Програма по предмета Процесори и памети за рс

за задължителна професионална подготовка

УТВЪРДЕНА СЪС ЗАПОВЕД № РД 09-1324/29.08.2012 г.


Учебен предмет: ПРОЦЕСОРИ И ПАМЕТИ ЗА РС

Професионално направление:

код № 523 ЕЛЕКТРОНИКА, АВТОМАТИКА, КОМУНИКАЦИОННА И КОМПЮТЪРНА ТЕХНИКА

Професия:

Специалности:

Учебната програма по предмета Процесори и памети за РС е предназначена за обучение по професията Техник на компютърни системи, специалности Компютърна техника и технологии и Компютърни мрежи, професионално направление Електроника, автоматика, комуникационна и компютърна техника.

Съдържанието на предмета дава възможност на учениците да получат основни знания за характерните особености на поколенията процесори на Intel, AMD и други фирми и за развитието на микропроцесорната техника, както и да придобият умения за ъпгрейд и работа с тестващи програми.

Учебното съдържание в програмата е структурирано в четири раздела:

• 
  Разделът Характеристики и архитектурни особености на микропроцесорите дава знания за същността и предназначението на микропроцесорите, цикъла на инструкциите, същността и елементите на архитектурата и двата основни вида дизайн за изпълнение на микропроцесорите – RISC и CISC. Запознава с основните технически параметри на микропроцесорите – регистри, шина за данни, адресна шина, режими на процесора, процесорни скорости, множители, работни напрежения, копроцесор, кеш памет.
  
• 
  Разделът Поколения 16- и 32-битови процесори на Intel, AMD и други фирми дава знания за архитектурните особености и техническите характеристики на микропроцесорите за PC от първо поколение (8086/8088) до седмо поколение (Pentium 4 Willamette и Northwood на Intel и K7 на AMD). Представя се въвеждането на нови елементи в архитектурата на процесора при развитието на поколенията процесори: режими на работа на процесора (реален, защитен и виртуален реален); кеш памет; суперскаларно изпълнение; ММХ технология; двойна независима шина (DIB); динамично изпълнение; управление на енергията (SMM); SSE инструкции; хипернишкова технология (HTT). Разглеждат се средствата за решаване на проблемите с охлаждането. Указват се критерии и програмни средства за сравняване на производителността на процесорите, независимо от тяхната архитектура и производител, и се обяснява същността на овърклокването (overclocking) на микропроцесорите.
  
• 
  Разделът Поколения 64-битови процесори на Intel и AMD показва сложния и противоречив път на създаването и развитието на 64-битовите процесори за РС, резултат от конкуренцията между технологиите на двата основни производителя на процесори за РС – Intel и AMD. Разглеждат се двата подхода при създаването на 64-битови процесори – IA-64 (Itanium) и x86-64 (AMD64 и Intel 64), особеностите на архитектурата x86-64 и режимите на процесора при тази архитектура. Представят се архитектурните особености и техническите характеристики на поколенията 64-битови процесори – от K8 на AMD и 64-битовите Pentium 4 процесори на Интел до най-новите процесори на двете фирми. Представя се въвеждането на нови елементи в архитектурата на процесора при развитието на поколенията процесори: многоядрена технология (multicore); виртуализационна технология; бит за забрана на изпълнението (NX- Execute Disable Bit) и др. Създават се умения и нагласа за търсене и анализ на информация за най-новите процесори и технологиите, внедрени в тях – важни професионални компетенции, свързани с динамичното развитие на компютърната техника.
  
• 
  Разделът Памети за РС дава знания за същността и предназначението на оперативната памет на компютъра, типовете физическа памет (ROM, DRAM, SRAM) и характеристиките на паметта. Разглеждат се адресирането, йерархичната и логическата организация на паметта. Проследява се развитието на динамичната памет (DRAM) и се представят особеностите и техническите характеристики на поколенията памет (FPM, EDO, SDRAM, RDRAM, DDR, DDR2, DDR3), опаковането на чиповете памет (DIP, SOJ, TSOP, CSP) и модулите памет (SIMM, DIMM), както и тяхното приложение в компютърните системи от различни поколения. Дават се знания за същността на статичната памет (SRAM) и нейното приложение като кеш памет, предназначението на кеш паметта и нивата на кеш паметта. Проследява се развитието на ROM паметта и се описват характеристиките на видовете ROM памет.
  

