I Проектирование ЭВМ и систем

I Проектирование ЭВМ и систем

Организация ЭВМ

ЭВМ. Определение. Основные подсистемы, входящие в состав ЭВМ, их назначение и пути развития.

Центральный процессор. Определение. Структура ЦП. Основные блоки и устройства, включенные в состав ЦП и их назначение. Характеристики ЦП.

Подсистема памяти ЭВМ. Иерархия памяти. Виды ЗУ, относящиеся к различным уровням иерархии, их особенности и назначение.

Типы данных, с которыми работает ЭВМ.

Команда ЭВМ. Определение. Классификация команд. Процедура выполнения команд. Конвейер команд.

Режимы адресации операндов и команд.

Понятие виртуальной памяти. Определение. Назначение. Методы организации и управления виртуальной памятью.

КЭШ-память. Назначение. Типовая структура. Принцип работы КЭШ. Способы размещения данных в КЭШ.

Назначение и общие принципы организации подсистемы прерывания программ. Характеристики. Программно-управляемый приоритет прерывающих программ. Маскирование прерываний.

Подсистема ввода/вывода. Принципы организации. Каналы ввода-вывода. Интерфейсы.

Архитектуры ЭВМ. Таксономия Флинна. Типы архитектур по Флинну. Архитектуры процессоров. CISC и RISC архитектуры.

 

Процесс проектирования и производства средств вычислительной техники (СВТ)

 

Проектирование как процесс составления многостороннего описания объекта. Концепция системного подхода при проектировании СВТ. Способы проектирования Понятие автоматизированного проектирования.

Основные этапы проектирования и производства СВТ. Взаимосвязь и взаимообусловленность функционально-логического проектирования, конструирования и технологии производства СВТ.

Современные технологии проектирования, нисходящее, параллельное, сквозное проектирование.

 

Конструкторско-технологическое обеспечение надежности.

 

Методы обеспечения надежности электронных систем.

Постановка задачи конструктивной реализации соединений элементов схемы ЭВМ. Эффект отражений. Перекрестные наводки, помехи по цепям управления и питания. Методика конструирования линий связи с учетом искажающих факторов.

Отбраковочные технологические испытания как средство повышения надежности СВТ. Виды и методы отбраковочных испытаний. Способы оценки надежности и качества функционирования электронного оборудования. Общие рекомендации по повышению надежности электронного оборудования.

 

Основы автоматизации конструкторского проектирования.

 

Системы автоматизации конструкторского проектирования, классификация, структура, принципы автоматизированного конструирования. Основные виды обеспечения (лингвистическое, информационное, математическое и программное). Технические средства и автоматизация выпуска конструкторской документации.

Этапы решения задач технического проектирования в САПР/АСТПП/САИТ. Автоматизация этапа аван-проектирования в САПР, методы принятия проектных стратегий. Модели объектов автоматизированного кнструкторского проектирования.

Методы и алгоритмы решения задач компоновки схем, размещения элементов и трассировки их связей. Обзор современных САПР электронной вычислительной техники, их особенности, принципы их реализации.

 

Технологии микросхем и печатных плат.

 

Классификация интегральных схем (ИС), структуры и топологии. Основные конструкторско-технологические принципы проектирования полупроводниковых ИС и технологические процессы их изготовления. Прогрессивные методы получения рисунка элементов ИС. Типовая структура техпроцессов изготовления полупроводниковых ИС. Особенности изготовления БИС и микропроцессоров.

Классификация печатных плат (ПП). Классы точности печатного монтажа. Типовые процедуры в производстве ПП. Основные методы изготовления ПП и многослойных ПП (МПП). Конструктивные особенности МПП, изготовленных различными методами.

 

Производство СВТ и технологичность конструкции.

Основные требования к технологическому процессу. Общая характеристика этапа технологической подготовки производства ЭВМ. Принципы реализации и функциональные возможности автоматизированных систем технологической подготовки производства (АСТПП).

 

Глобальные сети

Основные понятия и определения. Обобщенная структура и функции глобальной сети. Транспортные функции глобальной сети. Высокоуровневые услуги глобальных сетей. Структура глобальной сети. Интерфейсы DTE-DCE. Типы глобальных сетей.

