Сборник методических указаний

СБОРНИК МЕТОДИЧЕСКИХ УКАЗАНИЙ

ДЛЯ СТУДЕНТОВ

ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ

ДИСЦИПЛИНА

«АРХИТЕКТУРА КОМПЬЮТЕРНЫХ СИСТЕМ»

Профессиональный цикл

Технический профиль

Специальность

Программирование в компьютерных системах

ДЛЯ СТУДЕНТОВ ОЧНОЙ И ЗАОЧНОЙ ФОРМ ОБУЧЕНИЯ

 

 

    Методические указания для студентов по практическим занятиям являются частью программы подготовки специалистов среднего звена ГБПОУ «ПГК» по специальности СПО «09.02.03 Программирование в компьютерных системах» в соответствии с требованиями ФГОС СПО и рабочей программы по дисциплине.

Методические указания по практическим занятиямадресованы студентам очной и заочной формы обучения.

Методические указания по каждому практическому занятию включают в себя учебную цель, перечень образовательных результатов, заявленных в рабочей программе дисциплины, задачи, обеспеченность занятия, краткие теоретические и учебно-методические материалы по теме, вопросы для закрепления теоретического материала, задания для практического занятия работы студентов, инструкцию по ихвыполнению, методику анализа полученных результатов, порядок выполнения и образец отчета о проделанной работе.

СОДЕРЖАНИЕ

 

Название практических занятий	Страницы
ПЗ 1. Сравнительный обзор современных ЭВМ.	4
ПЗ 2. Структура персонального компьютера.	12
ПЗ 3. Файловая система компьютера.	16
ПЗ 4. Система команд процессора.	20
ПЗ 5. Перевод чисел из одной СС в другую. Арифметические операции в двоичной СС.	24
ПЗ 6. Логические операции с базовыми логическими элементами.	28
ПЗ 7. Центральный процессор ПК.	33
ПЗ 8. Материнская плата ПК.	37
ПЗ 9. Устройства памяти ПК.	41
ПЗ 10. Сравнительный обзор периферийных устройств ПК.	43
ПЗ 11. Эмуляция операционных систем.	46
ПЗ 12. Обзор виртуальных машин.	50

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Уважаемый студент!

Методические указания по дисциплине «Архитектура компьютерных систем» для выполнения работ по практическим занятиям  созданы Вам в помощь для работы на занятиях, подготовки к практическим занятиям, правильного составления отчетов.

Приступая к выполнению заданий практического занятия, Вы должны внимательно прочитать его цель и задачи, ознакомиться с требованиями к уровню Вашей подготовки в соответствии с федеральными государственными образовательными стандартами третьего поколения, краткими теоретическими и учебно-методическими материалами по теме практического занятия, ответить на вопросы для закрепления теоретического материала.

Все задания к практическому занятию Вы должны выполнять в соответствии с инструкцией, анализировать полученные в ходе занятия результаты по приведенной методике.

Отчет о практическом занятии Вы должны выполнить по приведенному алгоритму, опираясь на образец.

Наличие положительной оценки по практическим занятиямнеобходимо для допуска к экзамену, поэтому в случае отсутствия на уроке по любой причине или получения неудовлетворительной оценки за практическую   Вы должны найти время для ее выполнения или пересдачи.

Внимание! Если в процессе подготовки к практическим занятиям или при решении задач у Вас возникают вопросы, разрешить которые самостоятельно не удается, необходимо обратиться к преподавателю для получения разъяснений или указаний в дни проведения дополнительных занятий.

Время проведения дополнительных занятий можно узнать у преподавателя или посмотреть на двери его кабинета.

Желаем Вам успехов!!!

РАЗДЕЛ № 1. СТРУКТУРА ЭВМ (ЛОГИЧЕСКИЙ УРОВЕНЬ)

Тема № 1.1. История развития вычислительной техники. Классификации ЭВМ.

 

Практическое занятие №1. Сравнительный обзор современных ЭВМ.

Учебная цель: изучение комплектации рабочей станции; изучение основных блоков персонального компьютера.

Учебные задачи:

1. Изучить классификацию ПК

2. Научиться подбирать комплектующие в соответствие с классификацией.

Образовательные результаты, заявленные во ФГОС СПО

Студент должен

уметь:

- определять оптимальную конфигурацию оборудования и характеристики устройств для конкретных задач;

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

знать:

- построение цифровых вычислительных систем и их архитектурные особенности;

- принципы работы основных логических блоков системы;

- повышение производительности многопроцессорных и многоядерных систем;

- энергосберегающие технологии.

