Робоча навчальна програма дисципліни "Комп’ютерні системи" для спеціальності: 091500




Скачати 158.19 Kb.
НазваРобоча навчальна програма дисципліни "Комп’ютерні системи" для спеціальності: 091500
Дата конвертації23.09.2013
Розмір158.19 Kb.
ТипДокументы
uchni.com.ua > Інформатика > Документы
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ЛУГАНСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНІЙ УНІВЕРСИТЕТ
імені Тараса Шевченка


ІНСТИТУТ ІНФОРМАЦІЙНИХ ТЕХНОЛОГІЙ
Кафедра інформаційних технологій та систем

РОБОЧА НАВЧАЛЬНА ПРОГРАМА ДИСЦИПЛІНИ
"Комп’ютерні системи"
для спеціальності:


6.091500

Комп'ютерні системи та мережі






Програму рекомендовано кафедрою інформаційних технологій та систем
Протокол №_2____

Від "07"09 2008 р.

Зав.кафедрою

Зав.кафедрою ІТС

____________Меняйленко О.С.



Луганськ 2008
^ I. ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ

Курс «Комп’ютерні системи» – це спеціальний курс у загальній схемі системотехнічної підготовки студентів спеціальності 7.091501 – «Комп`ютерні системи та мережі». Дисципліна «Комп’ютерні системи» щільно пов'язана з такими дисциплінами, як «Системне програмування», «Моделювання», «Паралельне програмування», «Численні методи», «Операційні системи», «Комп'ютерні мережі».

Курс належить до циклу професійної та практичної підготовки.
ІІ . РОЗПОДІЛ НАВЧАЛЬНОГО ЧАСУ


Учбовий

Розподіл за семестрами та видами занять

Атестац.

Семестр

Усього

Лекції

Практ. заняття

Лаборат. заняття

Семін.

Індив.

Самост. робота




7

162

34




34







94

Залік

Всього

162

34




34







94

Залік



ІІІ. МЕТА І ЗАВДАННЯ ДИСЦИПЛІНИ

Метою дисципліни є вивчення методів і засобів побудови ефективних паралельних і розподілених обчислювальних систем широкого і спеціального призначення і питань організації паралельних обчислювальних процесів.

У результаті вивчення дисципліни студенти повинні знати:

  1. Сутність проблем і обмежень, зв'язаних з послідовним характером обробки інформації.

  2. Цілі і задачі систем мультипрограмування.

  3. Цілі і задачі систем мультипроцесування.

  4. Проблеми паралельної обробки та основні підходи до рішення цих проблем.

  5. Способи визначення продуктивності та ефективності паралельних обчислювальних систем.

  6. Способи організації паралелізму, рівні і види розпаралелювання обчислювальних процесів.

  7. Класифікації обчислювальних систем по Фліну, по Кришнамарфі, по Дазгупте, по Шору.

  8. Структурну та алгоритмічну організацію матричних, векторних, асоціативних, конвеєрних і систолічних процесорів.

  9. Структурну та алгоритмічну організацію мультипроцесорних і мультикомп'ютерних обчислювальних систем.

  10. Структурну та алгоритмічну організацію обчислювальних систем SOLOMON, ILLIAC-4, STARAN, STAR-100, ПС-2100, Ельбрус, Burroughs, Cray-1, CDC-6600 (6700).

  11. Топологічні особливості паралельних обчислювальних систем, орієнтованих на широке розпаралелювання обчислювальних процесів.

  12. Базові топологічні організації систем з фіксованою системою зв'язків, їх властивості, топологічні характеристики, критерії оптимальності.

  1. Топології з гнучкими системами зв'язків або з системами зв'язків що перебудовуються.

  2. Структурну та алгоритмічну організацію обчислювальних систем, керованих потоком даних.

  3. Структурну та алгоритмічну організацію універсальних однорідних обчислювальних систем з індивідуальним поводженням елементів.

  4. Синхронні та асинхронні методи розпаралелювання обчислювальних процесів.

  5. Інтерфейси обчислювальних систем.

  6. Синхронні та асинхронні методи передачі даних, адресація та ідентифікація.

  7. Організація шин інтерфейсів.

  8. Методи і засоби комплексування пристроїв і комп'ютерів у єдину обчислювальну систему.

  9. Методи і засоби побудови розподілених обчислювальних систем.

  10. Методи і засоби доступу до каналів передачі даних в обчислювальних системах.

  11. Методи і засоби призначення, планування і розподілу в паралельних обчислювальних системах.

  12. Алгоритми і способи реалізації задач маршрутизації повідомлень у паралельних обчислювальних системах.

  13. Методи побудови відказостійких паралельних обчислювальних систем.

