Рабочая программа по дисциплине “Микропроцессорные электронно-вычислительные средства (эвс)”




Скачать 145.92 Kb.
НазваниеРабочая программа по дисциплине “Микропроцессорные электронно-вычислительные средства (эвс)”
Дата03.10.2012
Размер145.92 Kb.
ТипРабочая программа


Федеральное агентство по образованию


ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

(ТУСУР)

УТВЕРЖДАЮ

Проректор университета

по учебной работе

_________М.Т. Решетников

“04__”09_________2007 г.


РАБОЧАЯ ПРОГРАММА


по дисциплине “Микропроцессорные электронно-вычислительные средства (ЭВС)” (по выбору) для cтудентов специальности 090105 - “Комплексное обеспечение информационной безопасности автоматизированных систем».


Факультет вычислительных систем


Профилирующая кафедра “Комплексной информационной безопасности электронно-вычислительных систем” (КИБЭВС).


Учебный план набора 2005г. и последующих лет


Курс четвертый

Семестр - 7, 8


Распределение учебного времени


Лекции - 45 час

Лабораторные занятия - 18 часов

Практические занятия - 18 часов

Курсовой проект - 8 часов (8 сем.)

Всего аудиторных занятий - 89 часов

Самостоятельная работа - 14 часов

Общая трудоёмкость -103 часа

Экзамен - 7 сем.

Курсовой проект - 8 сем. (диф. зачет)


2007 г.


Рабочая программа составлена на основании учебного плана по специальности 090105 - “Комплексное обеспечение информационной безопасности автоматизированных систем», утверждённого 05.04. 2000г., рассмотрена и утверждена на заседании кафедры КИБЭВС от “__30__” ____08________2007 г., протокол №_55____.


Разработчик:

доцент кафедры КИБЭВС Л.А. Торгонский


Зав. кафедрой КИБЭВС, профессор А.А. Шелупанов


Рабочая программа согласована с факультетом.


Декан ФВС Л.А.Козлова





1 Цель, задачи и место дисциплины в учебном процессе


1.1. Цель преподавания дисциплины.

Дисциплина “Микропроцессорные электронно-вычислительные средства (ЭВС)” (МПЭВС) включена в учебный план подготовки специалистов с целью освоения и развития знаний по применению и построению программно-управляемых аппаратных средств, составляющих основу современных электронно-вычислительных средств (ЭВС). Основное место в дисциплине отведено изучению микропроцессорной средств, как элементной базы контроллеров и микропроцессорных систем расширения интеллектуальных интерфейсов автоматизированных систем.

1.2. Задачи изучения дисциплины.

Программа подготовки специалиста определяет следующие основные задачи:

-объединить и пополнить знания по техническим средствам электронной техники (схемотехника, элементная база) знаниями по организации встроенного программного управления в микропроцессорах (операции, команды, процессы, программы, языки программирования);

-освоить и развить знания по архитектурам, структурам, параметрам микропроцессоров ЭВС, как программно-управляемых объектов современной электроники;

-освоить и развить знания, умения и навыки использования микропроцессорной элементной базы в контроллерах и ЭВС реального времени.

1.3. Место и преемственность дисциплин в учебном плане.

Дисциплина МПЭВС введена в учебный план специальности в числе дисциплин изучаемых по выбору, для расширения знания и умений применения микропроцессорной элементной базы в освоении средств микропроцессорной техники.

Изучение курса МПЭВС базируется на знаниях, полученных при изучении предшествующих дисциплин учебного плана специальности:

- информатика 1,2;

- электроника и схемотехника;

- методы программирования;

- аппаратные средства вычислительной техники.

По итогам успешного изучения дисциплины формируются знания, умения, навыки комплексного решения задач аппаратно-программной поддержки новых проектов.

2 Содержание дисциплины ( 7 сем.)

2.1 Введение - 1 час.

