2022-2023_09_02_07_22_plx_Архитектура аппаратных средств
 
СОЧИНСКИЙ ИНСТИТУТ (ФИЛИАЛ) федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего образования «РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ДРУЖБЫ НАРОДОВ»
Отделение среднего профессионального образования
 
 
 
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
____________________________________________________________________________________________________________

(наименование дисциплины)

"Архитектура аппаратных средств"
 
09.02.07 Информационные системы и программирование
____________________________________________________________________________________________________________

(код и наименование специальности/профессии ООП СПО)

Освоение учебной дисциплины ведется в рамках реализации основной образовательной программы среднего профессионального образования (ООП СПО):
 
Квалификация:
специалист по информационным системам
____________________________________________________________________________________________________________

(наименование квалификации)

 
Сочи,

2022 г.

 
 
1. ПАСПОРТ ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
ОП.03 Архитектура аппаратных средств
название дисциплины
1.1. Область применения программы
Программа учебной дисциплины ОП.03 Архитектура аппаратных средств является частью программы подготовки специалистов среднего звена в соответствии с ФГОС "Федеральный государственный образовательный стандарт среднего профессионального образования по специальности 09.02.07 ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ И ПРОГРАММИРОВАНИЕ (приказ Минобрнауки России от 09.12.2016 г. № 1547)"

 

1.2. Место учебной дисциплины в структуре программы подготовки специалистов среднего звена.
Учебная дисциплина ОП.03 Архитектура аппаратных средств входит в Общепрофессиональный цикл Профессиональной подготовки.
1.3. Цели и задачи  – требования к результатам освоения учебной дисциплины.
Основная цель – способствовать формированию общих и профессиональных компетенций посредством приобретения знаний, умений и навыков. 
1.4. Рекомендуемое количество часов на освоение программы учебной дисциплины:
Объем программы 84 часов, в том числе:

аудиторной учебной нагрузки обучающегося 60 часов;

самостоятельной работы обучающегося 12 часов.

В результате освоения учебной дисциплины студент должен знать:
построение цифровых вычислительных систем и их архитектурные особенности;

принципы работы основных логических блоков системы;

параллелизм и конвейеризацию вычислений;

классификацию вычислительных платформ;

принципы вычислений в многопроцессорных и многоядерных системах;

принципы работы кэш-памяти;

повышение производительности многопроцессорных и многоядерных систем

энергосберегающие технологии построение цифровых вычислительных систем и их архитектурные особенности.

В результате освоения учебной дисциплины студент должен уметь:
определять оптимальную конфигурацию оборудования и характеристики устройств для конкретных задач;

идентифицировать основные узлы персонального компьютера, разъемы для подключения внешних устройств.

В результате освоения учебной дисциплины студент должен иметь навыки и (или) опыт деятельности:
подключения, настройки внешних и внутренних устройств персонального компьютера, установки драйверов устройств, устранения мелких неисправностей.
 
2. СТРУКТУРА И ПРИМЕРНОЕ СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

2.1. Объем учебной дисциплины и виды учебной работы

 
Таблица 1. Виды учебной работы по периодам освоения ООП СПО для формы обучения - очная.
 
Контактная (аудиторная) работа (всего)
60
60
в том числе:
-
-
-
-
-
-
-
лекции (если предусмотрено)
24
24
     в том числе в форме практической подготовки

     (если предусмотрено)

-
-
лабораторные занятия (если предусмотрено)
-
-
     в том числе в форме практической подготовки

     (если предусмотрено)

-
-
практические занятия (если предусмотрено)
36
36
     в том числе в форме практической подготовки

     (если предусмотрено)

-
-
Самостоятельная работа обучающегося (всего)
12
12
в том числе:
-
-
-
-
-
-
-
     в форме практической подготовки

     (если предусмотрено)

-
-
Часов на контроль:
12
12
Промежуточная аттестация в форме: (зачет/дифзачет/экзамен)  
-
Эк
Общая трудоемкость                                     час
84
72
Вид учебной работы 
Всего,

ак. ч.

Семестр(-ы)
3
 
2.2. Тематический план и содержание учебной дисциплины  ОП.03 Архитектура аппаратных средств
Таблица 2. Содержание дисциплины/МДК по видам учебной 
НАИМЕНОВАНИЕ РАЗДЕЛА ДИСЦИПЛИНЫ
Вид учебной работы*
Кол-во часов
Содержание раздела (темы)
 
Введение
2
 
Введение
Лек
2
Понятия аппаратных средств ЭВМ, архитектуры аппаратных средств

Классы вычислительных машин История развития вычислительных устройств и приборов. Классификация ЭВМ: по принципу действия, по поколения, назначению, по размерам и функциональным возможностям.

