13.62.1.0005-2011
2.5 Объем и виды занятий по дисциплине
Паспорт дисциплины
Кафедра вычислительных машин и информационной безопасности_________
наименование кафедры, обеспечивающей преподавание дисциплины
Дисциплина Б.3.Б2 «Аппаратные средства вычислительной техники»______
шифр с указанием цикла подготовки, наименование дисциплины
Статус дисциплины___________базовая
_____________________________
(базовая, вариативная, вариативная по выбору, факультативная)
Направление специальностей 090900 Информационная безопасность (квалификация
(степень) "бакалавр")__________________________________________
коды специальностей или направлений
Форма обучения_________________очная________________________________
очная, очно-заочная (вечерняя), заочная
Объем дисциплины_____________180 часов______________________________
общий объем дисциплины, час.
Трудоемкость дисциплины 5 зачетных единиц
Распределение по видам занятий
СРС
Наличие
курсовых
проектов
(КП),
курсовых
работ (КР),
расчетных
заданий (РЗ)
Форма
итоговой
аттестации
(зачёт, экз.)
112
РЗ
экзамен
Учебные занятия
Номер семестра
Общий объём
В том числе
Всего
2
180
68
Аудиторные
лекци
и
34
из них
лаборатор практич
ные
еские
работы
занятия
34
3 Рабочая программа дисциплины
3.1 Содержание дисциплины
3.1.1 Тематический план дисциплины
Лекционный курс (34 часов) Литература основная [1-3] и дополнительная
[5-7]
Модуль 1.
1. Введение. Понятие ЭВМ, как комплекса аппаратных и программных средств (вычислительной
системы). Принцип фон Неймана. Аппаратные средства вычислительных систем, их состав и
назначение. Понятие микропроцессора (МП). Поколения МП и их основные характеристики;
8
СТО АлтГТУ 13.62.1.0005-2011
обобщенная структура МП. Организация хранения данных в оперативной памяти и
периферийных устройствах. [1],[3],[6],[7] (2 часа)
2. Организация процессоров ЭВМ, выполнение арифметических операций. Логический состав
процессора и назначение его компонентов, элементы и узлы ЭВМ, структура центрального
процессора; организация и структура памяти [1],[6],[8] (4 часа)
3. Организация системы команд процессора. Классификация команд процессора по
функциональному назначению и методам адресации. Особенности выполнения различных групп
команд и применения методов адресации. [1],[2],[6],[7] (4 часа)
Модуль 2.
4. Организация подпрограмм. Внутренние механизмы передачи и возврата управления,
особенности их реализации в процессорах различных типов ЭВМ. Параметры подпрограмм,
способы передачи параметров и их внутренняя реализация. Понятие сопрограмм. [1],[2],[6],[7]
(4 часа)
5. Системы прерываний процессора. Классификация прерываний. Обработка прерываний.
Внутренние механизмы реализации системы прерываний. Реализация фиксированных
приоритетов. Реализация программно-управляемых приоритетов. [1],[6],[7] (4 часа)
6. Программные средства ЭВМ. Иерархия программных средств. BIOS. Понятие операционной
системы, функции ОС, основные компоненты ОС. [4],[5],[7] (6 часов)
Модуль 3.
7. Рабочие станции и серверы: архитектура ПЭВМ, рабочих станций и серверов, системная
магистраль, буферизация шин, управление системной магистралью, подключение дополнительных
и интерфейсных схем. [6],[7] (4 час)
8. Аппаратная организация персональных компьютеров. Программная модель процессора.
Организация памяти ПК. Регистры процессора. Регистры общего назначения. Указатель
инструкций. Регистр флагов и управляющие регистры. Регистры сегментов и селекторов.
Системные адресные регистры. Регистры отладки. Регистры тестирования и модельноспецифические регистры. Системы ввода-вывода; периферийные устройства. [1],[3] (5 час)
9. Начальный запуск ЭВМ. Мультизагрузочная система. Коррекция и отладка загрузочного кода
программ.[6],[7] (1 час)
Лабораторные занятия (34 часа)
Тема 1. Логическая схема функционирования, логический состав процессора и назначение
компонентов на примере эмулятора ЭВМ-2.[2],[4],[7], Конспект лекций (2 часа)
Тема 2. Система команд процессоров и методы адресации. [4],[5],[7], Конспект лекций
(2 часа)
Тема 3. Команды сравнения и переходов. [4],[5],[7],Конспект лекций
(4 часа)
9
СТО АлтГТУ 13.62.1.0005-2011
Тема 4. Организация подпрограмм и внутренние механизмы передачи параметров. [4],[5],[7],
Конспект лекций
(4 часа)
Тема 5. Изучение системы команд прерываний функциональной модели ЭВМ-2. [5],[6],[7],
Конспект лекций
(4 часа)
Тема 6. Трансляция, компоновка и отладка программ в системе команд процессора Intel [7],[8],[9],
Конспект лекций
(4 часа)
Тема 7. Режимы адресации в системе команд процессора Intel. [7],[8],[9],Конспект лекций
(4 часа)
Тема 8. Программирование ветвлений и циклов в системе команд процессора Intel. [7],[8],[9],
Конспект лекций
(4 часа)
Тема 9. Арифметические операции целочисленной обработки информации в системе команд
процессора Intel [5],[7],[8], Конспект лекций
(4 часа)
Тема 10. Программирование операций ввода-вывода в системе команд процессора Intel.
[7],[8],[9],Конспект лекций
(2 часа)
Содержание самостоятельной работы (112 часов)
Выполнение домашних заданий по темам. Составление простейших алгоритмов на языке
ассемблера функциональной модели с сокращенной системой команд. Работа по подготовке и
отладке программ в системе команд процессора Intel. (24 час)
Выполнение расчетного задания. (34 часа)
Расчетное задание включает в себя написание алгоритма выполнения обработки элементов
массивов и матриц. Для выполнения расчетного задания необходимы базовые знания по
математике, в частности транспонирование и перемножение матриц. В процессе написания
расчетного задания необходимо составить алгоритм и начертить блок-схему, по алгоритму
реализовать программу на языке ассемблер в системе команд процессора Intel. Необходимо
скомпилировать текст программы для получения объектного файла, слинковать полученный
объектный файл для получения исполняемого кода. Методические указания по выполнению
расчетного задания приведены в приложении Б.
Подготовка к лабораторным занятиям – 34 часа.
Подготовка к экзамену – 20 часов.
Таблица 3.1 - Наименование компетенций дисциплины
Код компетенции
Формулировка компетенции
ПК-2
способностью понимать сущность и значение информации в
развитии современного общества, применять достижения
информатики и вычислительной техники, перерабатывать большие
10
СТО АлтГТУ 13.62.1.0005-2011
объемы информации проводить целенаправленный поиск в
различных источниках информации по профилю деятельности, в
том числе в глобальных компьютерных системах
ПК-11
способность выполнять работы по установке, настройке и
обслуживанию технических и программно-аппаратных средств
Таблица 3.2 - Компонентный состав дисциплины
Технологии
формирования
компетенций
Средства и
технологии
оценки
Объем
в ЗЕТ
Знает:
- принципы построения ЭВМ;
- основные характеристики МП;
- организацию и хранение
данных в памяти;
- форматы представления
данных;
- логический состав процессора и
назначение его компонентов;
- организацию систем команд
процессора;
- особенности выполнения
различных групп команд
Лекции с
использованием
мультимедийны
х средств.