Термины и определения предметной области (микропроцессор, память, периферийное устройство, модуль, шина, цикл, команда, программа). Исторический обзор развития микропроцессоров (МП). Поколения МП. Сферы применения МП. Базовые параметры МП. Состояние современной МП техники.

    1. Архитектура и структура МП.-10 часов

Архитектура МП. Аппаратные средства МП. Базовые подсистемы аппаратных средств. Состав сигнальных потоков между подсистемами. Рабочий цикл процессора. Коммуникационные тракты процессора. Основы физической реализации трактов. Магистральные тракты в МП.

Ресурсы МП. Обеспечение и разделение ресурсов. Модульность подсистем МП. Процессор. Структура процессора (устройство управления (УУ), операционное устройство (ОУ), память процессора (ПП)). Устройство управления. Структура УУ (цифровой автомат, средства адресации, средства хранения и отработки команд). Функционирование УУ МП. Рабочий цикл.

Команда МП. Информационный состав команды. Интерпретация команды устройствами с «жесткой» логикой управления. Программируемые устройства интерпретации команд. Микрооперация. Микрокоманда. Микропрограмма. Язык описания микроопераций.

Состав рабочего цикла микропроцессора. Синхронные и асинхронные рабочие циклы. Направления сокращения цикла. Совмещение микроопераций. Параллельная, конвеерная, векторная устройства обработки.

Операционные устройства процессора. Структура ОУ. Арифметико-логическое устройство (АЛУ). Средства промежуточного хранения. Средства коммутации и сверхоперативного хранения входных и выходных сообщений. Результаты обработки. Слово состояния, как составная часть результата обработки. Аналоговые аппаратные средства в АЛУ.

2.3 Микропроцессоры. – 17 часов.

Классификация микропроцессоров по критериям модульности состава (одно-, многокристальные, секционные), изменяемости команд, организации шин, специализации назначения. Внешнее описание. Состав шин. Технические средства (ТС) окружения МП. Режимы взаимодействия с объектами ввода/вывода. Неформальное определение шины управления МП,

Архитектура базовых моделей МП с разделёнными шинами. Структура процессора. Состав шин. Режимы, состояния МП. Микропроцессорное устройство на основе МП. Программный режим. Программные модели МП. Команда и типовой рабочий цикл МП. Такты. Циклы. Выборка. Модификации циклов. Расширение шины управления. Системные контроллеры.

Система команд МП. Характеристика команд по критериям: функция, параметры формата, длительность цикла выполнения. Формы описания и представления команд (машинный код, символьная запись (инструкции языка Ассемблер), язык операций для команд).

Анализ системы команд МП. Состав операций. Операнды. Адресация. Характеристика команд по критериям: функция, формат, длительность. Цикл команды. Программирование МП. Язык Ассемблера. Организация линейных и циклических программ. Подпрограммы. Ассемблирование, дизассемблирование, отладка программ.

Архитектура и структура однокристальных микроЭВМ (ОЭВМ). Состав ОЭВМ. Режимы, состояния. Типовые циклы. Обрамление ОЭВМ. Программная модель ОЭВМ. Система команд ОЭВМ. Характеристика системы команд по базовым критериям. Анализ системы команд ОЭВМ. Программирование ОЭВМ

Цифровые сигнальные микропроцессоры обработки данных (ЦСМПОД). Обобщённая структура. Режимы, состояния. Обмен с окружением. Программные модели. Характеристика систем команд по базовым критериям. Программирование ЦСМПОД.

Секционные МП. Архитектура секционных МП. Состав комплектов. Внешние описания и объединение МП секций. Микропроцессорные устройства на основе микросхем комплекта. Область применения секционных МП. Программирование секционных МП

Запоминающие устройства МПС. Классификация ЗУ. Внутренняя оперативная и постоянная память. Внешние описания ЗУ. Иерархическая структура памяти МПС. Проблемы доступа (ассоциативный, произвольный, последовательный (стековый, магазинный)). Расширение адресного пространства.

