Тема 1.1. Введение в курс «Архитектура и программное обеспечение компьютера». Введение в курс «Архитектура и программное обеспечение вычислительных систем». Предмет курса, его цели и задачи. Методическое обеспечение. История развития компьютеров.

Тема 1.2. Архитектура компьютера. Поколения компьютеров в соответствии с используемой в них элементной базой. Типы компьютеров (игровые, персональные компьютеры, микроконтроллеры, серверы, рабочие станции, мэйнфрэймы). Гарвардская и фон-Неймановская архитектуры. Принципы фон Неймана: двоичного кодирования, программного управления, однородности памяти, адресуемости памяти Структурная схема простейшего компьютера. Прямой, обратный и дополнительный коды.

РАЗДЕЛ 2. ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ КОМПЬЮТЕРА

Тема 2.1. Арифметические основы компьютера. Понятие системы счисления, непозиционные и позиционные системы счисления. Системы счисления, используемые в электронно-вычислительных машинах. Перевод чисел из одной системы счисления в другую.

Тема 2.2. Операции над числами. Представление чисел в компьютере: естественная и нормальная формы. Форматы хранения чисел. Алгебраическое представление двоичных чисел: прямой, обратный и дополнительный коды. Операции с числами в прямом двоичном, восьмеричном и шестнадцатеричном кодах. Использование обратного и дополнительного двоичных кодов для реализации арифметических операций.

РАЗДЕЛ 3. СТРУКТУРА СОВРЕМЕННОГО КОМПЬЮТЕРА

Тема 3.1. Классификация элементов и устройств компьютера Классификация ЭВМ. Представление информации в ЭВМ. Устройство персонального компьютера. Носители информации. Периферийные устройства персонального компьютера.

Тема 3.2. Внутренняя организация процессора. Типовая архитектура процессора. Общая структурная схема микропроцессора: арифметико-логическое устройство, регистры микропроцессора, аккумулятор, счетчик команд, регистр адреса памяти, регистр команд, регистр состояния, буферные регистры, регистры общего назначения. Процессоры RISC, CISC. Параметры процессора: разрядность, тактовая частота, количество ядер, объем кэш-памяти, рабочее напряжение. История и перспективы развития процессоров. Технологии изготовления. Виды памяти. Внешняя и внутренняя, оперативная и кэш. Память только для чтения (ROM), память чтения-записи (RAM). Статическая и динамическая память. Адресация данных: линейная, сегментная, страничная, смешанная. Типы адресации. Параллельный и последовательный доступ к памяти. Оперативные ЗУ. Программируемые ПЗУ и перепрограммируемые ППЗУ.

Тема 3.3. Системная плата. Интерфейсы. Основные компоненты системной платы (шины, джамперы, чипы и др), их размещение, принципы работы. Процессор, микросхемы поддержки (чипсеты). Шины расширения (слоты). Настройка системной платы. Управление и индикация. Классификация материнских плат по форм-фактору. Интерфейсы: функции, принципы построения. Параллельный и последовательный интерфейсы.

Тема 3.4. Распределение ресурсов Распределение адресного пространства системной памяти, отведение отдельных областей памяти под особые цели; распределение адресного пространства устройств ввода/вывода, в том числе для системных средств компьютера; распределение каналов запроса прерываний, в том числе для системных устройств; распределение каналов запроса прямого доступа к памяти.

РАЗДЕЛ 4. МУЛЬТИМЕДИЙНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

Тема 4.1. Классификация мультимедийного оборудования. Устройства отображения видеоинформации. Устройства воспроизведения звука. Источники сигнала. Вспомогательные устройства и системы. Коммутация.

Тема 4.2. Применение мультимедийного оборудования в образовательном процессе. Сочетания образного и логического способов освоения информации. Активизация образовательного процесса за счет усиления наглядности. Гибкость и интеграция различных типов мультимедийной учебной информации. Интерактивное взаимодействие представлением информации.

РАЗДЕЛ 5. КОПИРОВАЛЬНО-МНОЖИТЕЛЬНЫЕ АППАРАТЫ

Тема 5.1. Классификация копировально-множительных аппаратов. Копировальные аппараты по группам: портативные копировальные аппараты (portable copiers); низкоскоростные машины (low-volume copiers); офисные копиры среднего класса (middle-volume copiers); копиры для рабочих групп (high-volume copiers); специальные копировальные аппараты (полноцветные и инженерные машины).

РАЗДЕЛ 6. КОМПЬЮТЕРНЫЕ СЕТИ.

Тема 6.1. Организация компьютерной сети. Классификация компьютерных сетей. Топология. Архитектура. Линии связи: проводные, кабельные, радиоканалы. Передача данных. Методы коммутации: каналов, пакетов, сообщений. Протоколы. Адресация. Локальные компьютерные сети.

Тема 6.2. Коммуникационное оборудование. Сетевые карты. Маршрутизаторы. Модемы и факс-модемы. Их устройство и подключение.

РАЗДЕЛ 7. ПРОГРАММОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ КОМПЬЮТЕРА

Тема 7.1. Системное программное обеспечение. Назначение и классификация программного обеспечения (ПО). Структура и функционирование операционных систем. Операционные системы (MS DOS, Windows, Linux, Unix): принципы работы, файловая система. Драйверы. Сервисные программные средства: программы диагностики, программы оптимизации дисков и др. Программы-оболочки. Утилиты: программы-архиваторы, антивирусные программы. Инсталляция программного обеспечения. Тенденции развития аппаратного и программного обеспечения вычислительных систем.

Тема 7.2. Операционные системы семейства MS DOS, MS Windows, UNIX, Linux. Назначение, классификация, сравнительный анализ операционных систем. Основные функции ОС. Архитектура операционных систем. Операционные системы семейства Windows. Стандарты семейства UNIX. Генеалогия семейства операционных систем и некоторые известные версии UNIX. История семейства операционных систем Linux. Отличия семейства Linux от операционных систем Windows и MS DOS.

7.3 Настройка программного обеспечения компьютерных систем Настройка ОС для достижения поставленных целей. Настройка под конкретную конфигурацию. Адаптация системы под конкретного пользователя. Повышение эффективности системы.

7.4 Прикладное программное обеспечение Назначение и классификация СПО. Требования к СПО. Базовое и сервисное СПО. Операционные системы. Системы управления файлами. Системные утилиты.

7.5 Файловая система. Утилиты ОС. Типы утилит ОС. Дефрагментаторы. Утилиты по контролю ошибок и повреждений структуры разделов и SMART-ревизоры. Утилиты контроля целостности системы. Утилиты резервного копирования. Утилиты системного менеджмента. Основные понятия файловой системы: файл, каталог, дерево каталогов. Принципы размещения файлов в Linux в соответствии со стандартом FHS, обзор стандартных каталогов файловой системы Linux.