ОП 02 Архитектура аппаратных средств

Приложение 22

09.02.07

Информационные

к программе по специальности СПО
системы
и программирование

Министерство образования и молодежной политики Свердловской области
Государственное автономное профессиональное образовательное учреждение
Свердловской области «Сухоложский многопрофильный техникум»
РАССМОТРЕНО
Руководитель ЦК
___________________
«_____»____________________20____г.

УТВЕРЖДАЮ
Зам. директора по УМР
_____________________И.А. Григорян
«_____»____________________20____г.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
«ОП.02 АРХИТЕКТУРА АППАРАТНЫХ СРЕДСТВ»

Сухой Лог
2023

Рабочая программа учебной дисциплины разработана на основе Федерального
государственного образовательного стандарта среднего профессионального образования
(далее
ФГОС СПО) по специальности 09.02.07 «Информационные системы и
программирование» (утв. приказом Министерства образования и науки РФ от 9 декабря 2016
г. N 1547 (ред. от 17.12.2020, 01.09.2022)). Зарегистрировано в Минюсте России 26.12.2016 N
44946.

Организация – разработчик: ГАПОУ СО «Сухоложский многопрофильный
техникум»
Разработчик: Селиванова В.Б. – преподаватель, высшая квалификационная
категория

СОДЕРЖАНИЕ
1.
ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ
ДИСЦИПЛИНЫ ОП.02 АРХИТЕКТУРА АППАРАТНЫХ СРЕДСТВ

2.
СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ ОП.02
АРХИТЕКТУРА АППАРАТНЫХ СРЕДСТВ

3.
УСЛОВИЯ РЕАЛИЗАЦИИ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ ОП.02
АРХИТЕКТУРА АППАРАТНЫХ СРЕДСТВ

4.
КОНТРОЛЬ И ОЦЕНКА РЕЗУЛЬТАТОВ ОСВОЕНИЯ УЧЕБНОЙ
ДИСЦИПЛИНЫ ОП.02 АРХИТЕКТУРА АППАРАТНЫХ СРЕДСТВ

1. ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
ОП.02. АРХИТЕКТУРА АППАРАТНЫХ СРЕДСТВ
1.1. Место
дисциплины
в
структуре
основной
профессиональной
образовательной программы: Учебная дисциплина «Архитектура аппаратных средств»
принадлежит к общепрофессиональному циклу.
Часть данной программы может быть реализована с применением дистанционных
образовательных технологий.
1.2. Цель и результаты освоения дисциплины:
Код
Умения
Знания
ОК 1.
получать информацию о базовые понятия и основные принципы построения
ОК 2.
параметрах
архитектур вычислительных систем;
ОК 4.
компьютерной системы; типы вычислительных систем и их архитектурные
ОК 5.
подключать
особенности;
ОК 9.
дополнительное
организацию и принцип работы основных
оборудование и
логических блоков компьютерных систем;
ПК 4.1 .
настраивать связь между процессы обработки информации на всех уровнях
ПК 4.2 .
элементами
компьютерных архитектур;
ПК 5.2 .
компьютерной системы; основные компоненты программного обеспечения
ПК 5.3.
производить
компьютерных систем;
ПК 5.6.
инсталляцию и
основные принципы управления ресурсами и
ПК 5.7.
настройку программного организации доступа к этим ресурсам
ПК 6.1.
обеспечения
ПК 6.4.
компьютерных систем
ПК 6.5.
ПК 7.1.
ПК 7.2.
ПК 7.3.
ПК 7.4.
ПК 7.5.
2. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
2.1. Объем учебной дисциплины и виды учебной работы
Вид учебной работы
Объем образовательной программы

Объем в часах
92

в том числе:
теоретическое обучение

практические занятия

Самостоятельная работа

Консультация
Промежуточная аттестация в форме дифференцированного зачета

2.2. Тематический план и содержание учебной дисциплины ОП.02 Архитектура аппаратных средств
Наименование разделов и тем