Задания для практического занятия №1

1. Подобрать ПК по следующей классификации: Офисный компьютер.

2. Подобрать ПК по следующей классификации: компьютер для видеомонтажа.

3. Подобрать ПК по следующей классификации: компьютер для аудиомонтажа.

4. Подобрать ПК по следующей классификации: компьютер для издательства.

5. Подобрать ПК по следующей классификации: компьютер для чертежных работ.

6. Подобрать ПК по следующей классификации: компьютер для работы с Flash-анимацией.

7. Подобрать ПК по следующей классификации: компьютер для разработчика игр и приложений.

8. Подобрать ПК по следующей классификации: компьютер с высокой производительностью.

9. Подобрать ПК по следующей классификации: компьютер для дизайнера.

10.  Подобрать ПК по следующей классификации: компьютер для торгового представителя.

 

Инструкция по выполнению заданий
практического занятия №1

1. Прочитать краткие теоретические сведения. При необходимости обратиться к справочным материалам.

2. Внимательно прочитать задание и приступить к выполнению.

3. Результат представить в виде таблицы:

Наименование комплектующих	Модель и характеристики	Цена
Итого

 

Методика анализа результатов, полученных в ходе практического занятия

После выполнения практического задания проверить все комплектующие на момент сочетаемости между собой, проверить мощность элементов и блока питания.

Учебные задачи:

1. Изучить архитектуры открытого и закрытого типов.

2. Научиться составлять данные виды архитектур

Образовательные результаты, заявленные во ФГОС СПО

Студент должен

уметь:

-  определять оптимальную конфигурацию оборудования и характеристики устройств для конкретных задач;

знать:

- построение цифровых вычислительных систем и их архитектурные особенности

 

Задания для практического занятия №2

1. Составить перечень основных элементов архитектуры компьютера.

2. Спроектировать (выполнить схему) компьютера закрытого типа.

3. Указать направление потоков функционирования обмена информации, основных конструктивных элементов

4. Изобразите подробную структурную схему ПК открытого типа и поясните назначение её компонентов.

 

Инструкция по выполнению заданий
практического занятия №2

1. Прочитать краткие теоретические сведения. При необходимости обратиться к справочным материалам.

2. Внимательно прочитать задание и приступить к выполнению.

Методика анализа результатов, полученных в ходе практического занятия

После выполнения практического задания проверить все структурные схемы, направления потоков функционирования и основные конструктивные элементы.

Учебные задачи:

1. Изучить различные виды файловых систем.

Образовательные результаты, заявленные во ФГОС СПО

Студент должен

уметь:

-  определять оптимальную конфигурацию оборудования и характеристики устройств для конкретных задач;

знать:

- построение цифровых вычислительных систем и их архитектурные особенности

 

Задания для практического занятия №3

1. Составить сравнительную таблицу файловых систем компьютера, в которой указать основные характеристики файловой системы, ее достоинства и недостатки.

2. Сделать вывод, какая на Ваш взгляд файловая система наиболее удобна в использовании.

 

Инструкция по выполнению заданий
практического занятия №3

1. Прочитать краткие теоретические сведения. При необходимости обратиться к справочным материалам.

2. Внимательно прочитать задание и приступить к выполнению.

Методика анализа результатов, полученных в ходе практического занятия

После выполнения практического задания проверить все пункты таблицы. Обязательно наличие вывода с аргументами.

Учебные задачи:

1. Изучить команды процессора.

Образовательные результаты, заявленные во ФГОС СПО

Студент должен

уметь:

-  определять оптимальную конфигурацию оборудования и характеристики устройств для конкретных задач;

знать:

- построение цифровых вычислительных систем и их архитектурные особенности

 

Задания для практического занятия №4

1. Составить перечень основных элементов архитектуры компьютера.

2. Составить обзор всех видов команд процессора.

3. Привести скриншоты и примеры работы команд процессора.

 

Инструкция по выполнению заданий
практического занятия №4

1. Прочитать краткие теоретические сведения. При необходимости обратиться к справочным материалам.

2. Внимательно прочитать задание и приступить к выполнению.

Методика анализа результатов, полученных в ходе практического занятия

После выполнения практического задания проверить все структурные схемы, направления потоков функционирования и основные конструктивные элементы.

Учебные задачи:

1. Изучить системы счисления.

2. Научиться производить арифметические операции в различных системах счисления.