Внешняя память ЭВС. Функциональный состав и ресурсы накопителей на магнитных, оптических, магнитооптических носителях, на цилиндрических магнитных доменах. Электрически перепрограммируемая постоянная внутренняя и внешняя память. Проектирование технических средств внешних ЗУ. Виртуализация памяти.

2.4 Микроконтроллеры. – 17 часов

Типовая структура устройств цифрового управления объектами. Устройства связи с объектом (УСО). Режим микроконтроллера (МК). Состав МК на основе МП с полным набором внешних шин.

Организация связи между МП и устройствами ввода-вывода. Алгоритмы и средства обмена МПУ с объектами внешней среды. Порты МК. Синхронный и асинхронный способы обмена. Программирование ввода/вывода.

Параллельный/последовательный ввод/вывод данных. Программируемые адаптеры. Программные модели параллельных и последовательных адаптеров. Инициализация. Форматы сообщений. Способы селекции портов. Интерфейсы и системы ввода-вывода.

Режимы микропроцессорных систем. Прерывания. Прямой доступ к внешним ресурсам. Классификация (источники запросов, управляемость МП, очерёдность, идентификация прерывающих запросов). Функции объектов МП систем. Специфика поддержки режима прерываний ОЭВМ.

Организации систем прерываний. Унифицированные средства систем прерываний. Режимы. Программные модели. Состав и спецификация шин. Инициализация. Программирование прерываний. Способы обмена и взаимодействия процессоров. Прямой доступ (ПД) к ресурсам. Функции средств ПД. Унифицированные средства ПД.

Специализированные аппаратные средства микропроцессорных контроллеров и систем. Контроль временных процессов и прерывания. Таймеры, измерители, преобразователи. Унифицированные и встроенные устройства УСО МП. Режимы. Программные модели. Состав и спецификация шин. Инициализация и программирование УСО.

Состав контроллера на основе ОЭВМ. Расширение памяти и состава доступных портов. Специализация встроенных УСО и АЛУ ОЭВМ (управление, контроль, быстродействие, затраты).

Внешние устройства ввода-вывода широкого применения (мониторы, печатающие устройства, сканеры, устройства ввода с графических документов) и специализированные (речевые, читающие автоматы). Голографические устройства.

Объекты контроля и управления. Датчики и исполнительные органы. Микропроцессорные устройства цифрового управления объектами. Устройств автоматического ввода-вывода информации в дискретной и непрерывной форме.

Основы и этапы проектирования аппаратных МП средств. Отладка и диагностика аппаратных средств. Аппаратные и программные средства отладки МП средств. Интегрированные средства отладки МПС. Тенденции развития аппаратных средств ЭВМ, МК, МПС.

3. ПРактические занятия -18 часов.

3.1. Микропроцессор с разделенными шинами. - 2 часа

3.2. Система команд и программирование МП ВМ80/ВМ85 -2 часа

3.3. Программирование задачи обработки с внешним запуском

и внешним контролем завершения. - 2 часа

3.4. Однокристальные МЭВМ. - 2 часа

3.5. Система команд и программирование МП i8051/ i8031.-2 часа

3.6. Контроллер ввода/вывода дискретных и

непрерывных сигналов - 2 часа

3.7. Эскизное проектирование контроллера прибора частного

назначения - 2 часа

3.8. Элементная база прибора. - 2 часа

3.9. Программное обеспечение (ПО) контроллера. -2часа

4. Лабораторные работы - 18 часов

Тема занятия

Объём

1Изучение и исследование системы команд учебных стендов.




4 часа

2 Микропроцессорное управление вводом/выводом и контроль времени.



4 часа

3. Микропроцессорное управление матричной клавиатурой и источником звука

4 часа

4. Микропроцессорное управление семисегментным табло

4 часа

5. Итоговое занятие

2 часа



5. ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ и вопросы контрольных работ

По дисциплине предусмотрено выполнение двух контрольных работ и двух индивидуальных заданий в седьмом семестре.