Защита отчета
по
лабораторной
работе
0,3
Умеет:
Лабораторные
работы 2, 3
Модуль
Результаты освоения
дисциплины
дисциплины
(раздел,
тема)
Модуль 1
- осуществлять запуск
интегрированной среды
разработки низкоуровневых
программ;
- контролировать перемещение
данных в оперативной памяти и
регистрах;
Владеет:
- первичными навыками работы
в интегрированной среде
разработки низкоуровневых
программ;
- навыками оформления и
представления результатов
решения задачи;
Лабораторные
работы №1, 2, 6
Самостоятельная
работа
Самостоятельная
работа
Выполнение
лабораторной
работы 1, 2, 3
Демонстрация
преподавател
ю технологии
работы в
интегрированн
ой среде
Защита
лабораторной
работы
Экзамен
11
СТО АлтГТУ 13.62.1.0005-2011
Модуль 2
Знает:
- организацию подпрограмм;
- системы прерывания
процессора;
- реализацию программноуправляемых приоритетов;
- иерархию программных
средств, типы операционных
систем
Умеет:
- осуществлять в программе на
языке Ассемблер ввод и вывод
данных базовых типов;
- записывать операторы для
вычисления выражений на языке
Ассемблер;
- разрабатывать программу для
реализации линейного
вычислительного процесса с
данными базовых типов.
Владеет:
Защита
лабораторной
работы
Самостоятельная
работа
Лабораторные
работы 4, 5
Самостоятельная
работа
Защита
лабораторной
работы
Защита
лабораторной
работы
Знает:
Лекции
- архитектуру рабочих станций и
серверов;
- организацию памяти ПК;
- регистры ПК;
-системы ввода-вывода;
-начальный запуск ЭВМ
Самостоятельная
работа
Защита
лабораторной
работы
Умеет:
Лабораторные
работы 7, 8
- пересылать данные между
регистрами и памятью;
-пользоваться
мультизагрузочной системой;
-производить коррекцию и
отладку загрузочного кода
программ.
0,3
Экзамен
Выполнение
лабораторной
работы 4, 5, 6 и
расчетного
задания
- навыками алгоритмизации,
программирования, отладки и
тестирования программы для
реализации линейного
вычислительного процесса с
данными базовых типов;
- навыками оформления и
представления результатов
решения задачи
Модуль 3
Лекции с
использованием
мультимедийны
х средств.
Экзамен
0,4
Экзамен
Самостоятельная
работа
Защита отчета
по
лабораторной
работе
Экзамен
12
СТО АлтГТУ 13.62.1.0005-2011
Владеет:
- навыками алгоритмизации,
программирования, отладки и
тестирования программы для
реализации разветвляющегося
вычислительного процесса с
данными базовых типов;
- навыками оформления и
представления результатов
решения задачи
Выполнение
лабораторной
работы 9, 10 и
расчетного
задания
Защита
расчетного
задания
Экзамен
Матрица распределения компетенций по разделам и темам дисциплины
№темы/раздела Кол-во
часов
учебной
дисциплины
Формируемые
Примечание
Модуль 1
10
ПК-2, ПК-11
-
Модуль 2
10
ПК-2, ПК-11
-
Модуль 3
10
ПК-2, ПК-11
-
компетенции
3.1.2 Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
Основная литература
1. Таненбаум Э. Архитектура компьютера. 5-е изд. (+CD). — СПб.: Питер, 2010. — 843 с: ил – 5
экз.
2. Боровцов Е.Г. Организация ЭВМ: Учебное пособие. - Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2009. – 172 с. 172 c. – 50 экз.
3. Логинов М.Д., Логинов Т.А. Техническое обслуживание средств вычислительной техники.
Уч.пособие для вузов, БИНОМ. Лаборатория знаний. 2010.-319с – 13 экз.
Дополнительная литература
4. Гук М. Ю. Аппаратные средства IВМ РС. Энциклопедия. 3-е изд. — СПб.: Питер, 2006. — 1072
с: ил. – 3 экз.
5. Нарышкин А.К. Цифровые устройства и микропроцессоры: Учебное пособие для студентов
вузов. – М.: Издательский центр «Академия», 2006. – 320 с. – 1 экз.
6. Боровцов Е.Г. Основы функционирования ЭВМ: Методические указания к лабораторным
работам по курсу " Организация и функционирование ЭВМ" /Алт.политехн. ин-т
им.И.И.Ползунова- Барнаул Б.и.,1991.- 48с. – 30 экз.
13
СТО АлтГТУ 13.62.1.0005-2011
7. Боровцов Е.Г. Организация ЭВМ. Учебное пособие.- Барнаул, АлтГТУ. Источник: электронная
библиотека образовательных ресурсов АлтГТУ. Режим доступа
http://elib.altstu.ru/elib/eum/pm/org_EVM.pdf
8. Ассемблер на примерах. Базовый курс. — СПб: Наука и Техника, 2005. — 240 с.
9. К.Ирвин. Язык ассемблера для процессоров Intel, 4-е издание.: Пер. с англ. – М.: Издательский
дом "Вильямс", 2005.- 912 с.: ил.
Программное обеспечение включает Word, Блокнот, Windows XP, оригинальные модели ЭВМ
[3,6,7],
Интернет-ресурсы
1 www.intuit.ru
2 www.studfiles.ru
3 Электронная библиотека: http//elib.alstu.ru/
Учебно-методические материалы и пособия для студентов, используемые при изучении
дисциплины:
Методические указания к выполнению лабораторных работ изложены в Приложении A
настоящего стандарта.
3.1.3 Формы и содержание текущей аттестации и промежуточной аттестации
по дисциплине
Форма промежуточной аттестации – экзамен.
Содержание текущей и промежуточной аттестации раскрывается в комплекте контролирующих
материалов, предназначенных для проверки соответствия уровня подготовки по дисциплине
требованиям ФГОС ВПО и СТО.
Контролирующие материалы по дисциплине содержат:
–
–
тесты промежуточного контроля знаний по дисциплине;
тесты контроля текущих знаний по дисциплине.
Содержание текущей аттестации раскрывается в процессе защиты лабораторных работ.
Комплект контролирующих материалов приведен в приложениях В и Г настоящего стандарта.
14
СТО АлтГТУ 13.62.1.0005-2011
Оценка индивидуальной деятельности студентов по дисциплине, расчет рейтингов студентов в
ходе текущей и итоговой аттестаций осуществляется на основе модульно- рейтинговой системы.
Более подробно порядок вычисления рейтинга приведен в приложении Д для студентов.
15
СТО АлтГТУ 13.62.1.0005-2011
3.1.4 Учебно – методические материалы по дисциплине
Учебно-методическая карта дисциплины «Аппаратные средства вычислительной техники»
для специальности 090900 «Информационная безопасность» на второй семестр
График аудиторных занятий и СРС
Наименование
Номер недели
Вида работ
1 2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17
1 Аудиторные
занятия:
- лекции
1 2
2
3
3
4
4
5
5
6
6
6
7
7
- лабораторные
1 2
3
4
4
5
5
6
6
7
7
8
8
9
8 9
9
9 10 10
2
4
4
4
4
4
4
4
4
2
1
2
1
2
1
2
1
2
2
Самостоятельная
работа
- Расчетное
задание
- Другие виды
СРС
3 Формы текущей
аттестации
- Защита лаб. раб.