Содержание учебного материала и формы организации деятельности обучающихся

Содержание учебного материала
Понятия аппаратных средств ЭВМ, архитектуры аппаратных средств. Этапы развития
вычислительных устройств. История развития вычислительных устройств и приборов.
Раздел 1 Вычислительные приборы и устройства
Тема 1.1. Классы
Содержание учебного материала
вычислительных машин
Поколения ЭВМ. Основные характеристики ЭВМ по поколениям. Классификация ЭВМ: по
принципу действия, назначению, по размерам и функциональным возможностям
Раздел 2 Архитектура и принципы работы основных логических блоков системы
Тема 2.1 Кодирование
Содержание учебного материала
информации
Способы представления информации. Физический смысл бита. Понятие о сигналах.
Представление аналоговых и дискретных сигналов. Принципы кодирования символьной,
графической и звуковой информации. Сжатие данных, компрессия, кодеки, форматы файлов.
Тема 2.2 Арифметические
Содержание учебного материала
основы ЭВМ
Понятие о системах счисления. Системы счисления, применяемые в ЭВМ. Связь между
позиционными системами счисления. Переводы чисел. Арифметические операции в
позиционных системах счисления. Представление чисел в ЭВМ. Понятие о разрядной сетке
ЭВМ. Запись целых и вещественных чисел в разрядной сетке ЭВМ. Машинные коды чисел и
их применение в вычислительной технике.
В том числе практических занятий и лабораторных работ
Введение

Переводы чисел. Арифметические операции. Форматы чисел.
Запись чисел в разрядной сетке ЭВМ. Получение прямого обратного и дополнительного кода
чисел. Выполнение операций в машинных кодах.
Тема 2.3 Логические основы Содержание учебного материала
ЭВМ, элементы и узлы
Основные логические элементы И, ИЛИ, НЕ. Вентили. Триггеры. Схема, УГО и принцип
работы RS- JK- T- триггеров. Регистры. Схема, УГО и принцип работы 4-х разрядного
кольцевого регистра сдвига. Суммирующие устройства. Схема, УГО и принцип работы
полусумматора и полного сумматора. Схема и принцип работы параллельного и последова-

Объем в
часах

2
2

10
2

8
4
4
12
2

Осваиваемые
элементы
компетенций

ОК 1.
ОК 2.
ОК 4.
ОК 5.
ОК 9.
ПК 4.1 .
ПК 4.2 .
ПК 5.2 .
ПК 5.3.
ПК 5.6.
ПК 5.7.
ПК 6.1.
ПК 6.4.
ПК 6.5.
ПК 7.1.
ПК 7.2.
ПК 7.3.
ПК 7.4.
ПК 7.5.

тельного сумматора. Схема и принцип работы многоразрядного сумматора процессора.
Кодирующие и декодирующие устройства. Шифраторы, дешифраторы, ЦАП, АЦП.
Применение, основные характеристики, принцип работы. Компараторы. Применение,
основные характеристики, принцип работы. Коммутирующие устройства. Мультиплексоры,
демультиплексоры. Применение, основные характеристики, принцип работы. Счетчики.
Применение, основные характеристики, принцип работы. Арифметико-логическое устройство.
Способы действий над операндами, виды обрабатываемых чисел, структура.
В том числе практических занятий
Получение таблицы состояний по логической схеме. Получение логической схемы по
логической формуле. Получение логической формулы по логической схеме. Получение схемы
по таблице состояний.
Тема 2.4 Типовая структура Содержание учебного материала
микропроцессоров
Понятие о процессоре. Основные характеристики процессоров Структура процессора по фон
Нейману. Принципы фон Неймана. Другие простейшие типы архитектур. Структура
команды. Системы команд и классы процессоров CISC, RISC, MISC, WLIW. Цикл выполнения
короткой команды. Пример исполнение программы процессором. Технология изготовления
современных микропроцессоров. Установка процессоров в современных ПК.
В том числе практических занятий
Исполнение программы процессором.
Тема 2.5. Технологии повы- Содержание учебного материала
шения производительности Конвейерная обработка команд. Суперскаляризация. Матричные и векторные процессоры.
процессоров
Динамическое исполнение процессоров. Технология Hyper-Threading
Тема 2.6. Принципы
Содержание учебного материала
организации ЭВМ
Базовые представления об архитектуре ЭВМ. Простейшие типы архитектур. Принцип
открытой архитектуры. Магистрально-модульный принцип организации ЭВМ. Классификация
параллельных компьютеров. Классификация архитектур вычислительных систем:
классическая архитектура, классификация Флинна.
Тема 2.7. Компоненты
Содержание учебного материала
системного блока
Основные компоненты системных плат. Понятие о форм-факторе. Особенности спецификации
АТ и АТХ. Другие типоразмеры системных плат различных стандартов. Набор микросхем
системной платы, чипсет. Базовая система ввода/вывода, BIOS. Структура. Основные
функции. Структура шин ПК. Основные характеристики. Стандарты шин ПК.