Образовательные результаты, заявленные во ФГОС СПО

Студент должен

уметь:

-  определять оптимальную конфигурацию оборудования и характеристики устройств для конкретных задач;

знать:

- построение цифровых вычислительных систем и их архитектурные особенности

 

Задания для практического занятия №5

1. Произвести вычисления:

10101,101 ₂= ₈

111110,01 ₂= ₁₀

376,51 ₈ =   ₂

1AF8 ₁₆ =    ₂

983,65₁₀ = ₈

983,65₁₀ = ₁₆

2. Произвести вычисления:

1AF8 ₁₆ +CB8 ₁₆ =

1AF8 ₁₆ * CB8 ₁₆ =

983,65₁₀ +835₁₀ =

983,65₁₀ * 835₁₀ =

376,51 ₈ + 354₈ =

376,51 ₈ * 354₈ =

 

Инструкция по выполнению заданий
практического занятия №5

1. Прочитать краткие теоретические сведения. При необходимости обратиться к справочным материалам.

2. Внимательно прочитать задание и приступить к выполнению.

Методика анализа результатов, полученных в ходе практического занятия

После выполнения практического задания проверить все структурные схемы, направления потоков функционирования и основные конструктивные элементы.

Учебные задачи:

1. Изучить логические элементы ЭВМ

2. Научиться строить логические схемы.

Образовательные результаты, заявленные во ФГОС СПО

Студент должен

уметь:

- идентифицировать основные узлы персонального компьютера, разъемы для подключения внешних устройств;

знать:

- принципы работы основных логических блоков системы;

Задания для практического занятия №6

1.  А) По заданной логической функции построить логическую схему и таблицу истинности.

 

Б) Выписать из логической схемы соответствующую ей логическую формулу:

А В F

0 0 1

0 1 0

1 0 1

1 1 0

 

2. А) По заданной логической функции построить логическую схему и таблицу истинности.

 

Б) Выписать из логической схемы соответствующую ей логическую формулу:

А В F

0 0 0

0 1 0

1 0 1

1 1 0

Инструкция по выполнению заданий
практического занятия №6

1) Внимательно прочитать задание.

2) Построение схемы начать с анализа логических операций, которые участвуют в формуле. Затем разбить формулу на простые операции, согласно порядку их выполнения. После этого приступить к построению схемы.

3) При составлении логической формулы следует сначала просмотреть схему на наличие инверторов, чтобы при подсчетах не допустить ошибок.

 

Методика анализа результатов, полученных в ходе практического занятия

После выполнения расчетов следует еще раз все внимательно проверить на наличие ошибок, особенно это касается знаков арифметических действий.

Учебные задачи:

1. ознакомиться с основными характеристиками центрального процессора

2. сравнить характеристики текущего процессора с данными сторонних процессоров.

Образовательные результаты, заявленные во ФГОС СПО

 

Студент должен

уметь:

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

знать:

- принципы работы основных логических блоков системы.

Задания для практического занятия №7

1. Протестировать ЦП, установленный на вашем ПК.

Инструкция по выполнению заданий
практического занятия №7

1. Установить программу CPU-z и протестировать процессор.

СPU-Z определит процессор, материнскую плату, оперативную память, видеокарту, установленную в системе. Скачать CPU-Z программу можно с сайта http://cpuz.ru/cpuz_download.htm, Программа бесплатна.

2. Записать данные процессора установленного на вашем компьютере:

· Степпинг ядра и техпроцесс.

· Корпусировка.

· Напряжение ядра.

· Внутренняя и внешняя частоты, множитель процессора.

· Поддерживаемые наборы инструкций.

· Информация о кеш-памяти.

Методика анализа результатов, полученных в ходе практического занятия

Внимательно проверьте все данные, полученные вами в ходе выполнения практического задания. В случае затруднения можете обратиться за справкой на сайт Интернет-источника.

Учебные задачи:

1. Ознакомиться с основными видами материнских плат и их характеристиками.

Образовательные результаты, заявленные во ФГОС СПО

Студент должен

уметь:

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

знать:

- принципы работы основных логических блоков системы;

Задания для практического занятия №8

1. Протестировать материнскую плату, установленную на вашем ПК.

 

Инструкция по выполнению заданий
практического занятия №8

1. Прочитать краткие теоретические сведения. При необходимости обратиться к справочным материалам.

2. Внимательно прочитать задание и приступить к выполнению.

 

Методика анализа результатов, полученных в ходе практического занятия

Внимательно проверьте все данные, полученные вами в ходе выполнения практического задания. В случае затруднения можете обратиться за справкой на сайт Интернет-источника.

