СОВРЕМЕННЫХ МИКРОПРОЦЕССОРОВ

УЧЕБНЫЙ ПЛАН ПО ДИСЦИПЛИНЕ

* Программа дисциплины «Вычислительная техника и программирование»

2. САМОСТОЯТЕЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ

Семестр 1

РАЗДЕЛ 1. ИНФОРМАЦИЯ ЕЕ ВИДЫ И СВОЙСТВА. МЕРЫ И КАЧЕСТВА ИНФОРМАЦИИ. СИСТЕМЫ СЧИСЛЕНИЯ. ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ИНФОРМАЦИИ В ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМАХ

Понятие информации. Дискретный характер представления информации в вычислительных системах. Позиционные системы счисления. Двоичная и шестнадцатеричная системы счисления. Общая характеристика процессов сбора передачи, обработки и накопления информации. Меры информации.

РАЗДЕЛ 2. БАЗОВЫЕ ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ. ВВЕДЕНИЕ В АРХИТЕКТУРУ СОВРЕМЕННЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ

Технические и программные средства реализации информационных процессов. Современное звучание и интерпретация принципов Неймана. Компоненты современной вычислительной системы и организация их взаимосвязей. Принципы построения вычислительной системы на основе односвязного и многосвязного интерфейсов.

РАЗДЕЛ 3. ПРИНЦИПЫ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ

Общие принципы построения современных процессоров: конвейеризация, суперскалярность, динамическое спекулятивное исполнение, предсказание переходов. Введение в микроархитектуру процессоров семейства P6. Общие принципы функционирования трехмодульного потокового конвейера. Базовое программное окружение современного процессора. Режимы функционирования процессоров архитектуры IA-32. Регистры базового программного окружения. Принципы организации памяти: сегментирования и страничное преобразование.

РАЗДЕЛ 4. АЛГОРИТМИЧЕСКИЕ ЯЗЫКИ ПРОГРАММИРОВАНИЯ. БАЗОВЫЕ АЛГОРИТМИЧЕСКИЕ СТРУКТУРЫ В ЯЗЫКАХ ПРОГРАММИРОВАНИЯ. ПАРАДИГМЫ ПРОГРАММИРОВАНИЯ И ИХ РЕАЛИЗАЦИЯ В ЯЗЫКЕ VB/VBA

Алгоритмизация и программирование. Понятие инструкции и программы. Автоматизм выполнения программ. Язык программирования как формальная система правил. Базовые сущности языков программирования:переменные, операторы, выражения. Типы данных. Простые и структурные операторы.

Языки программирования высокого уровня. Модели решения функциональных и вычислительных задач. Лексические понятия языков программирования: идентификаторы, ключевые слова, литералы, операторы и разделители, выражения. Базовые лексические единицы языка Visual Basic. Сравнение лексического словаря VB с другими языками программирования (С++, С#, Object Pascal, Java). Основополагающие алгоритмические структуры и достаточность для организации алгоритмов любой сложности. Реализация базовых алгоритмических структур в VB/VBA. Принципы и системы понятий в различных языках программирования. Неструктурные и процедурные парадигмы языков программирования. Понятие процедуры и функции. Реализация процедурной парадигмы в VB/VBA. Объектно-ориентированная парадигма программирования. Абстрактные типы данных. Объединение данных и методов их обработки. Инкапсуляция. Понятие класса и его реализации (объекта). Методы и свойства объекта. Реализация идей объектного программирования в VB/VBA. Модули классов.

РАЗДЕЛ 5. ОПЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ: ФУНКЦИИ, АРХИТЕКТУРА И ПРИНЦИПЫ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ. БАЗОВЫЕ МЕХАНИЗМЫ ОС

Прикладное и системное программное обеспечение. Назначение и функции операционных систем. Операционная система как виртуальная машина. Операционная система как система управления ресурсами. Функциональные компоненты операционной системы: управление процессами, управление памятью, управление файлами и внешними устройствами, интерфейс прикладного программирования. Архитектура операционной системы. Многослойная структура ОС. Средства аппаратной поддержки ОС. Уровень машинных абстракций. Базовые механизмы ядра. Менеджеры ресурсов. Интерфейс системных вызовов. Микроядерная архитектура ОС. Принцип многоуровневого представления (декомпозиции) сложных аппаратных и программных сущностей.

Семестр 2

РАЗДЕЛ 6. ПРИКЛАДНОЕ ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ. ВВЕДЕНИЕ В РЕЛЯЦИОННЫЕ БАЗЫ ДАННЫХ

Программное обеспечение и технологии программирования. Классификация программного обеспечения: операционные системы, сервисы, утилиты, оболочки и файловые менеджеры, прикладные программы. Виды прикладного программного обеспечения. Текстовые редакторы, текстовые процессоры и издательские системы. Графические редакторы. Понятия векторной и растровой графики. Табличные процессоры как средства представления и обработки табличные данных: адресация ячеек, организация связи между ячейками, базовые математические функции табличного процессора. Базы данных. Системы управления реляционными базами данных и их принципиальные отличия от табличных процессоров. Структура программных средства СУБД: база данных, машина баз данных, клиентские средства доступа к данным, клиентская бизнес-логика. Виды СУБД. Объекты базы данных: таблицы, индексы, ограничения, представления, хранимые процедуры, триггеры. Математические программные комплексы.

РАЗДЕЛ 7. ИНФОРМАЦИОННО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ СЕТИ. БАЗОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПОСТРОЕНИЯ СЕТЕЙ

Назначение вычислительных сетей. Основные показатели качества вычислительной сети: понятие пропускной способности, масштабируемости и прозрачности. Вычислительные сети по территориальному признаку: локальные, региональные и глобальные. Локальные и глобальные сети ЭВМ. Широковещательные и последовательные сети. Базовые геометрии построения сетей: линейные, кольцевые, радиальные, сотовые, полносвязные. Сети с коммутацией пакетов и коммутацией каналов. Применение принципа многоуровневого представления систем для декомпозиции средств сетевого взаимодействия. Понятие сетевого протокола и сетевого интерфейса. Стек коммуникационных протоколов. Модель взаимодействия открытых систем. Уровни OSI и их основные функции: физический, канальный, сетевой, транспортный, сеансовый, представительский, прикладной. Технологии и протоколы физического уровня: структурированные кабельные системы, сетевые адаптеры, кодирование информации. Логическая организация сети: структуризация на основе коммутаторов, мостов. Протоколы канального уровня. Сетевой уровень как средство построения больших сетей. Принципы маршрутизации и функции маршрутизатора.

РАЗДЕЛ 8. БАЗОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ЗАЩИТЫ ИНФОРМАЦИИ

Основы защиты информации и сведений, составляющих государственную тайну. Методы защиты информации. Базовые технологии безопасности. Шифрование. Симметричные алгоритмы шифрования. Несимметричные алгоритмы шифрования. Односторонние функции шифрования. Технология защищенного канала. Межсетевое экранирование. Сетевая аутентификация на основе многоразового пароля. Аутентификация с использованием одноразового пароля. Синхронизация по времени. Схема с использованием слова-вызова. Цифровая подпись.