Комп'ютерна схемотехніка та архітектура комп'ютерних систем

Спеціальність: Комп'ютерні науки (Проектування і програмування інтелектуальних систем та пристроїв)
Код дисципліни: 6.122.12.O.012
Кількість кредитів: 5.00
Кафедра: Системи автоматизованого проектування
Лектор: Панчак Роман Теодорович
Семестр: 2 семестр
Форма навчання: денна
Мета вивчення дисципліни: Метою вивчення навчальної дисципліни є здобуття базових знань з основ теорії побудови та функціонування основних пристроїв, вузлів, базових елементів та архітектури сучасних комп’ютерної техніки, що виконані на базі інтегральної технології, формування практичних навичок щодо оцінювання стану комп’ютерної техніки, аналізу функціонування та синтезу схем з заданими характеристиками, моделювання та проектування апаратних пристроїв, а також підготовка фахівців, які вміють раціонально вибирати та використовувати сучасні типи комп’ютерів в умовах автоматизованого проектування; аналізувати, розраховувати, синтезувати цифрові електронні пристрої, які використовуються в комп’ютерних та мікропроцесорних системах.
Завдання: Вивчення навчальної дисципліни передбачає формування у здобувачів освіти компетентностей: 1. Здатність розв’язувати складні спеціалізовані задачі та практичні проблеми у галузі комп’ютерних наук або у процесі навчання, що передбачає застосування теорій та методів інформаційних технологій і характеризується комплексністю та невизначеністю умов. 2. Здатність до абстрактного мислення, аналізу та синтезу. 3 Здатність застосовувати знання у практичних ситуаціях. 4. Знання та розуміння предметної області та розуміння професійної діяльності. 5. Здатність вчитися й оволодівати сучасними знаннями. Фахові компетентності: 1. Здатність до математичного формулювання та досліджування неперервних та дискретних математичних моделей, обґрунтовування вибору методів і підходів для розв’язування теоретичних і прикладних задач у галузі комп’ютерних наук, аналізу та інтерпретування. 2.Здатність забезпечити організацію обчислювальних процесів в інформаційних системах різного призначення з урахуванням архітектури, конфігурування, показників результативності функціонування операційних систем і системного програмного забезпечення.
Результати навчання: Володіти мовами системного програмування та методами розробки програм, що взаємодіють з компонентами комп’ютерних систем, знати мережні технології, архітектури комп’ютерних мереж, мати практичні навички технології адміністрування комп’ютерних мереж та їх програмного забезпечення. Уміння побудувати просту систему керування за заданою таблицею істинності на основі логічних елементів. Уміння побудувати пристрій, який забезпечить довільну маршрутизацію логічних сигналів. Уміння побудувати пристрій із внутрішньою пам’яттю на основі тригерів, регістрів та лічильників. Уміння побудувати простий обчислювальний пристрій без використання процесора.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: пререквізити: Фізика. Дискретна математика. кореквізити: Операційні системи.
Короткий зміст навчальної програми: Розглянуто базові компоненти комп’ютерної схемотехніки, а також фундаментальні питання архітектури комп’ютерів. У першому модулі розглянуто інформаційні , арифметичні, логічні основи комп’ютерної схемотехніки, технічну специфікацію основних логічних елементів. Розглянуто методи мінімізації логічних функцій. У другому модулі розглянуто технічну специфікацію елементів послідовної логіки, а саме тригери, регістри та лічильники. У третьому модулі розглянуто технічну специфікацію елементів комбінаційної логіки. Зокрема, мультиплексори/демультиплексори, шифратори/дешифратори, суматори та компаратори. У четвертому модулі подано технічну специфікацію арифметично-логічного пристрою та розглянуто логічну організацію та архітектуру комп’ютера.
Опис: Базова логіка Інформаційні основи , арифметичні , логічні основи комп’ютерної схемотехніки. Логічні сигнали. Форми зображення логічних функцій. Алгебра логіки. Мінімізація логічних функцій. Послідовнісні вузли комп’ютерної схемотехніки Бі - стабільні комірки. Засувки та тригери. Паралельні та послідовні регістри. Асинхронні та синхронні лічильники. Комбінаційні функціональні вузли комп’ютерної схемотехніки Дешифратори. Шифратори. Мультиплексори. Демультиплексори. Суматори. Компаратори. Віднімаючі пристрої. Архітектура комп’ютерних систем Принципи проектування обчислювальних засобів. Архітектура і структура комп’ютерів . Основні характеристики комп’ютерів. Арифметично-логічний пристрій. Пам’ять. Мікропроцесори. Основні підсистеми і інтерфейси мікропроцесорних систем. Перспективи розвитку мікропроцесорів.
