VII. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации

VI. Материально-техническое обеспечение

Тема 9. Архитектурные особенности многопроцессорных и многомашинных параллельных вычислительных систем

Тема 8. Коммуникационные устройства

Формируемые компетенции: ПК-4, ПК-5, ПК-9, ПК-20, ПК-30.

Принципы соединения компьютеров друг с другом. Типы сетевых кабелей. Аналоговые модемы: классификация, устройство и технические параметры. Номинальная и реальная скорость передачи данных аналоговыми модемами. Стандарты передачи данных аналоговыми модемами.

Цифровые модемы: классификация, устройство и технические параметры. Принцип цифровой передачи данных по телефонным линиям связи (разделение полосы пропускания). Симметричная и ассиметричная пропускная способность. Преимущества использования цифровых модемов (на примере МТУ-Интел).

Формируемые компетенции: ПК-4, ПК-9, ПК-30.

Многомашинные вычислительные системы (ММС): назначение, уровни организации взаимодействия. Многопроцессорные системы (МПС): назначение, распределение ресурсов системы между процессорами. Суперкомпьютеры.

Масштабируемость вычислительных систем. Факторы, влияющие на ограничения масштабируемости.

Ассоциативные вычислительные сети: принцип ассоциативной обработки данных, ассоциативное запоминающее устройство.

Конвейерные вычислительные сети: принцип конвейеризации данных и команд.

Матричные вычислительные сети. Принцип матричной обработки потоков данных. Многомодальная логика.

Потоковые вычислительные сети. Принцип обработки многих данных с помощью одной команды. Векторная обработка данных.

Классификация и особенности архитектуры параллельных систем различных типов. Классификация Флинна. Типовые структуры и характеристики параллельных ВС. Уровни и средства комплексирования средств вычислительной техники. Кластеризация. Классификация Дункана. Классификация Хокни.

Требования к аудиториям (помещениям) для проведения занятий:

· лекционные аудитории с компьютерным и видеопроекционным оборудованием для презентаций с выходом в Интернет;

· компьютерный класс с установленным программным обеспечением.

Требования к программному обеспечению:

· MS Office;

· MS Windows XP и выше

Темы эссе:

1. Инновации в разработке средств вычислительной техники (нанокомпьютеры, молекулярные компьютеры).

2. Перспективы развития беспроводных вычислительных сетей.

3. Гарвардская архитектура ЭВМ и ее отличия от архитектуры Джон фон Неймана.

4. Иерархическая архитектура ЭВМ и ее отличия от архитектуры Джон фон Неймана.

5. Магистральная архитектура ЭВМ и ее отличия от архитектуры Джон фон Неймана.

6. Современныепроблемно-ориентированные компьютеры.

7. Современныеспециализированные компьютеры.

8. Архитектура чипсета (основные блоки и их назначение).

9. Язык программирования Assembler как средство низкоуровневого программирования.

10. Система прерываний процессора архитектуры IA64.

11. Классификация архитектуры ВС Джонсона.

12. Классификация архитектуры ВС Базу.

13. Классификация архитектуры ВС Кришнамарфи.

14. Классификация архитектуры ВС Хендлера.

15. Классификация архитектуры ВС Шора.

16. Симметричная мультипроцессорная обработка данных в ВС.

17. Асимметричная мультипроцессорная обработка данных в ВС.

18. Гибридная архитектура ВС (NUMA).

19. Транспьютеры и транспьютерные системы.

20. Обеспечение безопасности в беспроводных вычислительных сетях.

Темы рефератов:

1. Подключение к системному блоку устройств с использованием различных интерфейсов (COM, LPT, USB, FireWire, BlueTooht, WiFi, IrDA и др.).

2. Конфигурирование системы с резервным копированием и защитой данных.

3. Конфигурирование многопроцессорного сервера в стоечном исполнении.

4. Конфигурирование проводной/беспроводной вычислительной сети с выделенными/не выделенными серверами.

5. Персональные компьютеры IBM и Macintosh – сравнительный анализ.

6. Портативные ПК (iPad, нетбуки и др.).

7. Интеграция ПК и мобильных телефонов (гибридные устройства, смартфон, iPhone и др.).

8. Ведущие производители готовых системных блоков (HP, Dell, и другие) – сравнительный анализ, преимущества и недостатки приобретения.