Глобальные связи на основе выделенных линий. Аналоговые и цифровые выделенные линии. Технология плезиохронной цифровой иерархии PDH. Технология синхронной цифровой иерархии SONET/SDH. Применение цифровых первичных сетей. Устройства DSU/CSU для подключения к выделенному каналу. Протоколы канального уровня для выделенных линий. Протокол SLIP, HDLC, РРР. Использование выделенных линий для построения корпоративной сети.

Глобальные связи на основе сетей с коммутацией каналов. ISDN — сети с интегральными услугами. Стек протоколов и структура сети ISDN. Использование служб ISDN в корпоративных сетях.

Компьютерные глобальные сети с коммутацией пакетов. Сети Х.25. Сети Frame Relay. Технология ATM. Передача графика IP через сети ATM. Сосуществование ATM с традиционными технологиями локальных сетей.

Удаленный доступ. Основные схемы глобальных связей при удаленном доступе. Типы взаимодействующих систем. Типы поддерживаемых служб. Типы используемых глобальных служб. Доступ компьютер — сеть. Удаленный узел. Удаленное управление и терминальный доступ. Почтовые службы в компьтерных сетях.. Удаленный доступ через промежуточную сеть. Общая схема двухступенчатого доступа. Технологии ускоренного доступа к Internet через абонентские окончания телефонных и кабельных сетей.

Internet-Intranet технологии доставки информации. Проектирование глобальных сетей, анализ и расчет их характеристик.

Защита информации

Проблемы защиты информации. Особенности защиты в компьютерах и информационно-вычислительных системах, несанкционированный доступ (НСД).

Архитектура системы защиты информации в компьютерных сетях.

Аппаратные и программные средства защиты от НСД и разграничение доступа к ресурсам. Электронная подпись.

Методы и средства защиты целостности информации.

Сетевые экраны - средство защиты при межсетевом взаимодействии.

Штатные средства зашиты, встроенные в операционные системы. Криптографические средства защиты.

Методы защиты баз данных и операционных систем.

Методы антивирусной защиты.

Методы защиты платежных систем.

Защита от Internet-атак. Надежность средств защиты.

Базы данных

 

Автоматизированная информационная система. Предметная область информационной системы.

Назначение и основные компоненты системы баз данных. Трехуровневая модель систем баз данных.

Понятие модели данных. Модели данных первого поколения (сетевая и иерархическая).

Реляционная модель данных. Операции реляционной алгебры.

Этапы проектирования баз данных. Проектирование с использованием метода "сущность-связь".

Особенности проектирования реляционных баз данных. Нормализация отношений (до ЗНФ).

Системы управления базами данных, состав и основные функции. Обеспечение логической и физической целостности БД.

Физическая организация данных в системах БД. Структуры хранимых данных. Методы управления памятью.

Индексирование как механизм доступа к данным. Принципы организации и использование индексов.

Механизмы размещения и оступа к данным: хеширование и кластеризация. Принципы организации и использование этих механизмов.

Оптимизация выполнения запросов. Методы оптимизации по синтаксису и по стоимости.

Обеспечение защиты данных от несанкционированного доступа. Управление доступом к данным.

Обеспечение защиты данных при сбоях. Восстановление базы данных. Резервное копирование.

Доступ к базе данных в многопользовательских системах. Взаимовлияние транзакций и уровни изоляции транзакций. Блокировки.

Распределенные базы данных (РБД). Специфика проблем проектирования и эксплуатации РБД.

 

 

Литература.

1. Н.А.Олифер, В.Г.Олифер. Компьютерные сети. Принципы. Технологии. Протоколы. Учебник. СП б "Питер", 20001 г.

2. Н.А. Олифер, В..Г. Олифер. Проблемы построения корпоративных сетей. Учебное пособие. ЦИТ, Москва. МГУ. 1996г.

3. А.В.Максименко, М.Л.Селезнев. Основы проектирования информационно-вычислительных систем и сетей ЭВМ. М., Радио и связь. 1991г.

4. Г.Ф.Янбых, Б.А.Столяров. Оптимизация информационно-вычислительных сетей. М., Радио и связь. 1987г.

5. Дж.Челлис, Ч.Перкинс, М.Стриб. Основы построения сетей. Учебное куроводство для специалистов MCSE. М., Изд. Лори. 1997г.

6. Криста Андерсон, Марк Минаси. Локальные сети. Полное руководство. Пер. с англ. Под ред. Шевель Д.М. М., Энтроп, 1999г.