У результаті вивчення дисципліни студенти повинні вміти:

1. На основі знання основних критеріїв оптимальності топологічної організації вибирати і розробляти оптимальні топології відказостійких паралельних обчислювальних систем із довільним рівнем розпаралелювання обчислювальних процесів, вирішувати питання ефективної маршрутизації повідомлень з урахуванням особливостей топологічної організації.

2. На основі введених концептуальних і теоретичних основ побудови паралельних обчислювальних систем вибирати і проектувати ефективні структурні організації високопродуктивних засобів обчислювальної техніки широкого і спеціального призначення.

3. На основі розглянутих і дослідженних синхронних і асинхронних методів і засобів розпаралелювання обчислювальних процесів розробляти ефективні організації паралельних обчислювальних систем із заданими параметрами користувальної і системної продуктивності, вирішувати питання планування і розподілу задач у системі.

4. На основі знання основних тенденцій розвитку паралельних обчислювальних систем вирішувати питання створення нових нетрадиційних варіантів побудови високопродуктивних і надпродуктивних засобів обчислювальної техніки.

  1. На основі вивчення основних методів і засобів організації вводу - виводу даних вирішувати питання побудови ефективних підсистем вводу -виводу даних з обліком продуктивності процесорних елементів системи.

  2. На основі вивчення алгоритмів і способів взаємодії підсистем, методів і засобів передачі даних розробляти ефективні інтерфейси паралельних обчислювальних систем.

  3. На основі вивчення методів і засобів комплексування пристроїв і комп'ютерів створювати зосереджені і розподілені обчислювальні комплекси, розробляти ефективні способи доступу до каналів передачі даних.

Об”єм курсу: 34 години лекцій, 34 години практичних занять, 94 години самост. роботи.
^ IV. ТЕМАТИЧНИЙ ПЛАН

IV.1. РОЗПОДІЛ НАВЧАЛЬНОГО ЧАСУ ЗА ТЕМАМИ



Найменування

Розподіл навчального часу за семестрами та видами занять

Розділів, тем

Усього

Лекції

Практ. заняття

Лабор. заняття

Семін.

Індів.

Самост.робота

Семестр 7






















Розділ 1.






















Вступ. Предмет курсу.

7

1













6

Тема 1. Паралельні обчислювальні системи.

14

1




5







8

Тема 2. Паралелізм в обчислювальних системах.

15

2




5







8

Тема 3. Обчислювальні системи класу ОКМД.

18

6




4







8

Тема 4. Обчислювальні системи класу МКОД.

20

6




6







8

Тема 5. Обчислювальні системи класу МКМД.

19

4




7







8

Тема 6. Багатопроцесорні обчислювальні системи.

17

2




7







8

Тема 7. Багатокомп'ютерні обчислювальні системи.

16

4













12

Тема 8. Функціонально-розподілені обчислювальні системи з різнотипними процесорами.

12

2













10

Тема 9. Обчислювальні системи з програмуємою архітектурою

14

4













10

Тема 10. Системи, які керуються потоком даних.

10

2













8

Всього:

162

34




34







94



^ IV.2. ЛЕКЦІЇ

Вступ.

Лекція 1.

Історичні відомості про еволюцію архітектур комп`ютерів від послідовної обробки до багатомашинної та мультипроцесорної обробки даних. Предмет курсу. Основні поняття. Сутність проблем і обмежень, зв'язаних з послідовним характером обробки інформації. Проблеми паралельної обробки та основні підходи до вирішення цих проблем.

Література: 3, стор. 3 – 28.

Тема 1. Паралельні обчислювальні системи.

Лекція 1.

Поняття процесу, потоку. Види паралелізму. Цілі та задачі мультипрограмування та мультипроцесування. Поняття обчислювальних систем та комплексів, їх різниця. Класифікація систем паралельної обробки інформації по Фліну, Кришнамарфі, Дазгупте, Базу, Шору. Поняття множинності потоків команд і даних. Узагальнені структури обчислювальних систем основних класів.

Література: 2, стор. 7 – 34, 3, стор. 35 – 51.

Тема 2. Паралелізм в однопроцесорних системах.

Лекція 2.

Базові однопроцесорні архітектури. Механізм паралельної обробки. Різновиди паралельної обробки інформації в однопроцесорних системах. Балансування пропускної можливості підсистем. Мультипрограммування та розподіл часу.

Література: 4, стор. 21 – 67.

Тема 3. Обчислювальні системи класу ОКМД (SIMD - матричні системи).

Лекція 3.

Узагальнена структура обчислювальних систем класу ОКМД. Основні характеристики та параметри матричних систем. Обчислювальні системи Унгера, SOLOMON, ILLIAC-IV, BSP. Архітектура обчислювальної системи ILLIAC-IV.

Література: 3, стор. 118 – 149.

Лекція 4.