Лекционный курс разделён на три модуля по подразделам 2.2, 2.3, 2.4. По выделенным подразделам подготовлен банк индивидуальных заданий, содержащий по 120 вариантов. Задание 1 выдается после изучения подраздела 2.2 программы курса сроком на две учебные недели. Задание 2 выдается на весь семестр после завершения изучения подраздела 2.3 программы курса сроком на две учебные недели. Конечный срок сдачи второго задания за неделю до начала зачетной сессии.

Контрольные работы выполняются письменно в течение академического часа на неделе предшествующей очередной контрольной неделе семестра. Сборники вариантов контрольных работ и заданий размещены в локальной сети кафедры к ознакомлению студентов.

6. КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ -8 часов (8 сем.)

Основной тематикой курсового проектирования определены контроллеры или микропроцессорные системы для управления установками бытового или научно-технического, производственного назначения.

Курсовое проектирование выполняется в соответствии с методическими указаниями. Результатом проектирования является функциональная электрическая схема, алгоритм и программа управления контроллером.

Допускается выполнение проектов направленных на развитие материально-технического обеспечения лаборатории, ее программных продуктов, библиотечных баз. При этом выполнение проектов может дополняться выполнением учебно-исследовательской работы.

Варианты тем курсового проектирования размещены в приложении к методическим указаниям по курсовому проектированию. Для расширения ресурса времени на курсовое проектирование вариант темы курсового проекта может быть развитием темы второго индивидуального задания.


7. самостоятельная работа. – 14 часов

Самостоятельная работа планируется по срокам и видам занятий, в соответствии с таблицей 1.

Таблица 1. - Планирование самостоятельной работы.


Вид занятий

Семестр

Ауд. занятий

(часов)

Сам. работа (часов)

1.Подготовка к лекциям

7

45

1

2.Подготовка к практическим

занятиям

7

9

1

3.Выполнение индивидуальных заданий

7

-


4

4.Подготовка отчётов лабораторных работ


7


18


4

5.Выполнение курсового проекта

8

8

4







Всего:

14 часов


8. РЕЙТИНГОВЫЙ КОНТРОЛЬ (сем. 7)

По дисциплине устанавливается рейтинговая система учёта и контроля учебной деятельности студента. В соответствии с распределением изучения дисциплина осваивается в 7 и 8 семестрах. По итогам изучения дисциплины в 7 семестре студент сдает экзамен. В седьмом семестре студент изучает теоретические положения дисциплины, выполняет программу практических занятий и две контрольные работы, выполняет цикл из четырёх лабораторных работ и 2 индивидуальные контрольные задания. Названные разделы учебной деятельности по дисциплине оцениваются в 7 семестре следующим образом:

Выполнение и отчетность по циклу лабораторных работ - до 48 баллов;

Критерий оценки:

- аккуратность оформления - 3 балла/раб.;

- полнота содержания - 9 баллов/раб.

Выполнение индивидуальных заданий: - 17 баллов/задание

Критерии оценки:

- аккуратность оформления - 2 балла/задан.;

- полнота содержания - 12 балла/задан.;

- сдача отчетов в срок - 3 балла/задан.

Работа по программе практических занятий:

- активность работы в семестре – до 8 баллов

- пропуск практических занятий по неуважительной причине

-минус 0,5 балла/час;

- пропуски лекционных занятий по неуважительной причине

- минус 0,25 балла/час

Контрольные работы: - по 15 баллов/раб.

Критерии оценки:

- аккуратность оформления - 5 балла/раб.;

- полнота ответа по содержанию - 10 баллов/раб.;

Согласно действующему положению о рейтинговой системе текущая посещаемость и рейтинговые баллы фиксируются в групповых журналах руководителей занятий. В контрольные точки семестра 7 (2раза в семестр) текущий рейтинг по дисциплине фиксируется в ведомостях текущей успеваемости, передаваемых в деканат.

По завершении семестра фиксируется семестровый рейтинг в экзаменационной ведомости.