2 1
ЗР
2
ЗР ЗР
0,03 0,03
0,04
1
2
ЗР
0,04
1
1
ЗР
0,04
ЗР
0,04
ЗР
0,05
ЗР
0,05
18
8
ЗР ЗР
0,05 0,03
-Другие виды
аттестации
ЗРЗ Экз.
0,1 0,5
3.2 Условия освоения и реализации дисциплины
3.2.1 Методические рекомендации студентам по изучению дисциплины
Самостоятельная работа студентов (СРС) заключается в изучении теоретического материала в
виде лекций и дополнительных источников (как из списка рекомендуемой литературы настоящего
стандарта, так и самостоятельно найденных в интернет при одобрении преподавателем), а также в
защите лабораторных и расчетного задания.
Для наилучшего усвоения теоретического материала и получения навыков самостоятельного
написания программ выполнение лабораторных работ следует начинать сразу же после прочтения
лекции по соответствующей теме, а при подготовке к их защите изучать дополнительный
материал по теме работы. При работе над алгоритмом решения задачи необходимо
консультироваться с преподавателем.
По каждой теме лабораторной работы студент должен выполнять задания, различающиеся по
уровню сложности. Уровень сложности выполняемых заданий влияет на рейтинг защиты работы.
16
СТО АлтГТУ 13.62.1.0005-2011
При выполнении студентом по лабораторной работе только задания с низким уровнем сложности
максимальный рейтинг защиты не может превышать 50 баллов.
При выполнении лабораторных работ рекомендуется просматривать не только свой вариант
задания, но и другие варианты задания по этой работе. При этом рекомендуется анализировать
поставленные задачи и находить способ их решения. Получение навыков алгоритмизации
позволит развить способности к логическому мышлению, лучше усвоить теоретический материал,
а также подготовиться к практической части экзамена.
При подготовке к защите лабораторных работ рекомендуется отвечать на вопросы для
самоконтроля, изучать лекционный материал, относящийся к изучаемой теме. Это позволит
подготовиться к теоретической части экзамена.
Памятка студенту по изучению дисциплины «Аппаратные средства вычислительной техники»
приведена в Приложении Д.
3.2.2 Организация самостоятельной работы студента (СРС) по дисциплине;
Выполнение лабораторных работ и написание расчетного задания выполняется
студентом самостоятельно (в компьютерных лабораториях факультета или в домашних
условиях).
Компьютерные
классы
обеспечены
необходимыми
средствами
вычислительной техники, на которых установлено требующееся программное
обеспечение. Список необходимого программного обеспечения и рекомендуемой
литературы описан в пункте 3.1.2 настоящего стандарта.
Предусмотрены регулярные консультации (не реже 1 раза в неделю) консультации
по расчетному заданию и текущим лабораторным работам. Контроль за выполнением
лабораторных работ и расчетного задания являются обязательным элементом организации
учебного процесса по дисциплине.
Для выполнения лабораторных работ разработан комплект заданий.
3.2.3 Методические рекомендации преподавателю дисциплины;
В начале семестра студентам дается презентация курса устно и письменно (в виде
силлабуса). При этом освещается список тем, которые будут рассматриваться во время
курса, решаются организационные вопросы (деление на подгруппы, организация занятий
на лабораторных работах, рекомендации по выбору литературы и т. д.).
Лекционный материал рекомендуется представлять в виде пронумерованных и
озаглавленных модулей в четком соответствии с рабочей программой. В начале лекции
необходимо дать название изучаемой темы, обозначить круг изучаемых вопросов, а затем
перейти к более подробному рассмотрению теоретического и практического материала по
структуре и взаимодействию основных компонентов ЭВМ. На примерах следует
разобрать технологии разработки алгоритмов и написания программ, используя при этом
режим непосредственного общения со студентами (диалог, дискуссия, режим мозгового
штурма). Также следует ответить на возникшие в ходе выполнения работы вопросы.
На лекционных занятиях могут проводиться письменные контрольные работы
продолжительностью 10-15 минут по основным изученным темам.
На лабораторных работах студенты должны выполнять индивидуальные задания на
компьютере, сдавать и защищать выполненные работы. Сдача работы включает в себя
следующие этапы (для конкретной работы могут присутствовать не все этапы):
- демонстрация работоспособности программы на компьютере;
17
СТО АлтГТУ 13.62.1.0005-2011
- сдача письменного отчета по лабораторной работе;
- устно-письменная защита и (или) тестирование как по конкретной лабораторной
работе, так и по всей теме, которой работа посвящена.
Методические указания к выполнению расчетного задания изложены в
Приложении Б настоящего стандарта.
Экзамен принимается в письменном виде во время сессии. Для допуска к экзамену
должны быть сданы все лабораторные работы и защищено расчетное задание ( в
зависимости от ситуации можно допустить к экзамену студента с одной несданной
работой, рейтинг которой считается равным нулю). Теоретические вопросы и тематика
практических задач на экзамене выдаются заранее на последней неделе семестра. Условия
задач заранее не выдаются, они не представляют сложности для студентов, вовремя и
качественно выполнивших лабораторные работы.
3.2.4 Образовательные технологии
Образовательные технологии, наряду с классическими формами проведения
лекций и лабораторных работ, предусматривают применение следующих инновационных
методов обучения:
- проведение занятий в интерактивной форме (лекции 17 часов);
- модульно-рейтинговая система квалиметрии учебной деятельности студентов;
- лекции и защиты лабораторных работ проводятся в интерактивном режиме и
носят информационно-развивающий характер (дискуссия, диалог, коллективное решение
проблем, метод аналогий, метод контрольного изложения, предусматривающий заранее
запланированные ошибки);
- использование компьютерного оборудования при чтении лекционного материала,
выполнении лабораторных работ, расчетного задания;
- личностно-ориентированный метод проблемного обучения, предусматривающий
постановку для каждого студента индивидуального задания по каждой лабораторным
работе и по расчетному заданию (задания к лабораторной работе и к расчетному заданию
могут иметь несколько уровней сложности и быть направленными на поэтапное решение
одной практически-значимой задачи);
- при выполнении лабораторных работ, расчетного задания, а также при СРС
предусмотрен поисково-исследовательский метод обучения (самостоятельный поиск
дополнительной информации, исследование и анализ различных способов решения
проблем).
3.2.5 Особенности преподавания дисциплины
Особенностью преподавания дисциплины является обязательность постоянного
консультирования преподавателя при выполнении лабораторных работ в компьютерных
классах по диагностике ошибок компиляции. Это способствует ускорению формирования
у студентов навыков по отладке низкоуровневой программы.
3.2.6 Материально-техническое обеспечение дисциплины
Для изучения дисциплины студенту требуется персональный компьютер с
установленным на него программным обеспечением, приведенным в п.3.1.2. Для работы с
электронными источниками информации необходимы текстовый редактор Word, Блокнот.