Методи та критерії оцінювання: Лабораторні роботи – аналіз оформлення звіту відповідно до встановлених вимог; письмове опитування. Розрахункова (розрахунково-графічна) робота – аналіз на відповідність змісту роботи завданню, самостійність виконання, оформлення відповідно до встановлених вимог. Іспит : контрольна робота – тестування у ВНС. Лабораторні роботи -32 балів, розрахунково-графічна робота -8 балів, іспит -60 балів.
Критерії оцінювання результатів навчання: Поточний контроль (40 балів): письмові звіти з лабораторних робіт (30 балів) - аналіз оформлення звіту згідно з встановленими вимогами, письмове опитування. Розрахунково-графічна робота (10 балів)-аналіз на відповідність завданню, самостійність виконання, оформлення згідно зі встановленими вимогами. Підсумковий контроль (60 балів): Іспит – тестування у ВНС (50 балів), усне опитування (10 балів).
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100–88 балів – («відмінно») виставляється за високий рівень знань (допускаються деякі неточності) навчального матеріалу компонента, що міститься в основних і додаткових рекомендованих літературних джерелах, вміння аналізувати явища, які вивчаються, у їхньому взаємозв’язку і роз витку, чітко, лаконічно, логічно, послідовно відповідати на поставлені запитання, вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 87–71 бал – («добре») виставляється за загалом правильне розуміння навчального матеріалу компонента, включаючи розрахунки , аргументовані відповіді на поставлені запитання, які, однак, містять певні (неістотні) недоліки, за вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 70 – 50 балів – («задовільно») виставляється за слабкі знання навчального матеріалу компонента, неточні або мало аргументовані відповіді, з порушенням послідовності викладення, за слабке застосування теоретичних положень під час розв’язання практичних задач; 49–26 балів – («не атестований» з можливістю повторного складання семестрового контролю) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння застосувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 25–00 балів – («незадовільно» з обов’язковим повторним вивченням) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння орієнтуватися під час розв’язання практичних задач, незнання основних фундаментальних положень.
Рекомендована література: 1. Бабич М.П. Жуков І.А. Комп’ютерна схемотехніка: Комп’ютерна схемотехніка: Навчальний посібник.-Л.:”МП-Прес”,2006 -412с.іл. ISBN 966-96415-1-9. 2. Сенько В. І., Панасенко М. В., Сенько Є. В. та ін. Електроніка і мікросхемотехника: У 4-х т. Том 3. Цифрові пристрої: Підручник / За ред. В. І. Сенька. К.: Каравела, 2008. 400 с. ISBN 978-966-96076-7-6. 3. Kumar A. Anand., Fundamentals of Digital Circuits, PHI Learning Pvt. Ltd. 2016, 1100р., ISBN-13: 978-8120352681 4. Wladston Ferreira Filho, Computer Science Distilled: Learn the Art of Solving Computational Problems, Code Energy LLC 2017, 182 c., ISBN-13: 978- 0997316025
Уніфікований додаток: Національний університет «Львівська політехніка» забезпечує реалізацію права осіб з інвалідністю на здобуття вищої освіти. Інклюзивні освітні послуги надає Служба доступності до можливостей навчання «Без обмежень», метою діяльності якої є забезпечення постійного індивідуального супроводу навчального процесу студентів з інвалідністю та хронічними захворюваннями. Важливим інструментом імплементації інклюзивної освітньої політики в Університеті є Програма підвищення кваліфікації науково-педагогічних працівників та навчально-допоміжного персоналу у сфері соціальної інклюзії та інклюзивної освіти. Звертатися за адресою: вул. Карпінського, 2/4, І-й н.к., кімн. 112 E-mail: nolimits@lpnu.ua Websites: https://lpnu.ua/nolimits https://lpnu.ua/integration
Академічна доброчесність: Політика щодо академічної доброчесності учасників освітнього процесу формується на основі дотримання принципів академічної доброчесності з урахуванням норм «Положення про академічну доброчесність у Національному університеті «Львівська політехніка» (затверджене вченою радою університету від 20.06.2017 р., протокол № 35).