Учебные задачи:

1. Ознакомиться с основными видами накопителей и их характеристиками;

2. Провести сравнительный анализ различных типов накопителей.

Образовательные результаты, заявленные во ФГОС СПО

Студент должен

уметь:

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

знать:

- принципы работы основных логических блоков системы;

Задания для практического занятия №9

1. Протестировать жесткий диск на вашем ПК.

2. Сравнить характеристики накопителей информации (носители):

    1. Жесткие диски (внешние и внутренние) HDD, SSD

    2. Флэш-память, флэш-карты

    3. Оптические диски (CD, DVD, HD, BD)

Выяснить назначение и применение.

 

Инструкция по выполнению заданий
практического занятия №9

1. Прочитать краткие теоретические сведения. При необходимости обратиться к справочным материалам.

2. Внимательно прочитать задание и приступить к выполнению.

 

Методика анализа результатов, полученных в ходе практического занятия

Внимательно проверьте все данные, полученные вами в ходе выполнения практического задания. В случае затруднения можете обратиться за справкой на сайте Интернет-источника.

Учебные задачи:

1. Ознакомиться с основными видами периферийных устройств и их характеристиками;

2. Провести сравнительный анализ различных периферийных устройств.

Образовательные результаты, заявленные во ФГОС СПО

Студент должен

уметь:

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

знать:

- принципы работы основных логических блоков системы;

Задания для практического занятия №10

1. Составить сравнительный обзор периферийных устройств. Выяснить назначение и применение; описать основные характеристики; приложить скриншоты.

 

Инструкция по выполнению заданий
практического занятия №10

1. Прочитать краткие теоретические сведения. При необходимости обратиться к справочным материалам.

2. Внимательно прочитать задание и приступить к выполнению.

 

Методика анализа результатов, полученных в ходе практического занятия

Внимательно проверьте все данные, полученные вами в ходе выполнения практического задания.

Тема № 3.2. Эмуляция.

 

Учебные задачи:

1. Изучить эмуляцию

2. Научиться производить эмуляцию ОС.

Образовательные результаты, заявленные во ФГОС СПО

Студент должен

уметь:

- определять оптимальную конфигурацию оборудования и характеристики устройств для конкретных задач;

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

знать:

- построение цифровых вычислительных систем и их архитектурные особенности;

- принципы работы основных логических блоков системы;

- повышение производительности многопроцессорных и многоядерных систем;

- энергосберегающие технологии.

Задания для практического занятия №11

1. Запустить виртуальную машину на вашем ПК.

2. В ОС Windows произвести эмуляцию ОС Linux.

 

 

Инструкция по выполнению заданий
практического занятия №11

1. Прочитать краткие теоретические сведения. При необходимости обратиться к справочным материалам.

2. Внимательно прочитать задание и приступить к выполнению.

 

Методика анализа результатов, полученных в ходе практического занятия

После выполнения практического задания проверить все комплектующие на момент сочетаемости между собой, проверить мощность элементов и блока питания.

Учебные задачи:

1. Изучить виртуальные машины

2. Научиться работать в виртуальных машинах.

Образовательные результаты, заявленные во ФГОС СПО

Студент должен

уметь:

- определять оптимальную конфигурацию оборудования и характеристики устройств для конкретных задач;

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

знать:

- построение цифровых вычислительных систем и их архитектурные особенности;

- принципы работы основных логических блоков системы;

- повышение производительности многопроцессорных и многоядерных систем;

- энергосберегающие технологии.

Задания для практического занятия №12

1. Создать сравнительную таблицу современных виртуальных машин, в которой указать основное предназначение, достоинства и недостатки,.

 

Инструкция по выполнению заданий
практического занятия №12

1. Прочитать краткие теоретические сведения. При необходимости обратиться к справочным материалам.

2. Внимательно прочитать задание и приступить к выполнению.

3. Результат представить в виде таблицы.

 

Методика анализа результатов, полученных в ходе практического занятия

После выполнения практического задания проверить все комплектующие на момент сочетаемости между собой, проверить мощность элементов и блока питания.

СБОРНИК МЕТОДИЧЕСКИХ УКАЗАНИЙ

ДЛЯ СТУДЕНТОВ

ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ

ДИСЦИПЛИНА

«АРХИТЕКТУРА КОМПЬЮТЕРНЫХ СИСТЕМ»

Профессиональный цикл

Технический профиль

Специальность