В АлтГТУ занятия проводятся на базе лаборатории микроЭВМ, компьютерного класса
кафедры ВСИБ, лекционной мультимедийной аудитории.
18
СТО АлтГТУ 13.62.1.0005-2011
3.3 Лист согласования рабочей программы
Наименование дисциплин,
изучение которых
опирается на данную
дисциплину
Ведущая кафедра
Предложения об
изменении рабочей
программы
Подпись
заведующего
кафедрой
1
2
3
4
Программно-аппаратные
средства защиты
информации
ВСИБ
нет
Информационные
технологии
ВСИБ
нет
Разработчик:
Доцент
подпись
В.И.Грозов_____
инициалы и фамилия
Заведующий кафедрой
вычислительных систем и информационной безопасности________________________
_____________________________________ ____________________ А.Г. Якунин______
подпись инициалы и фамилия
Декан факультета информационных технологий
подпись
Г.Н. Кобелев_____
инициалы и фамилия
подпись
С.А. Федоровых__
инициалы и фамилия
Начальник ОМКО АлтГТУ
19
СТО АлтГТУ 13.62.1.0005-2011
ПРИЛОЖЕНИЕ А:
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ
ПО ДИСЦИПЛИНЕ
" АППАРАТНЫЕ СРЕДСТВА ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ "
А.1 Общие сведения о лабораторном практикуме
А.1.1 Цель лабораторного практикума
Лабораторный практикум по дисциплине «Аппаратные средства вычислительной техники»
служит для практического закрепления теоретических навыков, полученных в ходе изучения
лекционного материала и формирования необходимых компетенций..
Цели выполнения лабораторных работ:
- закрепление теоретических знаний по дисциплине и применение этих знаний при разработке,
создании и отладке программного продукта, позволяющего решить поставленную задачу;
- развитие навыков выполнения самостоятельной работы, а также ее оформления и представления
результатов проделанной работы.
А.1.2 Организация лабораторного практикума
Для посещения лабораторных занятий студенческая группа делится на подгруппы, посещающие
отведенные для них часы. Это позволяет использовать индивидуальный подход к обучению,
отвечать на возникшие вопросы и способствует лучшему усвоению материала.
На каждую лабораторную работу выдается общее задание, соответствующее изучаемому
теоретическому материалу, и индивидуальный вариант задания. Задания выдаются по мере
изучения материала и предполагают создание программного продукта. При выполнении текущей
лабораторной работы до установленного срока возможно выдача задания по следующим работам.
Информация о темах лабораторных работ дана ниже в разделе 2.
Студент должен в соответствии с темой разработать программный продукт и оформить отчет о
проделанной работе.
Для каждой лабораторной работы предусмотрены сроки ее выполнения и защиты. Каждая работа
оценивается по сто балльной шкале. В случае выполнения и/или защиты работы после
установленного срока, оценка может быть снижена.
Для каждой лабораторной работы необходимо:
- продемонстрировать работу программного продукта,
- представить отчет о выполнении лабораторной работы,
- пройти собеседование по теме (ответы на вопросы преподавателя по соответствующему
разделу теоретического материала).
По всем темам лабораторных работ, студент должен выполнять задания, различающиеся по
уровню сложности. Уровень сложности выполняемых заданий влияет на рейтинг защиты работы.
20
СТО АлтГТУ 13.62.1.0005-2011
При выполнении студентом по лабораторной работе только задания с низким уровнем сложности
максимальный рейтинг защиты не может превышать 50 баллов.
А.1.3 Разработка программного продукта
Требования, предъявляемые к программному продукту:
- программа должна быть работоспособной;
- программа должна полностью правильно решать поставленную задачу;
- программа должны быть документирована: текст программы должен содержать
комментарии, отражающие назначении используемых структур данных, подпрограмм, пояснения
переходов в алгоритмах и т.п.; отчет должен содержать структурную схему реализованного
алгоритма.
А.1.4 Темы и задания к лабораторным работам
Лабораторная работа №1
Логическая схема функционирования ЭВМ, логический состав процессора и назначение его
компонентов
Цели и задачи работы: изучение системы команд процессора эмулятора ЭВМ и знакомство с
командами при разработке программ на машинном языке.
Теоретические сведения о работе и пример программы приведены в раздаточном материале.
Методика выполнения работы:
1. изучить соответствующий теоретический материал, используя конспекты и литературу;
2. на примере функциональной модели ЭВМ-2 [1] ознакомиться с системой команд
процессора и особенностями выполнения команд различных групп (особое внимание
уделить реализации команд умножения и деления, работе со стековой памятью);
3. рассмотреть допустимые в системе команд формы адресации и их реализацию;
4. ознакомиться с составленной программой для приведенного выражения;
5. ввести программу в моделируемую память и произвести пошаговое выполнение. При
выполнении каждой команды разобраться, почему и как модифицируются те или иные
объекты, как выполняются команды и как осуществляется доступ к операндам;
6. Продемонстрировать преподавателю выполнение программы с комментариями ее
выполнения.
Требования к отчету:
Отчет по лабораторной должен содержать титульный лист, структуру функциональной модели с
описанием назначения ее составляющих компонентов, описание команд.
Контрольные вопросы по лабораторной преподаватель задает в процессе демонстрации
студентом работы функциональной модели ЭВМ-2.
Лабораторная работа №2
21
СТО АлтГТУ 13.62.1.0005-2011
Система команд процессоров и методы адресации
Цели и задачи работы: дальнейшее изучение особенностей выполнения команд процессоров и
знакомстве с методами адресации памяти при разработке программ на машинном языке
Теоретические сведения о работе и пример программы приведены в литературе [1-7] и
конспекте лекций.
Задание к работе: Реализовать линейный вычислительный процесс. Самостоятельно решить
задачу в соответствии с индивидуальным вариантом.
Методика выполнения работы:
- изучить соответствующий теоретический материал, используя конспекты и литературу;
- на примере функциональной модели ЭВМ-2 ознакомиться с системой команд процессора и
особенностями выполнения команд различных групп (особое внимание уделить реализации
команд умножения и деления, работе со стековой памятью);
- рассмотреть допустимые в системе команд формы адресации и их реализацию;
- составить программы для реализации заданных выражений, используя язык ассемблера модели,
при этом учесть то, что программа для реализации линейного выражения должна быть
реализована тремя способами - с использованием абсолютной формы адресации, с
использованием относительной формы и с использованием только регистров и стековой памяти;
- ввести полученные программы в моделируемую память; выполнить программы для различных
вариантов исходных данных, наблюдая, как изменяется состояние компонентов процессора ЭВМ
и памяти при выполнении каждой команды; разобраться, почему и как модифицируются те или
иные объекты, как выполняются команды и как осуществляется доступ к операндам;
- составить отчет по лабораторной работе;
Требования к отчету:
Отчет должен содержать титульный лист, задание, текст программы с комментариями, тесты.
Защита лабораторной, помимо теоретических вопросов, включает демонстрацию работы
программы с комментариями исполнения.
