СР Архитектура аппаратных средств Ворванина И.В. 2015-2016

Министерство Образования Российской Федерации
Департамент Образования и молодежной политики ХМАО - Югры
Бюджетное учреждение
профессионального образования ХМАО - Югры
«Няганский технологический колледж»
Рассмотрено на заседании
Методического Совета
Протокол № __ от «__»__________2014 года
Методические рекомендации по организации внеаудиторной
самостоятельной работы по учебной дисциплине «Архитектура
аппаратных средств»
для студентов специальности 230111 «Компьютерные сети»
Нягань, 2014 год
Пояснительная записка
Цель самостоятельной работы – содействие оптимальному усвоению
студентами учебного материала, развитие их познавательной активности,
готовности и потребности в самообразовании.
Задачи самостоятельной работы:
- углубление и систематизация знаний;
- постановка и решение познавательных задач;
-развитие аналитико-синтетических способностей умственной деятельности,
умений работы с различной по объёму и виду информацией, учебной и
научной литературой;
- практическое применение знаний, умений;
- развитие навыков организации самостоятельного учебного труда и
контроля над его эффективностью.
Объем самостоятельной работы студентов определяется государственным
образовательным стандартом. Самостоятельная работа студентов является
обязательной для каждого студента и определяется учебным планом.
Внеаудиторная самостоятельная работа — это деятельность студентов по
усвоению знаний и умений, протекающая без непосредственного участия
преподавателя, но направляемая им.
Для внеаудиторного изучения предлагаются вопросы по темам, основной
материал которых рассмотрен на аудиторных занятиях. Индивидуальные
задания призваны расширить кругозор студентов, углубить их знания,
развить умения исследовательской деятельности, проявить элементы
творчества. Современный поток информации требует от студентов новых
видов умений и навыков работы с ней, которые необходимо сформировать к
началу профессиональной деятельности.
Правила по планированию и реализации самостоятельной учебной
деятельности:
1.
Прежде чем выполнить любое дело, чётко сформулируйте цель
предстоящей деятельности.
2.
Подумайте и до конца осознайте, почему вы будете это
делать, для чего это нужно.
3.
Оцените и проанализируйте возможные пути достижения цели.
Постарайтесь учесть все варианты.
4.
Выберите наилучший вариант, взвесив все условия.
5.
Наметьте
промежуточные
этапы
предстоящей
работы,
определите время выполнения каждого этапа.
6.
Во время реализации плана постоянно контролируйте себя и свою
деятельность. Корректируйте работу с учётом получаемых результатов, т. е.
осуществляйте и используйте обратную связь.
7.
По
окончании
работы
проанализируйте
её
результаты,
оцените степень их совпадения с поставленной целью. Учтите
сделанные ошибки, чтобы их избежать в будущем.
Перед выполнением студентами внеаудиторной самостоятельной работы
преподаватель проводит инструктаж по выполнению задания, который
включает
цель
задания,
его
содержание,
сроки
выполнения,
ориентировочный объем работы, основные требования к результатам работы,
критерии оценки. В процессе инструктажа преподаватель предупреждает
студентов о возможных типичных ошибках, встречающихся при выполнении
задания.
В качестве форм и методов контроля внеаудиторной самостоятельной работы
студентов используются семинарские занятия, зачеты, тестирование,
самоотчеты, контрольные работы.
Критериями оценки результатов внеаудиторной самостоятельной работы
студента являются:
 уровень освоения студентом учебного материала;
 умение студента использовать теоретические знания при выполнении
практических задач;
 сформированность общеучебных умений;
 уровень умения активно использовать электронные образовательные
ресурсы, находить требующуюся информацию, изучать ее и применять
на практике
 обоснованность и четкость изложения ответа;
 оформление материала в соответствии с требованиями.
 уровень умения четко сформулировать проблему, предложив ее
решение, критически оценить решение и его последствия;
 уровень умения определить, проанализировать альтернативные
возможности, варианты действий;
 уровень умения сформулировать собственную позицию, оценку и
аргументировать ее.
1. Подготовка информационного сообщения – это вид внеаудиторной
самостоятельной работы по подготовке небольшого по объёму устного
сообщения для озвучивания на семинаре, практическом занятии. Сообщаемая
информация носит характер уточнения или обобщения, несёт новизну,
отражает современный взгляд по определённым проблемам.