 
Тема 1 Архитектура и принципы работы основных логических блоков системы
16
 
Принципы организации ЭВМ
Лек
2
Базовые представления об архитектуре ЭВМ. Принципы (архитектура) фон Неймана. Простейшие типы архитектур. Принцип открытой архитектуры. Магистрально-модульный принцип организации ЭВМ. Классификация параллельных компьютеров. Классификация архитектур вычислительных систем: классическая архитектура, классификация Флинна.
 
Микропроцессор
Лек
2
Структура процессора. Устройство управления: назначение и упрощенная функциональная схема. Регистры процессора: сущность, назначение, типы. Регистры общего назначения, регистр команд, счетчик команд, регистр флагов. Структура команды процессора. Цикл выполнения команды.

Понятие рабочего цикла, рабочего такта. Принципы распараллеливания операций и построения конвейерных структур.

Арифметико-логическое устройство (АЛУ): назначение и классификация. Структура и функционирование АЛУ. Интерфейсная часть процессора: назначение, состав, функционирование. Организация работы и функционирование процессора.

 
Технологии повышения производительности процессоров
Лек
2
Системы команд процессора. Регистры процессора: сущность, назначение, типы. Параллелизм вычислений. Конвейеризация вычислений. Суперскаляризация. Матричные и векторные процессоры. Динамическое исполнение. Технология Hyper-Threading. Режимы работы процессора: характеристики реального, защищенного и виртуального реального.
 
Изучение архитектуры ЭВМ
Пр
4
 
Подключение процессора Изучение моделей работы процессора
Пр
4
 
Контрольная работа
Пр
2
 
Тема 2. Устройства ЭВМ
24
 
Системная плата
Лек
2
Системные платы. Виды, характеристики, форм-факторы. Типы интерфейсов: последовательный, параллельный, радиальный.
 
Интерфейсы материнской платы
Лек
2
Принцип организации интерфейсов. Порты. Основные шины расширения, принцип построения шин, характеристики, параметры.
 
Запоминающие устройства
Лек
2
Принципы хранения информации. Прямой доступ к памяти. Прерывания. Драйверы.
 
Корпуса и блоки питания
Лек
2
Корпуса. Виды, характеристики, форм-факторы.

Блоки питания.  Виды, характеристики, форм-факторы

Системы охлаждения

 
Материнская плата.

Подключение внутренних устройств

Пр
6
 
Виды памяти в технических средствах информатизации: постоянная, переменная, внутренняя, внешняя. Накопители на жестких магнитных дисках.
Пр
2
 
Разновидности Flash памяти и принцип хранения данных. Утилиты обслуживания
Пр
2
 
Устройства системного блока. Установка устройств. Обслуживание.
Пр
4
 
Контрольная работа
Пр
2
 
Тема 3. Периферийные устройства
18
 
Периферийные устройства ввода и управления
Лек
2
Клавиатура. Мышь. Устройство, принцип действия, подключение
 
Периферийные устройства вывода
Лек
2
Принтеры. Устройство, принцип действия, подключение. Сканеры. Устройство, принцип действия, подключение.
 
Периферийные устройства для работы с аудио и видео информацией
Лек
2
Мониторы и видеоадаптеры. Устройство, принцип действия, подключение. Проекционные аппараты. Системы обработки и воспроизведения аудиоинформации.
 
Нестандартные периферийные устройства
Лек
2
Нестандартные периферийные устройства: манипуляторы (джойстик, трекбол), дигитайзер, мониторы
 
Периферийные устройства компьютера и интерфейсы их подключения

Устройство клавиатуры и мыши, настройка параметров работы клавиатуры и мыши

Пр
2
 
Конструкция, подключение и инсталляция принтера. Установка драйверов
Пр
2
 
Конструкция, подключение и настройка мультимедийного проектора. 
Пр
2
 
Конструкция, подключение и инсталляция графического планшета и других устройств по выбору
Пр
4
 
Самостоятельная работа обучающихся
12
 
Самостоятельная работа
СР
12
 
* - Лек – лекции; Пр – практические занятия; СР – самостоятельная работа;  ЛР – лабораторные работы.
 
3. УСЛОВИЯ РЕАЛИЗАЦИИ ПРОГРАММЫ ДИСЦИПЛИНЫ

3.1. Требования к минимальному материально-техническому обеспечению

Таблица 3. Материально-техническое обеспечение дисциплины
Для реализации программы учебной дисциплины предусмотрены специальные помещения, приведенным в п 6.3 основной образовательной программы специальности.