7. Локальные вычислительные сети. Книга 3. Организация функционирования, эффективность, оптимизация. Справочник. М., Финансы и статистика. 1995г.

8. Блек Ю. Сети ЭВМ: Протоколы, стандарты, интерфейсы: Пер. с англ. - М.: Мир, 1990.-506 с.

9. Флинт Д. Локальные сети ЭВМ: архитектуры, принципы построения, реализация: Пер. с англ. -М.: финансы и статистика, 1986 - 359 с.

10. Лоу Д. Компьютерные сети для чайников. М.: Диалектика, 1994

11. Локальные сети персональных компьютеров- Работа с сервером Novell NetWare,- M.: Диалог - МИФИ, 1995

12. Мартин Дж. Организация баз данных в вычислительных системах—М.: Мир, 1980

13. И.А.Мизин, В.А.Богатырев, А.П.Кулешов. Сети коммутации пакетов. Под общ. Ред. B.C. Семенихина. М., Радио и связь. 1986г.

14. А.М.Шестопалов, В.П.Клепиков, К.С.Жевлюк. Центры коммутации сообщений. М., Радио и связь. 1982г.

15. С.С.Зайцев, М.И.Кравцунов, С.В.Ротанов. Сервис открытых

информационно-вычислиьтельных сетей. Справочник. М., Радио и связь. 1990г.

16. А.В. Петраков Основы практической защиты информации. Радио и связь. М. 2001г. (учебное пособие для ВУЗов)

17. Ю.В.Романец и др. Защита информации в компьютерных системах и сетяхг. Радио и связь. М. 2001г.

18. А.А. Большаков и др. Основы обеспечения безопасности данных в компьютерных системах и сетях. Учебное пособие. Санкт-Петербург. 1996г. Искусственный интеллект: В 3 кн.

Кн. 1 Системы общения и экспертные системы. 464 с.

Кн. 2 Модели и методы.-304 с.

Кн. 3 Программные и аппаратные средства.-368 с. -М.: Радио и связь, 1990.

19. Экспертные системы для персональных компьютеров: методы, средства, реализации. Справ, пособие /B.C. Крисевич, Л.А. Кузьмин, A.M. Шифидр. -Мн.: Вышэйшая школа, 1990.-197 с.

20. Буч Г. Объектно-ориентированное проектирование с примерами применения: Пер. с англ. -Н.:Конкорд, 1992. -519 с

21. Дюбуа Д., Прад А. Теория возможностей. Приложение к представлению знаний в информатике. -М. Радио и связь 1990.-288 с.

22. Петрушин В. А. Экспертно - обучающие системы - Киев, Наук, думка, 1992.

23. Вирт Н., Алгоритмы и структуры данных. -М.: Мир, 1989.

24. Коутс Р., Влейминк И. Интерфейс "человек-компьютер": Пер. с англ. - М.: Мир, 1990.-501 с.

25. Алексенко А.Г., Галицин А.А., Иванников А.Д. Проектирование радиоэлектронной аппаратуры на микропроцессорах. М.: Радио и связь. 1984.

26. Ахо А., Ульман Дж. Теория синтаксического анализа, перевода и компиляции. М.: Мир. 1978.

27. Ахо А., Хоперерофт Дж., Ульман Дж. Построение и анализ вычислительных алгоритмов. М.: Мтр. 1979.

28. Донован Дж. Системное программирование. М.: Мир. 1976.

29. Батанист М.Л. Диалоговые устройства отображения информации на электроно лучевых трубках. М.: Статистика. 1977.

30. Каган Б.М. Электронные вычислительные машины и системы. М.: Энергоатомиздат. 1986.

31. Кнут Д. Искусство программирования для ЭВМ.т.1. М.: Мир. 1976.

32. Пржиялковский В.В., Ломов Ю.С. Технические и программные средства ЕС ЭВМ. М.: Статистика. 1980.

33. Петренко А.И., Семенков О.И. "Основы построения систем автоматизирования проектирования", Киев, Высшая школа. 1984.

34. Анисимов Б.В., Голубкин В.Н. "Аналоговые и гибридные ЭВМ" М.: Высшая школа. 1986.

35. Попов Е.П. Теория линейных систем автоматического регулирования и управления. М.: Наука. 1978/89.

36. Бесекерский В.А., Попов Е.П. Теория систем автоматического регулирования. М.: Наука. 1972/76.