Оформляется задание письменно, оно может включать элементы наглядности
(иллюстрации, демонстрацию).
Регламент времени на озвучивание сообщения – до 5 мин.
2. Написание реферата – это более объёмный, чем сообщение, вид
самостоятельной работы студента, содержащий информацию, дополняющую
и развивающую основную тему, изучаемую на аудиторных занятиях.
Ведущее место занимают темы, представляющие профессиональный интерес,
несущие элемент новизны. Реферативные материалы должны представлять
письменную модель первичного документа – научной работы, монографии,
статьи. Реферат может включать обзор нескольких источников и служить
основой для доклада на определённую тему на семинарах, конференциях.
Регламент озвучивания реферата – 7-10 мин.
3. Составление опорного конспекта – представляет собой вид
внеаудиторной самостоятельной работы студента по созданию краткой
информационной структуры, обобщающей и отражающей суть материала
лекции, темы учебника. Опорный конспект призван выделить главные
объекты изучения, дать им краткую характеристику, используя символы,
отразить связь с другими элементами. Основная цель опорного конспекта –
облегчить запоминание. В его составлении используются различные базовые
понятия, термины, знаки (символы) – опорные сигналы. Опорный конспект
может быть представлен системой взаимосвязанных геометрических фигур,
содержащих блоки концентрированной информации в виде ступенек
логической лестницы; рисунка с дополнительными элементами и др.
4. Составление сводной (обобщающей) таблицы по теме – это вид
самостоятельной работы студента по систематизации объёмной информации,
которая сводится (обобщается) в рамки таблицы. Формирование структуры
таблицы отражает склонность студента к систематизации материала и
развивает его умения по структурированию информации. Краткость
изложения информации характеризует способность к её свертыванию. В
рамках таблицы наглядно отображаются как разделы одной темы
(одноплановый материал), так и разделы разных тем (многоплановый
материал). Такие таблицы создаются как помощь в изучении большого
объема информации, желая придать ему оптимальную форму для
запоминания. Оформляется письменно..
5. Составление кроссвордов по теме и ответов к ним – это разновидность
отображения информации в графическом виде и вид контроля знаний по ней.
Алгоритм составления кроссворда:

Внимательно прочитайте материал учебника по данной теме.

Выпишите 25-30 терминов по данной теме.

Выберите 2-3 самых длинных термина и расположите их по
горизонтали и по вертикали.

Остальные термины расположите по принципу пересечения с
предыдущими.

Сформулируйте суть каждого термина профессиональным языком,
четко и лаконично.

Оформите кроссворд.
6. Создание материалов-презентаций – это вид самостоятельной работы
студентов по созданию наглядных информационных пособий, выполненных
с помощью мультимедийной компьютерной программы PowerPoint. То есть
создание материалов-презентаций расширяет методы и средства обработки и
представления учебной информации, формирует у студентов навыки работы
на компьютере.
Материалы-презентации готовятся студентом в виде слайдов с
использованием программы Microsoft PowerPoint. В качестве материаловпрезентаций могут быть представлены результаты любого вида
внеаудиторной самостоятельной работы, по формату соответствующие
режиму презентаций.
ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН ВНЕАУДИТОРНОЙ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ
РАБОТЫ
Раздел
Раздел 1. Основные функциональные
элементы ЭВМ. Архитектуры
Раздел 2. Классификация компьютеров
Раздел 3. Функциональная и структурная
организация ЭВМ
Раздел 4. Конфигурация рабочего места
Раздел 5. Энергосберегающие технологии
Итого:
Количество часов
20
7
10
6
2
45
ТЕМАТИКА ВНЕАУДИТОРНОЙ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ
Раздел 1. Основные функциональные элементы ЭВМ. Архитектуры.
Самостоятельная работа №1 «Эволюция ЭВМ».
написание реферата, создание презентации, видеоролика.
Вопросы:
1. История развития ЭВМ? Чем отличаются ЭВМ различных поколений?
2. Выполните задание:
Заполните таблицу
Поколения ЭВМ
Временные границы
Принцип работы ЭВМ
первое
второе
третье
четвертое
?
