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.