Основні характеристики та області використання системи ILLIAC-IV. Архітектура обчислювальної системи BSP. Методи підвищення продуктивності обчислювальних систем класу SIMD. Розподіл оперативної пам'яті. Аналіз продуктивності матричних процесорів.

Література: 5, стор. 31 – 78.

Лекція 5.

Організація множинних обчислювальних систем з організацією класу SIMD. Системи зв'язку в системах класу SIMD. Матричні та асоціативні процесори. Області використання обчислювальних систем класу SIMD.

Література: 3, стор. 103 – 164.

Тема 4. Обчислювальні системи класу МКОД (MISD - конвеєрні системи).

Лекція 6.

Архітектура конвеєрних обчислювальних систем. Векторні процесори. Архітектура обчислювальних систем STAR-100 та TI-ASC. Векторна обробка в потоковому режимі. Архітектура обчислювальної системи CRAY.

Література: 5, стор. 117 – 202.

Лекція 7.

Конвеєрні зачеплення та векторні цикли. Архітектура обчислювальної системи CYBER-205. Векторна обробка в обчислювальних системах CYBER-205 та CDC. Архітектура обчислювальної системи Fujitsy VP-200 та її можливості. Конвеєрні процесори для вирішення наукових задач.

Література: 4, стор. 43 – 128.

Лекція 8.

Область використання конвеєрних обчислювальних систем. Методи векторизації та оптимізації. Мовні особливості векторної обробки. Оптимізація та векторні операції. Оцінка продуктивності та функціонування конвеєрних обчислювальних систем.

Література: 6, стор. 294 – 318.

Тема 5. Обчислювальні системи класу МКМД (MIMD).

Лекція 9.

Загальна характеристика обчислювальних систем класу МКМД (MIMD). Вимоги до обчислювальних систем класу МКМД та їх основні різновиди та характеристики.

Література: 2, стор. 109 – 218.

Лекція 10.

Багатопроцесорні та багатокомп'ютерні системи. Основні характеристики та особливості реалізації паралельного обчислювального процесу.

Література: 2, стор. 109 – 218.

Тема 6. Багатопроцесорні обчислювальні системи.

Лекція 11.

Основні вимоги до багатопроцесорних (мультипроцесорних) обчислювальних систем. Різновиди архітектур багатопроцесорних обчислювальних систем.

Системи з загальною шиною, комутатором міжмодульних зв'язків та багатопортовою пам'яттю. Поняття та структура багатопортової пам'яті.

Література: 6, стор. 243 – 281; 2, стор. 106 – 178.

Тема 7. Багатокомп'ютерні обчислювальні системи.

Лекція 12.

Основні вимоги до багатокомп'ютерних (мультимашинних) обчислювальних систем. Різновиди архітектур багатокомп'ютерних обчислювальних систем. Рівні та засоби комплексування багатокомп'ютерних обчислювальних систем.

Література: 4, стор. 218 – 271.

Лекція 13.

Архітектура та характеристика міжмодульних зв'язків міцнозв'язаних, слабкозв'язаних та сателітних обчислювальних систем.

Література: 2, стор. 153 – 199.

Тема 8. Функціонально-розподілені обчислювальні системи з різнотипними процесорами.

Лекція 14.

Основні вимоги до функціонально-розподілених обчислювальних систем.

Основна структура та загальна характеристика функціонально-розподілених обчислювальних систем. Приклади систем.

Література: 3, стор. 223 – 284.

Тема 9. Обчислювальні системи з програмуємою архітектурою.

Лекція 15.

Загальна характеристика та основна структура мультипроцесорних обчислювальних систем з програмуємою архітектурою.

Література: 10, стор. 3 – 56.

Лекція 16.

Принципи комутації, комутаційні елементи та структури.

Приклади систем.

Література: 10, стор. 67 – 280.

Тема 10. Системи, які керуються потоком даних.

Лекція 17.

Принцип функціонування та загальна характеристика машин, керованих потоком даних. Структури даних и пам`ять структур. Приклади систем та машин, керованих потоком даних.

Література: 3, стор. 178 – 238.

^ IV.3. ЛАБОРАТОРНІ ЗАНЯТТЯ


  1. Моделювання роботи обчислювальних систем різної конфігурації (5 годин).

  2. Розподілення задач в багатопроцесорній системі (5 годин).

  3. Дисципліна обслуговування черг в багатопроцесорній системі (4 години).

  4. Вивчення роботи багатопроцесорних систем з загальною пам'яттю (6 годин).

  5. Вивчення роботи багатопроцесорних систем з розподіленою (локальною) пам'яттю (7 годин).

  6. Вивчення роботи конвеєрних систем (7 годин).


^ V. НАВЧАЛЬНО-МЕТОДИЧНІ МАТЕРІАЛИ

Основна література


  1. Корнеев. Параллельні обчислювальні системи. М., 1999р.

  2. Ларіонов С.О., Майоров С.А., Новіков Г.І. Обчислювальні комплекси, системи та мережі. М.:Енергоатомиздат, 1987.

  3. Мотоока Т. та інш. Комп'ютери на СБІС: В двох книгах. Пер. З англ. М.: Мир, 1988.

  4. Карцев М.А., Брік В.А. Обчислювальні системи і синхронна арифметика. М.: Радіо і зв'язок, 1991.

  5. Головкін Б.А. Паралельні обчислювальні системи. М.: Наука, 1980.

  6. Головкін Б.А. Обчислювальні системи з великим числом процесорів. М.ІРадіо і зв'язок, 1995.

  7. Супер-ЕОМ. Апаратна та програмна реалізація. Під ред. С. Фернбаха. М.: Радіо і зв'язок, 1991.

  8. Маєрс Г. Архітектура сучасних ЕОМ. В 2-х книгах. Пер.англ. М.:Мир, 1985.

  9. Столлингс Вильям. Структурная организация и архитектура компьютерных систем. ИД «Вильямс», Москва, СПб, Киев. 2002г.

  10. Каляев А.В. Вычислительные системы с программируемой архитектурой. М., Радио и связь, 1989г.

Додаткова література

  1. Kai Hwang. Computer Architecture and Parallel Processing &Computer Science Series MAGROW-HILL International evitating, 1986.

  2. Самофалов К.Г., Луцький Г.М. Структура і організація фунціюнування ЕОМ і систем. Київ:Вища школа, 1981.

  3. Обчислювальні процеси та системи. Вип. 7. Під ред. Г.І. Марчука. М.: Наука, 1990.

  4. Планування паралельних обчислювальних процесів. Барский Б.А. - М.: Радіо і зв'язок, 1990.

  5. Коугі П.М. Архітектура конвеєрних ЕОМ: Пер. С англ. - М.: Радіо і зв'язок, 1985.

Схожі:

Робоча навчальна програма дисципліни \"Комп’ютерні системи\" для спеціальності: 091500 iconРобоча навчальна програма з навчальної дисципліни
«Архітектура комп’ютерів» для студентів спеціальності №05010201 «Обслуговування комп’ютерних систем І мереж»
Робоча навчальна програма дисципліни \"Комп’ютерні системи\" для спеціальності: 091500 iconРобоча навчальна програма нормативної дисципліни «ринок фінансових...
Ринок фінансових послуг: Робоча навчальна програма нормативної дисципліни для спеціальності 6050100 «Фінанси» напряму 0501 «Економіка...
Робоча навчальна програма дисципліни \"Комп’ютерні системи\" для спеціальності: 091500 iconМіністерство освіти І науки україни
Методичні вказівки до курсового проекту з дисципліни “Комп‘ютерні системи” для студентів спеціальності 091501 «Комп‘ютерні системи...
Робоча навчальна програма дисципліни \"Комп’ютерні системи\" для спеціальності: 091500 iconРобоча навчальна програма з навчальної дисципліни
«Теорія ймовірності та математична статистика» для студентів спеціальності №05010201
Робоча навчальна програма дисципліни \"Комп’ютерні системи\" для спеціальності: 091500 iconРобоча навчальна програма на 2009-2010 навчальний рік Церковне право для спеціальності
Робоча програма навчального курсу “Церковне право” розроблена для студентів спеціальності 060101, Правознавство
Робоча навчальна програма дисципліни \"Комп’ютерні системи\" для спеціальності: 091500 iconРобоча навчальна програма з навчальної дисципліни
...
Робоча навчальна програма дисципліни \"Комп’ютерні системи\" для спеціальності: 091500 iconРобоча навчальна програма нормативної дисципліни «фінансові інструменти...

Робоча навчальна програма дисципліни \"Комп’ютерні системи\" для спеціальності: 091500 iconРобоча навчальна програма складена на основі навчальної програми, укладеної Дембіцькою Н. А
Робоча навчальна програма з дисципліни «Соціологія» розроблена для студентів Економіко-правового технікуму при мауп І складається...
Робоча навчальна програма дисципліни \"Комп’ютерні системи\" для спеціальності: 091500 iconЗатверджую
Робоча програма дисципліни "Системи штучного інтелекту" для студентів спеціальності 080403 – Програмне забезпечення автоматизованих...
Робоча навчальна програма дисципліни \"Комп’ютерні системи\" для спеціальності: 091500 iconЗатверджую
Робоча програма дисципліни "Експертні системи" для студентів спеціальності 080403 – Програмне забезпечення автоматизованих систем...
Додайте кнопку на своєму сайті:
Школьные материалы


База даних захищена авторським правом © 2014
звернутися до адміністрації
uchni.com.ua
Головна сторінка