10
10

14
2

12
12
2
2
2
2

12
2

Последовательный и параллельный порты. Корпуса ПК. Конструктивные части корпусов ПК.
Требования к технологически продуманному корпусу. Принципы организации
воздухообмена в корпусе ПК. Приемы шумоизоляции в корпусе ПК. Основные функции и
характеристики БП. Принцип работы импульсного БП. Маркировка БП. Методика расчета
мощности БП. Факторы влияющие на срок службы БП. Защита блоков питания. ИБП.
В том числе практических занятий
Конфигурирование компонентов системного блока.
Тема 2.8. Запоминающие
Содержание учебного материала
устройства ЭВМ
Иерархическая структура памяти ПК. Особенности расположения и физической реализации.
Логическая организация памяти. Характкристики. Цикл доступа к электронной ячейке памяти.
Тайминг. Память RAM, SRAM, DRAM. Реализация систем основной оперативной памяти.
Модули DIP, SIP, SIMM, DIMM, RIMM, ZIPRAM и другие типы элементов памяти. Твердотельные накопители информации. Принцип хранения электронного сигнала. Физические
основы процессов записи и чтения информации на магнитных носителях. Конструктивные
особенности, принцип действия и основные характеристики НЖМД. Технология записи и
чтения информации на оптических носителях. Конструктивные особенности, принцип действия и основные характеристики СD. Форматы записи информации на СD. Накопители DVD.
В том числе практических занятий
Утилиты обслуживания жестких магнитных дисков и оптических дисков.
Раздел 3. Периферийные устройства
Тема 3.1. Периферийные
Содержание учебного материала
устройства вычислительной Структура видеоподсистемы ПК. Мониторы. Конструктивные особенности и формирование
техники
монохромного и цветного изображения в ЭЛТ мониторе. Технологии повышения качества
изображения в ЭЛТ мониторах. Основные характеристики ЭЛТ мониторов. Конструктивные
особенности и принцип формирования изображения в ЖК мониторах. Технологии повышения
качества изображения в ЖК мониторах. Основные характеристики ЖК мониторов. Видеоадаптеры. Устройство и характеристики видеоадаптера. Принцип действия видеоадаптера.
Режимы работы видеоадаптеров. 2D- и 3D-акселераторы. Синтез трехмерного изображения.
3D-конвейер.

10
10
10
2

8
8
8
12
2

Тема 3.2. Нестандартные
периферийные устройства

Всего:

Структура звуковой подсистемы ПК. Конструктивные особенности звуковой карты. Принцип
работы и основные характеристики модуля записи и воспроизведения. Компрессия данных.
Кодеки. Синтез звука. Методы синтеза звука. Принцип работы модуля синтезатора. Модуль
микшера, его основные функции и характеристики. Акустические системы, их классы и
основные характеристики.
Принцип действия штырьковой клавиатуры. Конструктивное исполнение клавиатур.
Конструктивные особенности и принцип действия оптико-механического и оптического
манипулятора мышь. Трэкбол. Тачпад.
Принцип действия, характеристики и классификация сканеров. Фотодатчики, применяемые в
сканерах. Сканирование цветных изображений. Типы сканеров. Аппаратный и программный
интерфейс сканеров.
Принтеры, их классификация, режимы работы и основные характеристики. Принцип работы
принтеров ударного типа, струйных и лазерных принтеров.
В том числе практических занятий
Периферийные устройства компьютера их интерфейсы и подключение.
Содержание учебного материала
Устройства формирования объемных (3D) изображений. Бинокулярные и монокулярные 3D
устройства. Принцип формирования стереопары. Методы селекции. Шлемы виртуальной
реальности. Конструктивные особенности и принцип формирования 3D изображения.
Магнитные, ультразвуковые и инерциальные системы виртуальной ориентации (СВО). 3D
мониторы. Принцип получения изображения в плоскопанельном мониторе с расширителем
изображения. 3D очки. Принцип действия 3D очков. Подключение нестандартных устройств.
В том числе практических занятий
Самостоятельная работа обучающихся

10
10
2
2

3. УСЛОВИЯ РЕАЛИЗАЦИИ ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
ОП.02. АРХИТЕКТУРА АППАРАТНЫХ СРЕДСТВ
3.1. Для реализации программы учебной дисциплины предусмотрены следующие
специальные помещения:
Лаборатория «Вычислительной техники, архитектуры персонального
компьютера и периферийных устройств»:

Компьютеры обучающихся – 15 шт.;

компьютер преподавателя (аппаратное обеспечение: оперативная память
объемом не менее 4 ГБ) – 1 шт.;

12 комплектов компьютерных комплектующих для произведения сборки,
разборки и сервисного обслуживания ПК и оргтехники;

Проектор и экран;

Маркерная доска;

Программное обеспечение общего и профессионального назначения, в том
числе включающее в себя следующее ПО:

EclipseIDEforJava EEDevelopers, .

