Шпиев Виктор Андреевич

Системотехника ЭВС,
комплексы и сети
Шпиев Виктор Андреевич
mvtu2312a@list.ru
Системотехника ЭВС, комплексы и сети
1
Системотехника (англ. Systems
Engineering) — направление науки и техники,
охватывающее проектирование, создание, испытание
и эксплуатацию сложных систем технического и
социально-технического характера. Является
прикладным воплощением теории систем
ЭВС электронно-вычислительные системы
комплексы
и сети
Системотехника ЭВС, комплексы и сети
2
Цель курса
изучение системотехнических и схемотехнических аппаратных средств
вычислительной техники в области проектирования, эксплуатации,
диагностирования и ремонта современных вычислительных систем.
Задачи курса
формирование знаний, умений и навыков по следующим направлениям
деятельности:
элементная база ВС;
структурно-функциональное построение современных
вычислительных систем (ВС);
подсистемы ВC и методы выявления и устранения
неисправностей;
проектирование модулей и сетей вычислительных систем.
Системотехника ЭВС, комплексы и сети
3
Предмет курса
архитектура 286…, принципы функционирования
узлов классической архитектуры компьютера,
временные диаграммы и логическое описание
работы узлов и шин компьютера, особенности
проектирования контроллеров в среде ПЛИС
(программируемых логических интегральных схем),
структурно-функциональные особенности
построения внешних устройств и архитектур
вычислительных систем.
Системотехника ЭВС, комплексы и сети
4
Предмет курса
Прикладные программы
Операционные системы
Базовая система вводавывода (BIOS)
Аппаратные средства. Базовые
подсистемы ввода-вывода информации
( БИС, СБИС, микропроцессоры,
микроконтроллеры, ПЛИС, СНК)
Литература
1. Руководство по архитектуре IBM PC AT/ Под
общей редакцией М.Л. Мархасина. Минск, ООО
«Консул»,1993.
2. Е.П.Угрюмов. Цифровая схемотехника. 2-е
издание. Санкт-Петербург. БХВ-Петербург. 2004.
3. Михаил Гук. Аппаратные средства IBM
PC.Энциклопедия (Питер) 2002...
4. Э. Таненбаум. Архитектура компьютера «Питер»
2006 г.
Книги по заданию
Интернет
Журналы
Системотехника ЭВС, комплексы и сети
6
Книги по заданию
1. Стивен Бигелоу. Устройство и ремонт
персонального компьютера. Аппаратная
платформа и основные компоненты.
2. Скотт Мюллер. Модернизация и ремонт ПК. 16-е
издание. 2006 г.
3. Соломенчук В.Г., Соломенчук П.В. «Железо» ПК
2005.
4. Н.П. Бабич, И.А. Жуков. Компьютерная
Схемотехника. Методы построения и
проектирования. МК-Пресс».2004 г.
5. книги по контроллерам базовой системы вводавывода
Системотехника ЭВС, комплексы и сети
7
Интернет
1. учебная информация (по ключевому слову)
2. www.plis.ru
3. www.xilinx.ru (com)
4. www.chipdip.ru
5. www.terraelectronica.ru
Системотехника ЭВС, комплексы и сети
8
Журналы
1. Сomputer bield
2. Компоненты и технология.
www.elcp.ru/journals.html
3. www.compeljournal.ru/enews
4. www.ebvnews.ru/technical новое в мире
полупроводников
Системотехника ЭВС, комплексы и сети
9
Средства изучения курса
1. Лекции.
УГО, структурная схема, технические
параметры, описание контроллера, временные диаграммы
3 семестра
2. Домашние задания (семинары).
ДЗ1, ДЗ2 ДЗ3, ДЗ4 ДЗ5
3. Рефераты (Эссе).
4.
5.
6.
7.
8.
Курсовой проект
Зачет (в объеме лекций)
Экзамен
Аттестация
Контрольные задания
30.10.11 30.04.12
25.11.12
25.12.11
15.05.12
11.01.13
Домашние задания
1. ДЗ1 - Наладка, диагностика и изучение функционирования
материнской платы ПК модели 286\386.