Тип аудитории
Оснащение аудитории

Специализированное учебное оборудование, ПО и материалы для освоения дисциплины (при необходимости)

 
Учебная аудитория для проведения занятий лекционного типа, практических занятий, выполнения курсовых работ, групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации
Комплект специализированной мебели; маркерная доска; кафедра; автоматизированное рабочее место преподавателя:  компьютер AMD Quad-Core, монитор LCD 17" ACER, проектор BenQ MS521P;  проекционный экран Lumen Master Picture, имеется выход в интернет

Программное обеспечение: Операционная система Windows 10 Pro;  Office Professional 2007, Kaspersky Endpoint security для бизнеса - Стандартный

Учебная аудитория для проведения занятий лекционного типа, практических занятий, выполнения курсовых работ, групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации

(Компьютерный класс)

Комплект специализированной мебели; доска аудиторная меловая; автоматизированные рабочие места (процессор не ниже Intel Core i3, оперативная память объемом не менее 8Gb; (SSD 250 GB/HDD 500 GB); Видеокарта NVIDIA 1050TI  4G, проектор EPSON EB-W05, проекционный экран Lumen Master Picture, имеется выход в интернет

Программное обеспечение: Операционная система Windows 10 Pro;  Office Professional 2007, Kaspersky Endpoint security для бизнеса - Стандартный

Аудитория для самостоятельной работы обучающихся
Комплект специализированной мебели; Телевизор LED LG 42", автоматизированные рабочие места (процессор не ниже AMD Quad-Core, оперативная память объемом не менее 4Гб; HD 500 gb), имеется выход в интернет

Программное обеспечение: Операционная система Windows 10 Pro;  Office Professional 2007, Kaspersky Endpoint security для бизнеса - Стандартный

 
3.2. Информационное обеспечение обучения

Перечень рекомендуемых учебных изданий, Интернет-ресурсов, дополнительной литературы

 
Основные источники: 
 
1. Сенкевич А.В.  Архитектура аппаратных средств  [Электронный ресурс]:учебник для студентов СПО. - Москва : Издательский центр "Академия", 2020. - 240 с. – Режим доступа: https://www.academia-moscow.ru/catalogue/4831/474277/

 
Дополнительные источники:
 
1. Зверева В.П., Назаров А.В. Технические средства информатизации [Электронный ресурс]:Учебник. - Москва: ООО "КУРС", 2021. - 256 с. – Режим доступа: http://znanium.com/catalog/document?id=367805 
 
2. Максимов Н. В., Партыка Т. Л. Технические средства информатизации [Электронный ресурс]:Учебник. - Москва: Издательство "ФОРУМ", 2019. - 608 с. – Режим доступа: http://znanium.com/catalog/document?id=355730 
 
3. Партыка Т. Л., Попов И.И. Периферийные устройства вычислительной техники [Электронный ресурс]:Учебное пособие. - Москва: Издательство "ФОРУМ", 2019. - 432 с. – Режим доступа: http://znanium.com/catalog/document?id=360163 
 
Ресурсы информационно-телекоммуникационной сети «Интернет»:
1. ЭБС РУДН и сторонние ЭБС, к которым студенты университета имеют доступ на основании заключенных договоров:
 
- ЭБС «Academia-library» https://academia-moscow.ru/
 
- ЭБС Znanium.com  http://znanium.com
 
- Образовательная платформа Юрайт  https://urait.ru
 
2.  Базы данных и поисковые системы:
 
- Учебный портал института https://portal.rudn-sochi.ru/
 
Самостоятельная работа студента является ключевой составляющей учебного процесса, которая определяет формирование навыков, умений и знаний, приемов познавательной деятельности и обеспечивает интерес к творческой работе.

Правильно спланированная и организованная самостоятельная работа студентов позволяет:

-сделать образовательный процесс более качественным и интенсивным;

-способствует созданию интереса к избранной профессии и овладению ее особенностями;

-приобщить студента к творческой деятельности;

-проводить в жизнь дифференцированный подход к обучению.

При организации самостоятельной работы студентов в качестве методологической основы должен применяться деятельный подход, когда обучение ориентировано на формирование умений решать не только типовые, но и нетиповые задачи, когда студент должен проявить творческую активность, инициативу, знания, умения и навыки, полученные при изучении конкретной дисциплины.

Учебно-методические материалы для самостоятельной работы обучающихся размещаются в соответствии с действующим порядком на странице дисциплины на Учебном портале.