Самостоятельная работа №2
Недесятичная арифметика».
«Решение
задач
алгебры
логики.
Вопросы:
1. Что такое система счисления? Виды систем счисления? Принципы
перевода чисел в различных системах счисления? Алфавит. Арифметика в
различных системах счисления? С какой формой представления чисел
работает компьютер?
2. Что изучает алгебра логики? Как в компьютере реализуются ее основные
принципы?
3. Выполните задание:
 Обоснуйте следующие преобразования (укажите названия законов,
которые применены):
a) (a  b)  (a  c)  a  b  a  c  a  b  (a  c)  ab  (a  c)
b)
(ab  abc  bc  c)(c  ac  abc)  (ab  c)(ac  c)  abac  cac  abc  cc 
 abc  abc  c  abc  c  (ab  c)(c  c)  ab  c
 Разберите решение следующих задач:
a) В соревнованиях по гимнастике участвуют Алла, Валя, Сима и Даша.
Болельщики высказали предположения о возможных победителях:
Сима будет первой, Валя — второй;
Сима будет второй, Даша — третьей;
Алла будет второй, Даша — четвертой.
По окончании соревнований оказалось, что в каждом из предположений
только одно из высказываний истинно, другое ложно. Какое место на
соревнованиях заняла каждая из девушек, если все они оказались на разных
местах?
Введем обозначения:
C1 – Сима заняла 1 место,
С2 – Сима заняла 2 место,
С3 – Сима заняла 3 место,
С4 – Сима заняла 4 место,
B1 – Валя заняла 1 место,
…
А1 – Алла заняла 1 место,
…
D1 – Даша заняла 1 место,
…
F  (C1  B2 )  (C2  D3 )  ( A2  D4 )  (C1 B2  C1B2 )(C2 D3  C2 D3 )( A2 D4  A2 D4 ) 
 (C1 B2C2 D3  C1B2C2 D3  C1 B2 C2 D3  C1B2 C2 D3 )( A2 D4  A2 D4 ) 
 C1B2C2 D3 A2 D4  C1 B2 C2 D3 A2 D4  C1B2 C2 D3 A2 D4  C1B2C2 D3 A2 D4
C1 B2 C2 D3 A2 D4  C1B2 C2 D3 A2 D4 
 C1 B2 C2 D3 A2 D4
Следовательно, решение таково:
1 место – Сима,
2 место – Алла,
3 место – Даша,
4 место – Валя.
b) Перед сдачей вступительных экзаменов в институт Миша предполагал,
что:
если он сдаст математику, то информатику он сдаст только при условии, что
не завалит диктант;
не может быть, чтобы он завалил и диктант, и математику;
достаточное условие завала по информатике — это двойка по диктанту.
После сдачи экзаменов оказалось, что из трех высказанных предположений
только одно было ложным. Как Миша сдал экзамены?
Введем обозначения:
M – Миша сдал математику,
I – Миша сдал информатику,
D – Миша написал диктант.
Тогда из условия задачи:
F1  M  ( I  D)
F2  M  D
F3  D  I
Составим таблицу истинности для функций F1, F2, F3:
M I D F1 F2 F3
0 0 0 1 0 1
0 0 1 1 1 1
0 1 0 1 0 0
0 1 1 1 1 1
1 0 0 1 1 1
1 0 1 1 1 1
1 1 0 0 1 0
1 1 1 1 1 1
Решение выделено. Миша не сдал экзамены.
1. Решите задачи:
a) Виктор, Роман, Леонид и Сергей заняли на математической олимпиаде
четыре первых места. Когда их спросили о распределении мест, они
дали три таких ответа:
- Сергей – первый, Роман – второй;
- Сергей – второй, Виктор – третий;
- Леонид – второй, Виктор – четвертый.
Известно, что в каждом ответе только одно утверждение истинно. Как
распределились места?
b) В санатории на берегу моря отдыхают отец, мать, сын и две дочери. До
завтрака члены семьи часто купаются в море, причем известно, что если отец
утром отправляется купаться, то с ним обязательно идут мать и сын; если
сын идет купаться, то его старшая сестра отправляется вместе с ним;
младшая дочь купается тогда и только тогда, когда купается мать; каждое
утро купается по крайней мере один из родителей. Если в воскресенье утром
купалась в море лишь одна из дочерей, то кто из членов семьи в это утро
ходил на море?