Индивидуальные задания:
Таблица П1
№ п/п
1
2
3
4
5
6
7
8
9
задание
Y=a *b+c/d
Y=a2/b+c2/d
Y=(a+b)2-c/d
Y=a2/(b*c)+d
Y=a+b2/c+d
Y=a-b/c+d2
Y=a/b*c+d2
Y=a/b2+c*d
Y=a2+b/d-c
2
№ п/п
14
15
16
17
18
19
20
21
22
задание
Y=(a+b)2+c2
Y=(a-b)2*(c+d)
Y=a*b/c+d2
Y=a*b/c-d2
Y= (a-b)2+c*d
Y=(a-b)2-c2/d
Y=(a-b)2-(c2-b)
Y=a*b-(c2-b)
Y=(a+b)/(c2-b)
22
СТО АлтГТУ 13.62.1.0005-2011
10
11
12
13
Y=a2-b/c+d
Y=a*c2/(b–d)
Y=a/b2*c-d
Y=a2*b/c+d
23
24
25
Y=a2*(b-c)+d
Y=a*(b2-c)-d
Y=(a+b)2+c/d
Лабораторная работа № 3. Команды сравнения и переходов
Цели и задачи работы: изучение команд сравнения регистров и непосредственного сравнения,
группы команд переходов.
Теоретические сведения о работе и примеры программ приведены в литературе [1-7] и
конспекте лекций.
Задание к работе: Реализовать разветвляющийся вычислительный процесс. Самостоятельно
решить задачи в соответствии с индивидуальным вариантом.
Методика выполнения работы:
1. Разработать алгоритм решения задачи по индивидуальному заданию.
2. Написать и отладить программу решения задачи.
3. Протестировать работу программы на различных исходных данных.
Требования к отчету:
Отчет должен содержать титульный лист, задание, текст программы с комментариями, тесты.
Защита лабораторной, помимо теоретических вопросов, включает демонстрацию работы
программы с комментариями исполнения.
Индивидуальные задания:
Работа выполняется по трем вариантам: по структурной схеме цикла с предусловием (whileцикл), по структурной схеме цикла с пoстусловием (repeat...until - цикл) (выражение 1) и с
использованием команды организации цикла со счетчиком (выражение 2)
Таблица П2
№
п/
п
1
2
выражение 1
выражение 2
(ветвление)
(цикл)
A ∗ B ∗ (𝐹 − 𝐸), если 𝐹 <> 𝐸
𝑌={
(𝐴 + 𝐵),
если 𝐹 = 𝐸
𝑌={
A/B − B ∗ C, если B <> 0
A + C, если B = 0
𝑁
𝑌=∑
(A2 + I)2
𝑖=1
𝑁
𝑌=∑
(B + I)I
𝑖=1
23
СТО АлтГТУ 13.62.1.0005-2011
A
B <> 0,
𝑌 = { B ∗ C + F,
A + F,
B=0
3
4
𝑌={
N
Y   ( A * B 2  I )2
i 0
A/B + C ∗ A, если B <> 0
A ∗ A + C, если B = 0
𝑁
𝑌=∑
(A ∗ B + D/I)
𝑖=1
5
A ∗ B/(C ∗ D), если C <> 0, 𝐷 <> 0
𝑌={
A ∗ B, если C = 0,
D=0
8
10
11
12
13
(A − B) ∗ (C/D), если D <> 0
𝑌={
(A + B) ∗ C, если D = 0
𝑌=∑
18
A
+
B∗C
D, если C и B <> 0
A + D, если B = 0, или C = 0
(A ∗ A)/(B ∗ B) + D, если B <> 0
𝑌={
A ∗ A + D − A, если B = 0
A/B − B ∗ C + D, если B <> 0
𝑌={
C + D, если B = 0
𝑌={
𝑁
𝑁
(A ∗ B + C ∗ I)I
𝑌=∑
𝑖=1
𝑁
𝑖=1
N 1
Y   (1)i * ( A  I )
i 0
𝑁
𝑖=1
𝑁
𝑌=∑
B
𝑌 = {A ∗ C − D , если (C − D) <> 0,
A ∗ B, если C − D = 0
(A/B + I/C)2
𝑖=1
𝑌=∑
A/C + B ∗ A, если C <> 0
A ∗ B + A, если C = 0
(I/B + I)2
𝑌=∑
A∗B
𝑌 = { C ∗ D , если C <> 0, D <> 0
A + B, если C = 0, или D = 0
𝑌={
(A/B + I)2
𝑌=∑
𝑌=∑
<> 0
A − C , если B = 0
(A ∗ I 𝑖 + D/I)
𝑖=1
A/B + C ∗ A, если B <> 0
𝑌={
A + C ∗ A, если B = 0
A+C
, если B
B
(𝐴𝑖 + 𝐶 ∗ 𝐵𝑖 )
𝑖=1
(A ∗ B − D)/C , если C <> 0
𝑌={
(A/B), если C = 0
15
17
𝑁
A∗B
, если C − D <> 0
𝑌 = {C − D
(A ∗ B), если C − D = 0
𝑌={
(A ∗ I + D/I)
𝑖=1
𝑌=∑
14
16
𝑁
𝑌=∑
(A − C ∗ B)/D , если D <> 0
𝑌={
(A − C ∗ B), если D = 0
9
(𝐴𝑖 + 𝐵𝑖 )
𝑖=1
A/B + C ∗ A , если B <> 0
𝑌={
C ∗ A , если B = 0
6
7
𝑁
𝑌=∑
𝑁−1
(A/I + I)2
𝑖=1
𝑁
(A𝑖 /B + I)2
𝑖=1
𝑁
𝑌=∑
(A𝑖 /I + I)2
𝑖=1
𝑌 = (𝐴/𝐵)(𝑋−1) − 𝐷
Y= AX/2X-1
24
СТО АлтГТУ 13.62.1.0005-2011
(A ∗ C − B)/D , если D <> 0
𝑌={
(A − C ∗ B), если D = 0
19
20
𝑌={
(A ∗ B)/(C ∗ D), если Cи D <> 0
(A ∗ B), если C = 0, или D = 0
A+B
, если C и D <> 0
𝑌 ={ C∗D
(A ∗ B − 𝐵), если C и D = 0
21
A−B
𝑌 = { B ∗ C + D, если C и B <> 0
A + D, если B = 0, или C = 0
22
23
𝑌={
(A ∗ A)/(A ∗ B) + D, если B <> 0
A ∗ A + D ∗ D, если B = 0
Y= Ax +Bx
Y= A(X+B/2)
𝑁
𝑌 = ∏(A + I)I
𝑖=1
𝑁
𝑌 = ∏(A/𝐼 + B/𝐼)I
𝑖=1
𝑁
𝑌 = ∏(A + B/C)I
𝑖=1
A∗B−C
Y  I ! 𝑌 = { C ∗ D , если C <> 0, D <> 0
i 0
A + B ∗ A, если C = 0, или D = 0
24
N

N
Y   I!
i 0
A+C∗D
, если B <> 0
𝑌={
B
A ∗ D − C , если B = 0
𝑁
𝑌 = ∏(A ∗ 𝐼 + B/𝐼)I
𝑖=1
𝑁
𝑌 = ∏(A𝑖 − B 𝑖 )
𝑖=1
25
Лабораторная работа № 4. Организация подпрограмм и внутренние механизмы передачи
параметров
Цели и задачи работы: изучение особенностей выполнения команд передачи управления
подпрограмме и возврата из подпрограммы, а так же знакомство с различными методами
передачи параметров.