Если семестровый рейтинг ниже 80 баллов, сдача экзамена является обязательной. Если семестровый рейтинг ниже 50 баллов, студент к экзамену не допускается, его семестровый рейтинг аннулируется. Иные обстоятельства в случае недостаточного рейтинга регламентируются положением о рейтинговой системе ТУСУР.

При семестровом рейтинге от 80 до 89, студенту по его просьбе может быть проставлена экзаменационная оценка «хор» с сохранением семестрового рейтинга. Иначе студент может сдавать экзамен с последующим результатом, установленным положением о рейтинговой системе ТУСУР.

При семестровом рейтинге от 100 до 120, студенту по его просьбе может быть проставлена экзаменационная оценка «отлично» с сохранением семестрового рейтинга. Иначе студент может сдавать экзамен с последующим результатом, установленным положением о рейтинге.

9 РЕЙТИНГОВЫЙ КОНТРОЛЬ ( 8 сем.)

Рейтинг (до 120 баллов) курсового проекта формируется из двух контрольных собеседований:

- через три недели после выдачи задания - до 5 баллов;

- на контрольной неделе, перед истечением срока

сдачи проекта на проверку - до 10 баллов.

- аккуратность и соответствие нормам оформления

чертежей и пояснительной записки, соответственно - по 15/10 баллов;

- техническая грамотность чертежей и пояснительной

записки - по 30 баллов;

- защита проекта, ответы на вопросы - до 20 баллов.

10. Учебно- методическая литература

Основная литература:

1 Микропроцессоры: В 3-х кн. Кн. 1 Архитектура и проектирование микроЭВМ. Организация вычислительных процессов: Учеб. для втузов/В.Д.и др.; Под ред. Л.Н.Преснухина,- Мн.: Выш. шк., 1987.- 414 с.: ил.

2. Микропроцессоры: В 3-х кн. Кн. 2 Средства сопряжения. Контролирующие и информационно-управляющие системы: Учеб. для втузов/В.Д.Вернер, Н.В. Воробьёв и др.; Под ред. Л.Н.Преснухина,- Мн.: Выш. шк., 1987.- 303 с.: ил.

3 Пескова С.А., Гуров А.И., Кузин А.В. Центральные и периферийные устройства электронных вычислительных средств/ Под ред.О.П. Глудкина.-М.: Радио и связь, 1999.- 344 с., ил.

Дополнительная литература:

4 Александров и др. Микропроцессорные системы /Под ред. Д.В. Пу-занкова.- СПб.: Политехника, 2002 – 935 с., ил.

5 Микропроцессоры: В 3-х кн. Кн.3: Средства отладки: Лабораторный практикум и задачник. Учеб. для втузов/Н.В.Воробьёв, В.Л. Горбунов и др.; Под ред. Л.Н.Преснухина,- Мн.: Выш. шк., 1987.- 287 с.: ил.

6 Калабеков Б.А. Микропроцессоры и их применение в система передачи и обработки сигналов: Учеб. пособие для вузов.- М.: Радио и связь, 1988. 368 с.

7 Однокристальные микроЭВМ. Справочник/ Боборыкин А.В., Липовецкий Г.П. и др. – М.: МИКАП, 1994г.- 400с.:ил

8 Сташин В.В. и др. Проектирование цифровых устройств на одно-кристальных микроконтроллерах / В.В. Сташин, А.В. Урусов, О.Ф. Мологонцева. - М.: Энергоатомиздат, 1990 г. - 224 с.

9 Каган Б.М. Электронные вычислительные машины и системы: Учеб. пособие для вузов. – М.: Энергия, 1979. – 528 с.

10 Балашов Е.П. и др. Микро- и миниЭВМ / Е.П. Балашов, В.Л. Григорьев, Г.А. Петров: Учебное пособие для вузов.- Л.: Энергоатомиздат, Ленинградское отделение, 1984 г.-

11 Торгонский Л.А., Праскурин Г.А. Проектирование центральных и периферийных устройств ЭВС. Микропроцессорные ЭВС. Часть 2. Лабораторный практикум. – Томск: ТУСУР, 2003 г.- 99 с.