30.10.11
2. ДЗ2 - Изучить функционирование заданного контроллера,
его аппаратные принципы построения на примере
выполнения программных процедур проверки.
15.12.11
3. ДЗ3 - Изучить аппаратно-программные принципы
функционирования узлов вычислительной техники на базе
технических решений с использованием принципиальных
схем.
30.03.12
4. ДЗ4 – Разработать логический проект контроллера в среде
ПЛИС на базе САПР средствами языка VHDL.
15.05.12
5. ДЗ5 – Проверить функционирование логического проекта
контроллера на демокомплектах на базе ПЛИС фирмы Xilinx.
30.10.12
Отчетность
1. Перед выполнением каждого ДЗ на практических занятиях
необходимо составить план решения конкретных вопросов.
2. После выполнения ДЗ должен быть составлен отчет о
выполненной работе на занятии.
3. К следующему практическому занятию должен быть выслан
отчет о ранее выполненных работах по ДЗ.
4. Отчет высылается на почту mvtu2312a@list.ru
5. В теме письма указывается – группа, Фамилия.И.О.,
назначение письма. Пример – 1 Иванов А.П., отчет ДЗ2.
6. В приложении к письму указывается - группа, Фамилия.И.О.,
тип документа. Пример – 1 Иванов А.П., Реферат контр ОЗУ
в3.
7. На каждое практическое занятие студент должен приносить
папки с отчетными документами по предыдущим заданиям.
Контрольные задания
1. Дополнительные рефераты.
2. Структурная схема, алгоритм
функционирования и технические
параметры заданного узла
подсистемы ввода-вывода.
Системотехника ЭВС, комплексы и сети
13
История предмета
Системотехника ЭВС, комплексы и сети
14
История предмета
http://ru.wikipedia.org/wiki/История_персональных_компьютеров
1812 год.- Чарьлз Бебидж механическовычислительную машину, использовав в основе
зубчатый механизм.
1946 год – создана первая электронно-вычислительная
машина (ЭВМ) «ЭНИАК» (США).
1952 год – создана первая в СССР ЭВМ «Урал-1»,
элементной базой которой послужили электронные
лампы.
1981 год - новый компьютер под названием IBM PC
был официально представлен публике. Компьютер IBM
PC стал стандартом персонального компьютера.
Системотехника ЭВС, комплексы и сети
15
Краткая характеристика поколений ЭВС.
Параметры
сравнения
Период
времени
Элементная
база (для УУ,
АЛУ)
Основной тип
ЭВМ
Основные
устройства
ввода
Основные
устройства
вывода
Поколения ЭВМ
первое
второе
третье
четвертое
1946 - 1959
1960 - 1969
1970 - 1979
с 1980 г.
Электронные (или
электрические) лампы
Полупроводники
(транзисторы)
Интегральные схемы
Большие интегральные
схемы (БИС)
Малые (мини)
Микро
Алфавитно-цифровой
дисплей, клавиатура
Цветной графический
дисплей, сканер,
клавиатура
Большие
Пульт,
перфокарточный,
перфоленточный ввод
Добавился
алфавитно-цифровой
дисплей, клавиатура
Алфавитно-цифровое печатающее устройство
(АЦПУ), перфоленточный вывод
Графопостроитель, принтер
Магнитные ленты,
барабаны, перфоленты,
перфокарты
Добавился
магнитный диск
Перфоленты,
магнитный диск
Магнитные и
оптические диски
Универсальные языки
программирования,
трансляторы
Пакетные
операционные
системы,
оптимизирующие
трансляторы
Дружественность ПО,
сетевые операционные
системы
Режим работы
ЭВМ
Однопрограммный
Пакетный
Интерактивные
операционные
системы,
структурированные
языки
программирования
Разделения времени
Цель
использования
ЭВМ
Научно-технические
расчеты
Технические и
экономические
расчеты
Управление и
экономические
расчеты
Внешняя
память
Ключевые
решения в ПО
Персональная работа и
сетевая обработка
данных
Телекоммуникации,
информационное
обслуживание
Системотехника ЭВС, комплексы и сети
16