9. Тюнинг системного блока. Эксклюзивные модели корпусов системных блоков.

10. Процесс перезаписи BIOS (алгоритм процесса, используемое программное и аппаратное обеспечение).

11. Сравнительный анализ AMI BIOS и AWARD BIOS.

12. Процессоры для мобильных и портативных устройств.

13. Процессоры со встроенной обработкой видео.

14. Сравнительный анализ процессоров Intel и AMD.

15. Таблица кодов ASCII (назначение, управляющие символы, представление в ЭВМ).

16. «Умный» дом – системы удаленного управления домашней бытовой техникой, средствами оповещения и иными устройствами.

17. Сравнение технологии частотного разделения каналов (FDM) и ассиметричной технологии (ADSL).

18. Перспективы развития интерфейсов ПК.

19. Сравнительный анализ методик определения латентности оперативной памяти.

20. Усовершенствования интерфейса USB 3.0 по сравнению с USB 2.0.

Задания к лабораторным практикумам:

Лабораторный практикум № 1.Сравнительный анализ ЭВМ различных классов.

1. Используя ресурсы сети Internet найти по одной ЭВМ с различным принципом действия: ЦВМ, АВМ, ГВМ.

2. Провести анализ выбранных ЭВМ по различным критериям (назначение, производительность, надежность и так далее).

3. Используя ресурсы сети Internet найти по одной ЭВМ класса ПК, Мейнфрейм и Супер ЭВМ.

4. Провести анализ выбранных ЭВМ по различным критериям (назначение, производительность, надежность и так далее).

Лабораторный практикум № 2.Определение технических параметров и выбор корпусов системных блоков и блоков питания.

1. Провести анализ деятельности компании (на основании предложенного описания штатной структуры и сферы деятельности), определить, какие корпуса системных блоков и блоков питания, и в каком количестве необходимы, рассмотреть альтернативные варианты и обосновать принятые решения.

Лабораторный практикум № 3.Определение технических параметров и выбор материнских плат.

1. Описание технических параметров (спецификации) материнской платы по данным прайс-листа.

2. Выбор материнских плат, совместимых с данными корпусами системных блоков.

3. Выбор материнских плат, удовлетворяющих заданным условиям.

4. Провести анализ деятельности компании (на основании предложенного описания штатной структуры и сферы деятельности), определить, какие материнские платы, и в каком количестве необходимы, рассмотреть альтернативные варианты и обосновать принятые решения.

Лабораторный практикум № 4.Определение технических параметров и выбор процессоров.

1. Описание технических параметров (спецификации) процессора по данным прайс-листа.

2. Выбор процессоров, совместимых с данными материнскими платами.

3. Выбор процессоров, удовлетворяющих заданным условиям.

4. Провести анализ деятельности компании (на основании предложенного описания штатной структуры и сферы деятельности), определить, какие процессоры, и в каком количестве необходимы, рассмотреть альтернативные варианты и обосновать принятые решения.

Лабораторный практикум № 5.Определение технических параметров и выбор модулей оперативной памяти.

1. Описание технических параметров (спецификации) модуля оперативной памяти по данным прайс-листа.

2. Выбор модулей оперативной памяти, совместимых с данными материнскими платами.

3. Выбор модулей оперативной памяти, удовлетворяющих заданным условиям.

4. Провести анализ деятельности компании (на основании предложенного описания штатной структуры и сферы деятельности), определить, какие модули оперативной памяти, и в каком количестве необходимы, рассмотреть альтернативные варианты и обосновать принятые решения.

Лабораторный практикум № 6.Определение технических параметров и выбор периферийных устройств.

1. Провести анализ деятельности компании (на основании предложенного описания штатной структуры и сферы деятельности), определить, какие периферийный устройства и устройства сопряжения, и в каком количестве необходимы, рассмотреть альтернативные варианты и обосновать принятые решения. В сформированном комплекте периферийных устройств должно быть представлено оборудование, подключаемое через различные интерфейсы.

Лабораторный практикум № 7.Разработка технической архитектуры организации.

1. Провести анализ деятельности компании (на основании предложенного описания штатной структуры и сферы деятельности). На основе проведенного анализа определить, какое сетевое оборудование необходимо для формирования локальной вычислительной сети данной компании и разработать соответствующую техническую архитектуру.