Самостоятельная работа №3 «Триггерные схемы различных типов».
Вопросы:
1. Что такое триггер? Его состав? Влияние развития триггерных схем на
эволюцию ЭВМ?
2. Где используются триггеры в современной архитектуре ПК?
3. Типы триггерных схем?
Самостоятельная работа №4 «Решение задач недесятичной
арифметики».
Выполните задания:
 В каких P-ичных системах счисления 5p + 5p = 10p?
 Записать в системе счисления с основанием 234 число 235.
 Восколько раз увеличится число 3256, если приписать нему справа
один ноль?
 Будут ли справедливы признаки делимости натуральных чисел на 2, 3,
5, 9, 10, сформулированных для десятичной системы счисления, и в
других P-ичных системах?
 Для десятичного числа 371 найти систему счисления с основанием P, в
которой данное число будет представлено теми же цифрами, но
записанными в обратном порядке, т.е. 371 = 173p.
 Существует ли такая система счисления, в которой 3 + 4 =7, 3 х 4 =13 и
39 +29 =70?
 Восстановите цифры двоичных чисел, на месте которых в приведенном




примере стоит знак "х": 1х012 + 1хх2 = 101002.
Выпишите в пятиричной системе счисления все четные числа из
диапазона от 1 до 20.
Даны числа в четверичной системе счисления от 1 до 33. Выпишите все
числа, делящиеся на 3 без остатка.
Десятичное число 20,45 перевели в четвертичную систему счисления.
Найти 1999-ю цифру после запятой.
Школьный калькулятор работает в троичной системе счисления и для
вывода числа на экран имеет только четыре знакоместа. С каким самым
большим десятичным числом, переведенным, конечно, в троичную
систему счисления, мы можем работать?
Самостоятельная работа №5 «Анализ домашнего компьютера»
Выполните задание:
Выполните осмотр домашнего компьютера и ответьте на вопросы:
 К какому поколению ЭВМ принадлежит ваш компьютер? Обоснуйте.
 Укажите аппаратные ресурсы своего ПК.
 Укажите программные ресурсы своего ПК.
 Имеет ли ваш компьютер доступ к локальной и/или глобальной сети?
 Укажите основные характеристики работы вашего компьютера.
 Можно ли увеличить производительность вашего компьютера и как это
сделать?
Самостоятельная работа №6 «Изучение архитектуры закрытого типа и
устройств, входящих в эту архитектуру».
Составление презентации по темам: «Микросхема», «Нанотехнологии»,
«Вычислительная техника».
Самостоятельная работа № 7 «Архитектура фон Неймана, шинная
архитектура, канальная архитектура: их сравнительный анализ».
Составление сравнительной таблицы по темам: «Архитектура фон Неймана»,
«Шинная архитектура и канальная архитектура, их сравнительный анализ».
Самостоятельная работа № 8 «Платформы и архитектуры CPU
NetBSD».
Составление доклада по темам: «Виртуальная машина, платформы и
архитектуры CPU NetBSD».
Самостоятельная работа № 9 «Микропроцессоры, сопроцессоры,
микропроцессорные системы».
Составление презентации по темам: «Микропроцессоры, сопроцессоры,
микропроцессорные системы, системам на кристалле».
Самостоятельная работа № 10 «Платформы-анклавы».
Поиск информации о различных архитектурах, написание докладов
темам: «Платформы-анклавы».
по
Раздел 2. Классификация компьютеров.
Самостоятельная работа № 11«Сравнительный анализ технических
характеристик современных комплектующих компьютера разных
производителей».
Выполните задание:
Выполнить расчетное задание: провести сравнительный анализ технических
характеристик современных комплектующих ПК разных производителей.
Заполнить таблицу:
Производитель
Что производят
Цена
Характеристики
Ноутбук
Настольный ПК
Acer
Планшет
Монитор
…
ASUS
LG
Самостоятельная работа № 12 «Подбор ПК по этапам развития
(поколениям)».
Сделать обзор ПК различных поколений с изучением следующих
характеристик:
 Год производства
 Фирма – производитель, страна
 Архитектура
 Основные характеристики.