12 Торгонский Л.А. Учебные стенды /Справочное пособие, Часть 1. –Томск: ТУСУР. 2004.- 50. ил.

13 Торгонский Л.А. Проектирование микроконтроллеров: Методические указания по курсовому проектированию дисциплины «Микропроцессорные ЭВС»– Томск: ТУСУР, 2005.- 12 с.

14 Справочник по цифровой вычислительной технике: (Электронные вычислительные машины и системы)/Б.Н. Малиновский, В.Я. Александров и др. Под. ред. Б.Н.Малиновского. – К.: «Техника», 1980, 320 с., ил.

Компьютерное исполнение: ЛВС/Cesir/aos/tla/МПЭВС

1 Разделы конспекта лекций

2 Сборники индивидуальных заданий и контрольных работ.

3 Экзаменационные билеты по дисциплине.


Похожие:

Рабочая программа по дисциплине “Микропроцессорные электронно-вычислительные средства (эвс)” iconРабочая программа учебной дисциплины (рпд) Микропроцессорные системы Цели изучения дисциплины Учебная дисциплина «Микропроцессорные системы»
Освоение курса «Микропроцессорные системы» позволяет решить задачу подготовки специалистов, способных быстро и эффективно внедрять...
Рабочая программа по дисциплине “Микропроцессорные электронно-вычислительные средства (эвс)” iconРабочая программа учебной дисциплины «микропроцессорные системы» для специальности: 230101 «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети» Заочная форма обучения
«Вычислительные машины, комплексы, системы и сети», изложенных в Государственном образовательном стандарте высшего профессионального...
Рабочая программа по дисциплине “Микропроцессорные электронно-вычислительные средства (эвс)” iconРабочая программа по дисциплине дн(М). В1 Цифровые устройства и микропроцессорные системы

Рабочая программа по дисциплине “Микропроцессорные электронно-вычислительные средства (эвс)” iconРабочая программа по дисциплине опд. В. 1 Цифровые устройства и микропроцессорные системы

Рабочая программа по дисциплине “Микропроцессорные электронно-вычислительные средства (эвс)” iconРабочая программа по дисциплине «Микропроцессорные средства»
Типичные примеры автоматизации промышленных объектов с помощью плк. Семейство контроллеров simatic s7-200. Аппаратура simatic s7-200....
Рабочая программа по дисциплине “Микропроцессорные электронно-вычислительные средства (эвс)” iconРабочая программа предназначена для профессиональной подготовки учащихся школы по профессии «Оператор электронно-вычислительных и вычислительных машин»
Рабочая программа определяет сроки обучения в объеме 700 часов. Содержание программы соответствует базовому учебному плану по профессии...
Рабочая программа по дисциплине “Микропроцессорные электронно-вычислительные средства (эвс)” iconРабочая программа По дисциплине «Технические средства компьютерных систем»
Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры «Технология допечатных процессов»
Рабочая программа по дисциплине “Микропроцессорные электронно-вычислительные средства (эвс)” iconВопросы к экзамену по дисциплине «Микропроцессорные средства» для студентов 3-го курса 2007-2008 уч г
Центральное устройство управления в составе эвм, структура, основные функции, принцип действия
Рабочая программа по дисциплине “Микропроцессорные электронно-вычислительные средства (эвс)” iconРабочая программа по дисциплине «Технические средства обеспечения безопасности движения»
Рабочая программа составлена: Несветовой Е. А. старшим преподавателем кафедры «Управление эксплуатационной работой»
Рабочая программа по дисциплине “Микропроцессорные электронно-вычислительные средства (эвс)” iconКонспект лекций по дисциплине: «Операционные системы и среды»
«Системы баз данных», «Инструментальные средства разработки аппаратно-программных систем», «Микропроцессоры и микропроцессорные системы»,...
Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©lib.znate.ru 2014
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница