Материал: 4403

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Воронежский государственный лесотехнический университет им. Г.Ф. Морозова»

Вычислительная техника и сети

Методические указания для самостоятельной работы студентов по специальности

15.05.01 – Проектирование технологических машин и комплексов специализация – Проектирование машин лесного комплекса

Воронеж, 2018

УДК УДК 681.3

Юдина Н.Ю. Вычислительная техника и сети [Электронный ресурс]: методические указания для самостоятельной работы для студентов по специальности 15.05.01 – Проектирование технологических машин и комплексов, специализация – Проектирование машин лесного комплекса / Ю. Н. Юдина; М-во образования и науки РФ, ФГБОУ ВО «ВГЛТУ им. Г.Ф. Морозова». – Воронеж, 2018. – 36 с.

Печатается по решению учебно-методического совета ФГБОУ ВО «ВГЛТУ им. Г.Ф. Морозова» (протокол № __ от _______ 2018 г.)

Рецензент заведующий кафедрой электротехники и автоматики ФГБОУ ВПО ВГАУ д-р.техн.наук., проф. Д.Н. Афоничев

ВВЕДЕНИЕ

Методические указания подготовлены в соответствии с рабочей программой дисциплины «Вычислительная техника и сети в отрасли» для студентов по направлениям подготовки бакалавра 23.03.03 – «Эксплуатация транс- портно-технологических машин и комплексов» 23.03.01– «Технология транспортных процессов»

Целью изучения дисциплины является усвоение теоретических знаний и приобретение практических навыков по основам организации вычислительных машин, автоматизированных систем и компьютерных сетей, необходимых для построения систем автоматизации технологических процессов и производств.

Для достижения поставленной цели решаются следующие задачи:

–изучение основных принципов организации ЭВМ, принципов формирования специализированных комплексов на базе ЭВМ, принципов и методов организации сетевого комплексирования ЭВМ;

–ознакомление с элементной базой и цифровой схемотехникой; архитектурой и функциональными возможностями ЭВМ, специализированных устройств и вычислительных систем; принципами организации взаимодействия ПЭВМ и периферийного оборудования; принципами проектирования и эксплуатации специализированных вычислительных устройств заданной функциональности; принципами формирования специализированных вычислительных комплексов на базе ПЭВМ; принципами и методами организации сетевого комплексирования ЭВМ.

Дисциплина «Вычислительные техника и сети в отрасли» относится к математическому и естественнонаучному циклу дисциплин, индекс по учебному плану Б2.В.ОД.2.

Требования к результатам освоения дисциплины

Студент по результатам освоения дисциплины «Вычислительные машины, системы и сети» должен обладать следующими компетенциями:

а) общекультурными (ОК):

–способностью использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования

(ОК-10);

–способен понимать сущность и значение информации в развитии современного информационного общества, сознавать опасности и угрозы, возникающие в этом процессе, соблюдать основные требования информационной безопасности, в том числе защиты государственной тайны (ОК-11);

–владеет основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации, имеет навыки работы с компьютером как средством управления информацией (ОК-12);

–способен работать с информацией в глобальных компьютерных сетях

(ОК-13);

–способен приобретать новые знания, используя современные образовательные и информационные технологии (ОК-17);

б) профессиональными (ПК):

–способностью участвовать в постановке целей проекта (программы), его задач при заданных критериях, целевых функциях, ограничениях, разработке структуры их взаимосвязей, определении приоритетов решения задач с учетом правовых и нравственных аспектов профессиональной деятельности (ПК-6);

–способностью участвовать в разработке обобщенных вариантов решения проблем, связанных с автоматизацией производств, выборе на основе анализа вариантов оптимального, прогнозировании последствий решения (ПК-7);

–способностью участвовать в разработке математических и физических моделей процессов и производственных объектов (ПК-19).

–способен: к анализу существующих и разработке моделей перспективных логистических процессов транспортных предприятий; к выполнению оптимизационных расчетов основных логистических процессов (ПК-26)

В результате освоения дисциплины студент должен:

–знать: состав и назначение ПЭВМ и специальных внешних устройств, используемых при решении научнотехнических, технологических и управленческих задач, в своей профессиональной деятельности; виды и особенности ис-

пользования вычислительных комплексов различной конфигурации для решения производственных задач; принципы организации взаимодействия ПЭВМ с периферийным оборудованием; основные представления об архитектуре ЭВМ

ивычислительных систем локальной и распределенной архитектур;

–уметь: формировать структуру специализированных логических функций предназначенных для аппаратной реализации; грамотно выбирать средства вычислительной техники и информационных технологий для решения практических инженернотехнических, технологических и организационных задач; разработать структурную схему вычислительного комплекса специального назначения для решения конкретной производственной задачи;

–владеть: навыками построения по разработанной структурной схеме специального аппаратного и программного обеспечения; разработать основные положения для проверки конфигурации вычислительного комплекса специального назначения; произвести выбор оборудования для работы в сети ЭВМ.

Содержание разделов дисциплины

Раздел 1. Принципы построения вычислительных машин

Принципы построения вычислительных машин (ВМ), модели вычислений, многоуровневая организация вычислительных процессов, аппаратные и программные средства, виды обеспечения вычислительных систем, классификация, назначение. Функциональная организация ЭВМ. Структурная схема ЭВМ. Архитектура аппаратных средств ЭВМ и систем. Циклы шины. Альтернативные лидеры шины. Управление шиной.

Раздел 2. Логические основы построения компьютера.

Элементы алгебры логики, основные теоремы булевой алгебры и логические функции. Условные обозначения логических элементов и их схемотехническая реализация на дискретных элементах. Базовый элемент транзисторнотранзисторной логики. Элементы последовательностной логики, триггеры. Синтез цифровых схем. Переход от таблицы истинности логического устройства к структурной формуле и схеме цифрового устройства. Преобразование логических функций.

Раздел 3. Организация систем памяти

Характеристики и классификация запоминающих устройств. Иерархия систем памяти. Организация адресной памяти. Безадресная стековая память. Ассоциативная память. Системы памяти с расслоением. Понятие о виртуальной памяти.