Методические материалы для обучающихся
 
4. КОНТРОЛЬ И ОЦЕНКА РЕЗУЛЬТАТОВ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Контроль и оценка результатов освоения дисциплины осуществляется преподавателем в процессе проведения практических занятий, тестирования, а также выполнения обучающимися индивидуальных заданий.
Таблица 4. Контроль и оценка результатов освоения дисциплины
Результаты обучения

(освоенные умения, усвоенные знания)

Формы и методы контроля и оценки результатов обучения 
Знания:

построение цифровых вычислительных систем и их архитектурные особенности;

принципы работы основных логических блоков системы;

параллелизм и конвейеризацию вычислений;

классификацию вычислительных платформ;

принципы вычислений в многопроцессорных и многоядерных системах;

принципы работы кэш-памяти;

повышение производительности многопроцессорных и многоядерных систем

энергосберегающие технологии построение цифровых вычислительных систем и их архитектурные особенности.

Анализ и оценка выполнения индивидуальных заданий, расчетных работ, опрос, тематический диктант,

контрольная работа, практические занятия, домашние работы, компьютерное тестирование, Взаимоконтроль и самоконтроль студентов. Полнота и грамотность подготовленных докладов, сообщений, презентаций.

Умения:

определять оптимальную конфигурацию оборудования и характеристики устройств для конкретных задач;

идентифицировать основные узлы персонального компьютера, разъемы для подключения внешних устройств.

Наблюдение, контроль преподавателя за деятельностью обучающихся, анализ и оценка оптимальности метода решения задач, беседа, опрос, практические занятия, домашние работы, компьютерное тестирование 
Практический опыт:

подключения, настройки внешних и внутренних устройств персонального компьютера, установки драйверов устройств, устранения мелких неисправностей.

Наблюдение, контроль преподавателя за деятельностью обучающихся, анализ и оценка оптимальности метода решения задач, выполнение и защита индивидуальных заданий.
 
Таблица 5. Перечень компетенций
5. КОМПЕТЕНЦИИ ОБУЧАЮЩЕГОСЯ, ФОРМИРУЕМЫЕ В РЕЗУЛЬТАТЕ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Шифр
Результаты (компетенции)

Основные показатели результатов подготовки

 
ПК 3.4.
Проводить сравнительный анализ программных продуктов и средств разработки, с целью выявления наилучшего решения согласно критериям, определенным техническим заданием.
 
Знать:

современные стандарты качества программного продукта и процессов его обеспечения

 
Уметь:

работать с проектной документацией, разработанной с использованием графических языков спецификаций

 
ПК 7.1.
Выявлять технические проблемы, возникающие в процессе эксплуатации баз данных и серверов.
 
Знать:

государственные стандарты и требования к обслуживанию баз данных

 
6. ФОНД ОЦЕНОЧНЫХ СРЕДСТВ

6.1. Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации обучающихся по дисциплине «Архитектура аппаратных средств»

Перечень вопросов для подготовки к занятиям и промежуточной аттестации, контрольных работ, содержание заданий для выполнения практических и самостоятельных работ, рекомендации по выполнению и критерии оценивания представлены в фонде оценочных средств по дисциплине «Архитектура аппаратных средств» в Приложении к настоящей Рабочей программе дисциплины.

Оценочные средства позволяют провести текущий контроль по дисциплине. По каждому средству оценивается полнота и глубина освоения, характеризующиеся показателями и критериями оценивания

Показатель
Критерий
Пороговый (узнавание)

«3»

Знает: базовые общие знания;

Умеет: основные умения, требуемые для выполнения простых задач;

Владеет: работает при прямом наблюдении.

Базовый (воспроизведение)

«4»

Знает: факты, принципы, процессы, общие понятия в пределах области исследования;

Умеет: диапазон практических умений, требуемых для решения определенных проблем в области исследования;

Владеет: берет ответственность за завершение задач в исследовании, приспосабливает свое поведение к обстоятельствам в решении проблем

Высокий (компетентность)

«5»

max балл

Знает: фактическое и теоретическое знание в пределах области исследования с пониманием границ применимости;

Умеет: диапазон практических умений, требуемых для развития творческих решений, абстрагирования проблем;

Владеет: контролирует работу, проводит оценку, совершенствует действия работы

Таблица 6. Показатели и критерии оценивания
Максимальное количество баллов по каждому оценочному средству соответствует вербальному критерию «высокий».
 
В процессе обучения используются активные и интерактивные образовательные технологии (формы проведения занятий):

-лекции, фронтальные опросы, презентации и защита мини-проектов;

-кейс-стади (разбор конкретных ситуаций),

-имитационные компьютерные модели;

-организации самостоятельной учебно-познавательной деятельности (индивидуальные домашние задания).

7. ИНЫЕ СВЕДЕНИЯ И (ИЛИ) МАТЕРИАЛЫ

7.1 Перечень образовательных технологий, используемых при осуществлении образовательного процесса по дисциплине