Теоретические сведения о работе и примеры программ приведены в литературе [1-7] и
конспекте лекций.
Задание к работе: Реализовать программу с передачей управления подпрограмме.
Самостоятельно решить задачи в соответствии с индивидуальным вариантом.
Методика выполнения работы:
1. Разработать алгоритм решения задачи по индивидуальному заданию.
2. Написать и отладить программу решения задачи.
3. Протестировать работу программы на различных исходных данных.
4. изучить соответствующий теоретический материал, используя конспекты и литературу;
для предложенного варианта задания реализовать четыре варианта программ, обеспечивающих
передачу параметров различными способами:
а) передача параметров через регистры;
б) передачи параметров через общую область памяти;
25
СТО АлтГТУ 13.62.1.0005-2011
в) передача параметров через стек;
г) передача параметров через таблицу адресов.
Требования к отчету:
Отчет должен содержать титульный лист, задание, текст программы с комментариями, тесты.
Защита лабораторной, помимо теоретических вопросов, включает демонстрацию работы
программы с комментариями исполнения.
Индивидуальные задания:
Таблица П3
№
задание
п/п
1
Y= min(A,B,C)*min(F,D,E) + min(K,N,L);
2
Y= min(B2+K2,A), где B=min(C,D),
K=min(E2/2,F);
3
Y= min(A,B,C)-max(F,D,E)/ min(K,N,L);
4
Y= max(A,B,C)-min(F,D,E)/ min(K,N,L);
5
Y= P(X2) - P(X-1) +P(X), где P(Z)=azn-an+1;
6
Y= AZN+BQP+CO(N/2);
7
Y=XP(A,D) + ZP(B,E) /GP(C,K) ,
где P(S,K)=S2/K + D - 1;
8
Y= X(AB/C) - P(D/K);
9
10
11
Y= (A+B)ZN/DKP+CS(N/2);
XL
Y  (
)
A
l 1
N
N
N
16
17
18
19
20
21
22
23
( z b)
P
C
P 1
M
 ( Z / C  B)
P
P 1
M
Y   ( A * X L ) *  ( Z  B) P
l 1
13
14
15

Y   ( X L * A)
l 1
12
M
p 1
Y= F(1) - F(T) +F (S-T) - F3(1) ,
где F(X)=ax2+bx+c;
Y= F(A,B,C) + F(D,E,K), где F(X,N,M)= XN – M2;
Y= min(F(A,B,C),F(D,E,K) + max(F(D,E,K),F(L,Q,G)), где F(X,N,M)=
XN – M2;
Y=F(S,T) + max(F(F(S+T,S*T),S*T2), F2(S-T,S/T)), где
F(A,B)=(A2+1)/B
Y= F(A,B,C)/ F(D,E,K) + F(D,E,K), где F(X,N,M)= XN – M2;
Y=A!+(B-C)!/F!;
Y= F(1,1)+F(S,T) + max(F(F(S+T,S*T),S*T2), F2(S-T,S/T)), где
F(A,B)=(A2+B)/A
Y= F(1)* F(T) +F2(S-T)/ F3(1) ,
где F(X)=ax2+bx+c;
Y= F(A,B,C)* F(L,J,Q) + F(D,E,K), где F(X,N,M)= XN – M2;
Y= F(S,T) + max(F(S-T,S*T),F2(S-T,S+T)) +F(1,1), где
F(A,B)= (B2+1)/A;
Y= min(F(1),..., F(n))N + min(C(1),..., C(k))K
2
26
СТО АлтГТУ 13.62.1.0005-2011
24
25
Y= (max(A,A+B) * max(A,B+C))/(1+ max(A+B*C,D));
Y= F(1) - F(S+T) +F2(S-T) - F3(1) ,
где F(X)=ax2+bx+c;
Лабораторная работа № 5. Изучение системы команд прерываний функциональной модели
ЭВМ-2
Цели и задачи работы: знакомство с аппаратными и программными прерываниями и
механизмами их обработки.
Теоретические сведения о работе и примеры программ приведены в литературе [1-7] и
конспекте лекций.
Задание к работе:
Для заданного варианта задания реализовать программу с использованием прерываний.
Методика выполнения работы:
1.
2.
На примере функциональной модели ЭВМ-2 ознакомиться с командами организации и
обработки аппаратных и программных прерываний;
Для заданного варианта задания реализовать программу с использованием прерываний;
программа должна обеспечивать ввод исходных данных и вывод результатов через
программные прерывания, а так же модификацию некоторых полей программы через
аппаратные прерывания;
3. Написать и отладить программу решения задачи.
4. Протестировать работу программы на различных исходных данных.
5. изучить соответствующий теоретический материал, используя конспекты и литературу;
6. для предложенного варианта задания реализовать четыре варианта программ,
обеспечивающих передачу параметров различными способами:
а) передача параметров через регистры;
б) передачи параметров через общую область памяти;
в) передача параметров через стек;
г) передача параметров через таблицу адресов.
Требования к отчету:
Отчет должен содержать титульный лист, задание, текст программы с комментариями, тесты.
Защита лабораторной, помимо теоретических вопросов, включает демонстрацию работы
программы с комментариями исполнения.
Индивидуальные задания:
Индивидуальные задания взять из таблицы П3.
Лабораторная работа № 6. Трансляция, компоновка и отладка программ микропроцессора Intel
Цели и задачи работы: освоение инструментальных средств создания программ на
языке ассемблера.
Теоретические сведения о работе и примеры программ приведены в литературе [1-8] и
конспекте лекций.
27
СТО АлтГТУ 13.62.1.0005-2011
Задание к работе: .1. Набрать приведенную в тексте программу на ассемблере с использованием
редактора текста.
2. Оттранслировать программу в объектный код.
3. Скомпоновать программу (получить исполнимый файл). Изучить листинг программы.
4. Провести отладку программы и проверить получаемые результаты.
5. Внести в программу следующие изменения: задать исходную таблицу SOURCE из 5
двухбайтовых шестнадцатеричных переменных и скопировать эту новую таблицу в DEST.
6. В сегменте данных определить переменные, заполнив их следующими значениями:
5 байтов A, B, C, D, E;
5 двухбайтовых слов AA, BB, CC, DD, EE;
5 двойных слов AAAA, BBBB, CCCC, DDDD, EEEE;
7. Получить исполнимый файл программы с данными пункта 6 и изучить дамп памяти данных с
целью уяснения механизма выравнивания.
Методика выполнения работы:
1. Разработать алгоритм решения задачи по индивидуальному заданию.
2. Написать и отладить программу решения задачи.
3. Протестировать работу программы на различных исходных данных.
4. изучить соответствующий теоретический материал, используя конспекты и литературу;
Требования к отчету:
Отчет должен включать:
а) титульный лист;
б) формулировку цели работы;
в) описание результатов выполнения пунктов 3-7:
•
листинги программ;
•
результаты выполнения программ;
г) выводы, согласованные с целью работы.