Лабораторный практикум № 8.Определение технических параметров и выбор коммуникационных устройств.

1. Провести анализ деятельности компании (на основании предложенного описания штатной структуры и сферы деятельности), определить, какие коммуникационные устройства, и в каком количестве необходимы, рассмотреть альтернативные варианты и обосновать принятые решения.

Лабораторный практикум № 9.Сравнительный анализ архитектур многопроцессорных и многомашинных параллельных вычислительных систем.

1. Используя ресурсы сети Internet найти по одной ЭВМ для каждого типа по классификации Флинна.

2. Провести анализ выбранных ЭВМ по различным критериям (назначение, производительность, надежность и так далее).

3. Используя ресурсы сети Internet найти 3 многопроцессорых ЭВМ.

4. Провести анализ выбранных ЭВМ по различным критериям (назначение, производительность, надежность и так далее).

Контрольные вопросы:

1. Показатели качества информации.

2. Классификация информационных систем.

3. Базовые компоненты универсального компьютера архитектуры Джон Фон-Неймана. Основной принцип построения ЭВМ, стандартные элементы структур современных ЭВМ.

4. Понятие архитектуры Информационно-вычислительных систем. Типы вычислительных систем.

5. Классификация ЭВМ по различным признакам (принцип действия, назначение, вычислительная мощность и так далее). Примеры ЭВМ различных типов.

6. Состав и назначение основных составляющих ПК.

7. Системы счисления. Позиционная и непозиционная системы счисления.

8. Устройство системного блока. Типы корпусов и блоков питания.

9. Устройство и параметры материнской платы.

10. Назначение устройств, размещаемых на материнской плате: регуляторы напряжения, конденсаторы, BIOS, RTC и другие.

11. Устройство и принципы работы пропроцессоров. Основные блоки процессора (АЛУ, УУ, МПП, регистры) и их назначение.

12. Система команд и прерываний процессора. Этапы выполнения команд процессора. Виртуальная машина.

13. Логическое устройство и организация системы команд процессора.

14. Технические характеристики процессоров.

15. Архитектура и микроархитектура процессора. Конвейеризация. Современные модели микропроцессоров для ПК.

16. RISC, CISC, VLIW и MISC процессоры.

17. Регистры процессора (перечень и назначение).

18. Организация и устройство оперативной памяти в ПК. Операции с памятью. Система прямого доступа к памяти.

19. Синхронный и асинхронной интерфейсы оперативной памяти. Регенерация оперативной памяти.

20. Режимы работы оперативной памяти. Управление памятью.

21. Адресное пространство ОП. ОП с байтовой адресацией.

22. Технические характеристики модулей оперативной памяти.

23. Общие принципы подключения и работы внешних устройств. Устройства сопряжения. Топология интерфейса USB.

24. Аналоговые модемы: назначение, принципы работы и основные характеристики.

25. Цифровые модемы: назначение, принципы работы и основные характеристики.

26. Основные принципы построения информационно-вычислительных сетей (ИВС). Показатели качества ИВС. Задачи, решаемые с помощью ИВС и средства обеспечения решения этих задач.

27. Виды информационно-вычислительных сетей (ИВС). Типы топологий ИВС.

28. Модель взаимодействия открытых систем (OSI). Протокол. Открытая система. Уровни управления и протоколов.

29. Вычислительные системы (ВС) различных классов. Многомашинные и многопроцессорные ВС.

30. Многопроцессорные параллельные вычислительные системы. Классификации Флинна, Хокни, Дункана. Кластеры.

Типовые задания

Задание 1.

Определите тип ЭВМ по предложенному описанию.

Задание 2.

Определите технические параметры материнской платы по описанию из прайс-листа.

Задание 3.

Определите технические параметры микропроцессора по описанию из прайс-листа.

Задание 4.

Определите технические параметры модуля оперативной памяти по описанию из прайс-листа.

Задание 5.

Определите тип архитектуры вычислительной системы по предложенному описанию (схеме) согласно классификации Флинна.

Задание 6.

Определите тип топологии информационно-вычислительной сети по предложенному описанию (схеме).

Задание 7.

Определите, правильно ли представлена схема топологии интерфейса USB на предложенном рисунке.

Задание 8.

Определите, правильно ли представлена схема интерфейсной системы ПК на предложенном рисунке.

Дата добавления: 2015-04-24