Самостоятельная работа №13 «Подбор ПК по потребительским
свойствам».
Сравнить характеристики ПК различных организаций пользуясь средствами
Интернет. Либо взять (скачать) прайс компьютерной техники и
проанализировать требования к ПК в соответствии от потребностей к
решению задач.
Самостоятельная работа №14 «Подбор ПК по количеству процессоров».
Ответить на следующие вопросы:
 В каком случае в комплектации компьютера используют несколько
процессоров?
 Какие изменения в конфигурации ПК несет установка дополнительного
процессора?
 Как это влияет на производительность компьютера?
Самостоятельная работа №15 «Интерфейсы: системные и малые
интерфейсы микроЭВМ и микропроцессорных систем».
Ответить на вопросы:
 Что такое интерфейс?
 Виды интерфейсов. Их отличия.
 Как реализуется взаимодействие аппаратных средств ПК?
Самостоятельная работа №16 «Эффективное кодирование простейших
сообщений».
Подготовить сообщение, в котором отразить следующие темы:
Практическая реализация процесса кодирования.
Понятие избыточности кода.
Метод Шеннона-Фано.
Самостоятельная работа №17 «Системная шина и режим ее работы».
Заполнить таблицу:
Системная шина
Шина адреса
Шина данных
Шина управления
Назначение
Состав
Основные
характеристики
Ответить на вопросы:
Три состояния шины? Их описание.
Другие виды шин.
Самостоятельная работа №18 «Номенклатура комплектующих
компьютеров. Критерии классификации компьютеров».
Ответить на вопросы:
 Какие критерии классификации компьютеров существуют?
 Относятся ли эти критерии к другой компьютерной технике?
 Что такое номенклатура?
 Как составляется номенклатура комплектующих компьютера?
Задание:
Составить номенклатуру комплектующих домашнего компьютера. Оформить
соответствующим образом.
Самостоятельная
работа
№19
«Подбор
комплектующих
в
соответствии с потребностями».
Задание:
Взять в компьютерном салоне в печатном виде или скачать с Интернета
электронный прайс комплектующих компьютера. Составить конфигурацию
компьютера для работы:
1) с компьютерной графикой;
2) с аудио и видеофайлами;
3) свой вариант.
Самостоятельная работа №20 «Современные компьютеры, аппаратные
и программные ресурсы».
Составление презентации на тему внешние накопители.
Выполнение расчетных заданий по вычислению: объема жестких дисков,
разницы между истинным объемом и
маркированным объемом
производителя.
Самостоятельная работа № 21 «Энергосберегающие технологии.
Энергопотребление ПК и его внешних устройств».
Составление инструкции по настройки энергопотребления основных
устройств компьютера.
Список литературы и других источников для выполнения
самостоятельных работ:
1. Аппаратные средства персонального компьютера: учебное пособие/
С.В. Киселев, С.В. Алексахин, А.В. Остроух. – М.: Издательский центр
«Академия», 2010. - 64 стр.
2. Архитектура ЭВМ и вычислительные системы: учебник для студ.
учреждений СПО/А.В. Сенкевич. – М.: Издательский центр
«Академия», 2014. – 240 с.
3. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации. 3-е изд. – СПб.:
Питер, 2008. – 766 с. : ил.
4. Математические и логические основы ЭВМ, учебник для СПО / О.В.
Подгорнова. – М.: Издательский центр «Академия», 2010. - 224 стр.
5. Технические средства информатизации: учебник / Н.В. Максимов, Т.Л.
Партыка, И.И. Попов. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: ФОРУМ, 2010.608 с. : ил.
6. Устройство и функционирование информационных систем:
учеб.пособие / Н.З. Емельянова, Партыка, И.И. Попов. – 2-е изд.,
перераб. и доп. – М.: ФОРУМ, 2012.- 448 с. : ил.
7. Словарь компьютерной терминологии
www.slovari.yandex.ru
8. Свободная энциклопедия
www.wikipedia.org
9. Каталог программного обеспечения
http://softodrom.ru
10.Открытый национальный институт «Интуит» www.intuit.ru
11.Сервер Информационных Технологий
www.citforum.ru