NETFrameworkJDK 8,

NetBeans,

AndroidStudio,

IntelliJIDEA.

3.
4.

3.2.1 Информационное обеспечение реализации программы
Основные источники:
Рыбальченко, М. Архитектура информационных систем [Текст] Учебное пособие /
М. Рыбальченко. – М.: Юрайт, 2020. – 92 с.
Дополнительные источники:
Гуриков, С.Р. Методические указания по проведению практических работ по дисциплине
«Архитектура ЭВМ и вычислительных систем» [Текст] / С. Р. Гуриков. – Красногорск:
Красногорский оптико-электронный колледж, 2006 г. – 41 с.
Максимов, Н.В. Архитектура ЭВМ и вычислительных систем [Текст]: Учебник / Н. В.
Максимов, Т. Л. Партыка, И. И. Попов. – М.: Форум: ИНФРА-М, 2013. – 512 с.
Таненбаум, Э. Архитектура компьютера [Текст] / Э. Таненбаум, Т. Остин. – СПб.: Питер,
2016. – 816 с
3.2.2. Электронные издания (электронные ресурсы)
1.Архитектура ЭВМ и систем : учебное пособие / Ю.Ю. Громов, О.Г. Иванова, М.Ю. Серегин и
др. ; Тамбовский государственный технический университет. – Тамбов : Тамбовский
государственный технический университет (ТГТУ), 2012. – 200 с. – Режим доступа: по подписке.
– URL: https://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=277352 – Библиогр. в кн. – Текст :
электронный.
2.Айдинян, А.Р. Аппаратные средства вычислительной техники : учебник / А.Р. Айдинян. –
Москва ; Берлин : Директ-Медиа, 2016. – 125 с. : ил., схем., табл. – Режим доступа: по подписке.
– URL: https://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=443412 – Библиогр. в кн. – ISBN 978-5-44758443-6. – DOI 10.23681/443412. – Текст : электронный.

4. КОНТРОЛЬ И ОЦЕНКА РЕЗУЛЬТАТОВ ОСВОЕНИЯ УЧЕБНОЙ
ДИСЦИПЛИНЫ ОП.02. АРХИТЕКТУРА АППАРАТНЫХ СРЕДСТВ
Результаты обучения
(освоенные умения,
усвоенные знания)
Перечень умений,
осваиваемых в рамках
дисциплины
получать информацию о
параметрах компьютерной
системы;
подключать дополнительное
оборудование и настраивать
связь между элементами
компьютерной системы;
производить инсталляцию и
настройку программного
обеспечения компьютерных
систем
Перечень знаний,
осваиваемых в рамках
дисциплины
базовые понятия и основные
принципы построения
архитектур вычислительных
систем;
типы вычислительных систем
и их архитектурные
особенности;
организацию и принцип
работы
основных логических блоков
компьютерных систем;
процессы обработки
информации на всех уровнях
компьютерных архитектур;
основные компоненты
программного обеспечения
компьютерных систем;
основные принципы
управления ресурсами и
организации доступа к этим
ресурсам

Критерии оценки

Методы контроля

«Отлично» - теоретическое
содержание курса освоено
полностью,
без
пробелов,
умения сформированы, все
предусмотренные программой
учебные задания выполнены,
качество
их
выполнения
оценено высоко.
«Хорошо» - теоретическое
содержание курса освоено
полностью,
без
пробелов,
некоторые
умения
сформированы недостаточно,
все
предусмотренные
программой учебные задания
выполнены, некоторые виды
заданий
выполнены
с
ошибками.
«Удовлетворительно»
теоретическое
содержание
курса освоено частично, но
пробелы
не
носят
существенного
характера,
необходимые умения работы с
освоенным
материалом
в
основном
сформированы,
большинство
предусмотренных программой
обучения учебных заданий
выполнено,
некоторые
из
выполненных
заданий
содержат ошибки.
«Неудовлетворительно» теоретическое содержание
курса не освоено, необходимые
умения не сформированы,
выполненные учебные задания
содержат грубые ошибки.

Примеры форм и
методов контроля и
оценки
• Компьютерное
тестирование на знание
терминологии по теме;
• Тестирование….
• Контрольная работа ….
• Самостоятельная
работа.
• Защита реферата….
• Семинар
• Защита курсовой
работы (проекта)
• Выполнение проекта;
• Наблюдение за
выполнением
практического задания.
(деятельностью
студента)
• Оценка выполнения
практического
задания(работы)
• Подготовка и
выступление с докладом,
сообщением,
презентацией…
• Решение ситуационной
задачи….