Защита лабораторной, помимо теоретических вопросов, включает демонстрацию работы
программы с комментариями исполнения.
Индивидуальные задания:
Ввод данных производится самостоятельно в заданную преподавателем программу.
Лабораторная работа № 7. Режимы адресации микропроцессора Intel
28
СТО АлтГТУ 13.62.1.0005-2011
Цели и задачи работы: разработка простой программы преобразования данных
для приобретения практических навыков программирования на языке ассемблера и
закрепления знаний по режимам адресации.
Теоретические сведения о работе и примеры программ приведены в литературе [1-8] и
конспекте лекций.
Задание к работе: 1. Изучить приведенный теоретический материал к
лабораторной работе.
2. Используя прямую (первый вариант) и косвенную (второй вариант) адресацию,
написать программы на ассемблере, выполняющие алгоритмы преобразований из п.
«Индивидуальные задания (по указанию преподавателя).
Методика выполнения работы:
1. Разработать алгоритм решения задачи по индивидуальному заданию.
2. Написать и отладить программу решения задачи.
3. Протестировать работу программы на различных исходных данных.
4. Изучить соответствующий теоретический материал, используя конспекты и литературу;
Требования к отчету:
Отчет должен содержать титульный лист, задание, текст программы с комментариями, тесты.
Защита лабораторной, помимо теоретических вопросов, включает демонстрацию работы
программы с комментариями исполнения.
Индивидуальные задания:
1. Задать одномерный массив, состоящий из Х элементов (Х задается
преподавателем из диапазона [7..10]). Заполнить массив константами. Переместить
заданный массив в другую область памяти, поменяв местами элементы с четными и
нечетными номерами (поставив каждый элемент с четным номером на место нечетного
элемента и каждый элемент с нечетным номером – на место четного)
а) элементы массива – однобайтовые;
б) элементы массива – двухбайтовые;
2. Задать одномерный массив, состоящий из Х элементов (Х задается
преподавателем из диапазона [7..10]). Заполнить массив константами. Переместить в
другую область памяти элементы с нечетными номерами
а) элементы массива – однобайтовые;
б) элементы массива – двухбайтовые;
3. Задать одномерный массив, состоящий из Х элементов (Х задается
преподавателем из диапазона [7..10]). Заполнить массив константами. Переместить в
другую область памяти элементы с четными номерами
а) элементы массива – однобайтовые;
б) элементы массива – двухбайтовые;
4. Задать одномерный массив, состоящий из Х элементов (Х задается
преподавателем из диапазона [7..10]). Заполнить массив константами. Создать новый
одномерный массив, поместив в него на место элементов с четными номерами элементы
заданного массива с нечетными номерами и обнулив элементы нового массива с
нечетными номерами
а) элементы массива – однобайтовые;
б) элементы массива – двухбайтовые;
5. Задать одномерный массив, состоящий из Х элементов (Х задается
преподавателем из диапазона [7..10]). Заполнить массив константами. Создать новый
одномерный массив, поместив в него на место элементов с нечетными номерами
29
СТО АлтГТУ 13.62.1.0005-2011
элементы заданного массива с нечетными номерами и заполнив элементы нового массива
с четными номерами максимальными значениями констант
а) элементы массива – однобайтовые;
б) элементы массива – двухбайтовые.
Лабораторная работа № 8. Программирование ветвлений и циклов микропроцессора Intel
Цели и задачи работы: закрепление знаний по командам условного и
безусловного переходов и циклов на примере программ на языке ассемблера, а также
приобретение навыков написания программ с циклами.
Теоретические сведения о работе и примеры программ приведены в литературе
[1-7] и конспекте лекций.
Задание к работе: 1. Изучить приведенный теоретический материал к
лабораторной работе.
2. Написать программы в соответствии с заданным преподавателем вариантом.
3. Оттранслировать программы в объектный код.
4. Провести отладку программ и проверить получаемые результаты.
Методика выполнения работы:
1. Разработать алгоритм решения задачи по индивидуальному заданию.
2. Написать и отладить программу решения задачи.
3. Протестировать работу программы на различных исходных данных.
4. Изучить соответствующий теоретический материал, используя конспекты и литературу;
Требования к отчету:
Отчет должен содержать титульный лист, задание, текст программы с комментариями, тесты.
Защита лабораторной, помимо теоретических вопросов, включает демонстрацию работы
программы с комментариями исполнения.
Индивидуальные задания:
1. Преобразовать символьную строку заданной длины, изменив все строчные
буквы латинского алфавита на прописные.
2. Определить, сколько цифровых и нецифровых символов присутствует в
заданной символьной строке.
3. Определить, сколько символов кириллицы и латиницы присутствует в заданной
символьной строке.
4. Определить, сколько знаков отношения (<,>,=) присутствует в заданной
символьной строке.
5. Преобразовать заданную символьную строку, изменив прописные буквы
латиницы на их порядковые номера в алфавите.
Примечание к кодированию заданий 1-5: при написании алгоритмов
преобразований необходимо использовать таблицу кодов ASCII.
6. Подсчитать количество положительных и отрицательных элементов в заданном
векторе и определить, каких элементов в векторе больше
а) элементы вектора однобайтовые;
б) элементы вектора двухбайтовые.
7. Подсчитать количество нулевых и ненулевых элементов в заданном векторе и
определить, каких элементов в векторе больше
а) элементы вектора однобайтовые;
б) элементы вектора двухбайтовые.
30
СТО АлтГТУ 13.62.1.0005-2011
8. Подсчитать количество неотрицательных элементов в заданном двумерном
массиве
а) элементы массива однобайтовые;
б) элементы массива двухбайтовые.
9. Подсчитать количество неположительных элементов в заданном двумерном
массиве
а) элементы массива однобайтовые;
б) элементы массива двухбайтовые.
10. Подсчитать количество положительных и отрицательных элементов в заданном
двумерном массиве и определить, каких элементов в нем больше
а) элементы массива однобайтовые;
б) элементы массива двухбайтовые.
Примечание к кодированию пунктов 8-10: в программе необходимо реализовать
такую конструкцию, как “вложенные циклы”. Кроме того, понятие массива и индексации
массива весьма условны, ибо в памяти ЭВМ элементы массива располагаются
последовательно, строка за строкой, в результате чего физическая структура двумерного
массива и вектора (одномерного массива) оказываются одинаковыми. Отличие
двумерного массива и вектора заключается в интерпретации области памяти, отведенной
этим структурам. Наращивание индекса элемента структуры определяется алгоритмом
обработки.
Лабораторная работа № 9. Арифметические операции целочисленной обработки информации
Цели и задачи работы: является закрепление лекционного материала по командам
арифметических операций на языке ассемблера и приобретение практических навыков
реализации вычислительных алгоритмов.
Теоретические сведения о работе и примеры программ приведены в литературе
[1-7] и конспекте лекций.
Задание к работе: 1. Изучить приведенный теоретический материал к
лабораторной работе.
2. В соответствии с вариантом задания написать программу на ассемблере.
3. Оттранслировать программу в объектный код.
4. Провести отладку программы и проверить получаемые результаты.
Методика выполнения работы:
1. Разработать алгоритм решения задачи по индивидуальному заданию.