37. Воронов А.А. Устойчивость, управляемость, наблюдаемость. М. Наука. 1979.

38. Красивский А.А. Аналитическое конструирование контуров управления ЛА. М.: Машиностроение. 1969.

39. Сборник задач по теории автоматического управления и регулирования. Под ред. Бессекерского В.А. М.: Наука. 1972/78.

 

Литература к разделу. «Системное программное обеспечение, технология программирования»

 

1. А.В. Гордеев, А.Ю. Молчанов. Системное программное обеспечение. – СПб.: Питер, 2001.

2. А.Ю. Молчанов. Системное программное обеспечение: Учебник для вузов - СПб.: Питер, 2003

3. В.Г. Олифер, Н.А. Олифер. Сетевые операционные системы. - СПб.: Питер, 2002

4. Дж.Донован. Системное программирование. – Мир: Москва, 1975.

5. Г.С. Иванова. Технология программирования: Учебник для вузов. – 2-е изд., стереотип. – М.: Издательство МГТУ им. Н.Э Баумана, 2003.

6. Г.С. Иванова, Т.Н. Ничушкина, Е.К.Пугачев. Объектно-ориентированное программирование: Учебник для вузов. – 2-е изд., перераб. и доп./Под. Ред.Г.С.Ивановой. – М.: Издательство МГТУ им. Н.Э Баумана, 2003.

7. С.А. Орлов. Технологии разработки программного обеспечения: Учебник. - СПб.: Питер, 2002

8. Брауде Э. Технология разработки программного обеспечения. - СПб.: Питер, 2004

 

Список литературы к разделу “Базы данных”

1. Коннолли Т., Бегг К. Базы данных: проектирование, реализация, сопровождение. Теория и практика, 3-е изд.: Пер. с англ.: Уч. пос. -М.: Изд. дом "Вильяме", 2003. - 1436 с.

2. Дейт К. Дж. Введение в системы баз данных.: Пер. с англ. - 8-е изд. -Изд. дом "Вильяме", 2005. - 1328 с.

3. Грабер М. SQL. Бестселлер #1. - Изд. "Лори", 2001. - 643 с.

4. СУБД (Системы управления базами данных): Журнал. - АО "Открытые системы".

5. Проектирование реляционных баз данных: Метод, указания к курсовому проектированию по курсу "Базы данных" / МГИЭМ; Сост.: Карпова И.П. - М, 2003. - 31 с.

6. Изучение основ языка SQL: Метод, указания к лаб. работам по курсу "Базы данных" / МГИЭМ; Сост.: И. П. Карпова. - М., 2003. - 31 с.

7. Карпова И.П. Введение в базы данных: Учеб. пособие / МГИЭМ. - М., 2003.-74 с.

 

 

Программа Государственного экзамена обсуждена на совместном заседании кафедр "Вычислительная техника" и "Вычислительные системы и сети"

" 16"_ сентября 2010 г., протокол № 43

 

Зав. кафедрой ВТ Митрофанов С.А.

Зав. кафедрой ВСиС Жданов В. С.

I Проектирование ЭВМ и систем

Организация ЭВМ

ЭВМ. Определение. Основные подсистемы, входящие в состав ЭВМ, их назначение и пути развития.

Центральный процессор. Определение. Структура ЦП. Основные блоки и устройства, включенные в состав ЦП и их назначение. Характеристики ЦП.

Подсистема памяти ЭВМ. Иерархия памяти. Виды ЗУ, относящиеся к различным уровням иерархии, их особенности и назначение.

Типы данных, с которыми работает ЭВМ.

Команда ЭВМ. Определение. Классификация команд. Процедура выполнения команд. Конвейер команд.

Режимы адресации операндов и команд.

Понятие виртуальной памяти. Определение. Назначение. Методы организации и управления виртуальной памятью.

КЭШ-память. Назначение. Типовая структура. Принцип работы КЭШ. Способы размещения данных в КЭШ.

Назначение и общие принципы организации подсистемы прерывания программ. Характеристики. Программно-управляемый приоритет прерывающих программ. Маскирование прерываний.

Подсистема ввода/вывода. Принципы организации. Каналы ввода-вывода. Интерфейсы.

Архитектуры ЭВМ. Таксономия Флинна. Типы архитектур по Флинну. Архитектуры процессоров. CISC и RISC архитектуры.