2. Написать и отладить программу решения задачи.
3. Протестировать работу программы на различных исходных данных.
4. Изучить соответствующий теоретический материал, используя конспекты и литературу;
Требования к отчету:
Отчет должен содержать титульный лист, задание, текст программы с комментариями, тесты.
Защита лабораторной, помимо теоретических вопросов, включает демонстрацию работы
программы с комментариями исполнения.
Индивидуальные задания приведены в таблице П3.
31
СТО АлтГТУ 13.62.1.0005-2011
Лабораторная работа № 10. Программирование операций ввода-вывода в системе команд
процессора Intel.
Цели и задачи работы: закрепление лекционного материала по командам
прерывания на языке ассемблера и приобретение практических навыков использования
этих команд в программах с операциями ввода-вывода.
Теоретические сведения о работе и примеры программ приведены в литературе [1-8] и
конспекте лекций.
Задание к работе: 1. Изучить приведенный теоретический материал к
лабораторной работе.
2. В соответствии с вариантом задания написать программу на ассемблере.
3. Оттранслировать программу в объектный код.
4. Провести отладку программы и проверить получаемые результаты.
Методика выполнения работы:
5. Разработать алгоритм решения задачи по индивидуальному заданию.
6. Написать и отладить программу решения задачи.
7. Протестировать работу программы на различных исходных данных.
8. Изучить соответствующий теоретический материал, используя конспекты и литературу;
Требования к отчету:
Отчет должен содержать титульный лист, задание, текст программы с комментариями, тесты.
Защита лабораторной, помимо теоретических вопросов, включает демонстрацию работы
программы с комментариями исполнения.
Индивидуальные задания.
1. Найти первый (последний) максимальный (минимальный) элемент вектора и
указать его местоположение:
а) элементы вектора однобайтовые;
б) элементы вектора двухбайтовые.
2. Найти максимальный (минимальный) элемент вектора и подсчитать количество
таких элементов
а) элементы вектора однобайтовые;
б) элементы вектора двухбайтовые.
3. Найти первый (последний) максимальный (минимальный) элемент двухмерного
массива и указать его местоположение:
а) элементы массива однобайтовые;
б) элементы массива двухбайтовые.
4. Найти максимальный (минимальный) элемент двухмерного массива и
подсчитать количество таких элементов:
а) элементы массива однобайтовые;
б) элементы массива двухбайтовые.
5. Найти сумму всех отрицательных элементов двухмерного массива, а среди
положительных найти максимальный и указать его местоположение:
а) элементы массива однобайтовые;
б) элементы массива двухбайтовые.
6. Найти сумму всех положительных элементов двухмерного массива, а среди
отрицательных найти минимальный и указать его местоположение:
а) элементы массива однобайтовые;
32
СТО АлтГТУ 13.62.1.0005-2011
б) элементы массива двухбайтовые.
7. Найти минимальный и максимальный элементы двухмерного массива и указать
их местоположение:
а) элементы массива однобайтовые;
б) элементы массива двухбайтовые.
8. Найти сумму элементов строк двухмерного массива и определить строку
(указать номер строки) с минимальной суммой элементов:
а) элементы массива однобайтовые;
б) элементы массива двухбайтовые.
9. Найти сумму элементов столбцов двухмерного массива и определить столбец
(указать номер столбца) с максимальной суммой элементов:
а) элементы массива однобайтовые;
б) элементы массива двухбайтовые.
33
СТО АлтГТУ 13.62.1.0005-2011
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ РАСЧЕТНОГО
ЗАДАНИЯ ПО ДИСЦИПЛИНЕ " АППАРАТНЫЕ СРЕДСТВА
ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ "
Б.1 Общие сведения о расчетном задании
Б.1.1 Цель выполнения расчетного задания
Расчетное задание по дисциплине «Аппаратные средства вычислительной техники» является
заключительным этапом в изучении студентами соответствующей учебной дисциплины.
Расчетное задание предполагает самостоятельную работу студента и служит для
систематизации и закрепления теоретических знаний и практических навыков по дисциплине, а
также для применения этих знаний при разработке и создании программного продукта,
позволяющего решить поставленную задачу. При выполнении работы развиваются навыки
выполнения самостоятельной работы; приобретаются навыки по оформлению и представлению
результатов проделанной работы.
Б.1.2 Организация расчетного задания
Расчетное задание выполняется согласно заданию, выданному преподавателем в начале
семестра. В задании указывается тема расчетного задания, основные этапы работы и сроки их
выполнения. Тема предполагает создание программного продукта для решения некоторой задачи.
Итогом расчетного задания является программный продукт и пояснительная записка к нему.
Расчетное задание должно быть выполнено и защищено до окончания семестра в срок,
установленный в задании. Расчетное задание оценивается по сто балльной шкале, полученный
рейтинг зачитывается в общий рейтинг семестра. При выполнении и/или защите работы после
установленного срока оценка может быть снижена.
Процесс сдачи расчетного задания включает в себя:
- демонстрацию программного продукта;
- представление отчета о выполнении расчетного задания;
- устную защиту.
По результатам выполнения расчетного задания студент должен сдать:
- отчет на бумажном носителе;
- электронную копию отчета;
- программный продукт в электронном варианте.
Процесс выполнения расчетного задания рекомендуется разделить на следующие этапы:
1) формализация задачи, изучение необходимой учебной литературы;
2) разработка алгоритма решения задачи;
3) написание текста программы;
4) тестирование и отладка программы;
5) оформление отчета;
6) защита и сдача расчетного задания.
Отчет рекомендуется оформлять параллельно с написанием и отладкой программы. Для
этого необходимо документировать текущий этап работы.
34
СТО АлтГТУ 13.62.1.0005-2011
Б.1.3 Разработка программного продукта
Требования, предъявляемые к программному продукту:
- программа должна быть работоспособной;
- программа должна полностью правильно решать поставленную задачу;
- программа должна иметь защиту от неправильного ввода и некорректной работы
(например, исключать деление на ноль и т.п.);
При разработке программного продукта следует использовать знания и навыки, полученные
в ходе изучения теоретического материала и выполнения лабораторных работ.
При разработке и реализации программы рекомендуется придерживаться методологии
структурного программирования, то есть:
- разрабатывать алгоритм «сверху-вниз», начиная со списка входных и выходных данных с
постепенной детализацией алгоритма (нисходящее проектирование);
- разделять программу на отдельные модули и использовать для их реализации процедуры и
функции (модульное программирование);
При работе над программным продуктом рекомендуется в первую очередь написать
алгоритм выполнения задания и создать работающую основу программы. Рекомендуется
продемонстрировать программный продукт примерно за 1-2 недели до окончания срока. В этом
случае при возникновении замечаний останется время на доработки и исправление ошибок.
Б.2 Оформление отчета расчетного задания
Отчет по расчетному заданию должен включать:
- титульный лист;
- задание;
- содержание;
- введение;
- формализованную постановку задачи;
- описание алгоритма работы программы в виде блок-схемы и/или словесное
описание;
- тест программы;
- результаты тестирования программы;
- заключение;
- список использованных источников;
Оформление отчета должно быть осуществлено в соответствии с СТП АлтГТУ 12 570 и СТО
12 400 2009.
35