Формирането на професионалните компетентности по предмета е на основата на усвояването на знания и умения, свързани с архитектурата и характерните особености на микропроцесорите и паметите за РС. Обучението по предмета Процесори и памети за РС развива умения у учениците да събират, оценяват, синтезират и представят информация от различни източници, както и да прилагат усвоените знания, използвайки стратегии за решаване на проблеми. Учебното съдържание формира качества като прецизност, комбинативност, съобразителност, умения за вземане на решения. Обучението по предмета предразполага към изграждане на умения за изследване, критично мислене и решаване на проблеми, способства за по-пълноценното разгръщане на познавателния потенциал на учениците и за по-ефективно постигане на целите на обучението.

Обучението по предмета има за цел усвояване на знания за предназначението, устройството, принципа на работа, архитектурата и характерните особености на микропроцесорите и паметите за РС, като се проследява развитието им от 8086/8088 до най-новите модели и формиране на умения за анализ и сравнение на различните поколения и модели.

За постигане на основната цел на обучението е необходимо изпълнението на следните подцели:

• 
  усвояване на основните понятия, отнасящи се до микропроцесорите и паметите за РС;
  
• 
  придобиване на знания за предназначението, устройството и принципа на работа на процесорите за РС;
  
• 
  формиране на знания за същността на основните технически характеристики и елементи на архитектурата на микропроцесорите;
  
• 
  изграждане на знания за архитектурните особености и техническите характеристики на изучаваните поколения и модели процесори;
  
• 
  придобиване на знания за тенденциите в развитието на микропроцесорната техника;
  
• 
  усвояване на умения за анализ и сравнение на различни процесори и памети; придобиване на умения за класифициране на микропроцесорите и паметите;
  
• 
  усвояване на умения за избиране на подходящ процесор и памет за изпълнение на зададен кръг от задачи;
  
• 
  придобиване на знания за предназначението на оперативната памет на компютъра, типовете физическа памет (ROM, DRAM, SRAM) и характеристиките на паметта;
  
• 
  изграждане на знания за адресирането, йерархичната и логическата организация на паметта;
  
• 
  придобиване на знания за поколенията памет, опаковането на чиповете памет и модулите памет;
  
• 
  усвояване на знания за кеш паметта;
  
• 
  придобиване на знания за ROM паметта.
  

Общият брой часове за изучаване на учебния предмет Процесори и памети за РС и разпределението им по учебни години и срокове са записани в учебния план на професията и специалностите.

ХІ клас: І срок 18 седмици х 2 часа = 36 часа

ІІ срок 18 седмици х 2 часа = 36 часа

Учебното съдържание е структурирано в раздели и теми. За всеки раздел е записан определен брой часове.

1. 
   Въведение. Предназначение на микропроцесорите за РС. История на микропроцесорите. Технологии за производство на микропроцесори. Кодови имена на процесори.
   
2. 
   Блокова схема на микропроцесор. Цикъл на инструкциите.
   
3. 
   Архитектура на процесора. CISC и RISC дизайн за изпълнение на микропроцесори.
   
4. 
   Технически параметри на микропроцесорите: регистри, входно-изходна шина за данни, адресна шина, режими на процесора (Real; IA-32 Protected; IA-32 Virtual real; IA-32e 64-bit; IA-32e Compatibility); процесорни скорости, множители; работни напрежения; копроцесори; процесорни цокли и слотове, кеш памет.
   

1. 
   Първо поколение микропроцесори – 8086/8088 и 80186/80188. Реален режим. Копроцесор.
   
2. 
   Второ поколение микропроцесори – 80286. Защитен режим.
   
3. 
   Трето поколение микропроцесори – 80386 SX, DX,SL. Виртуален реален режим.
   
4. 
   Четвърто поколение микропроцесори - 80486 SX, DX, SL, DX2, DX4, AMD 486 (5x86), Cyrix (TI 486). Умножаване на честотата. Кеш памет.
   
5. 
   Пето поколение микропроцесори – Pentium, Pentium MMX, AMD – K5, Cyrix M1. Суперскаларно изпълнение. ММХ технология.
   
6. 
   P6 микропроцесори на Интел – Pentium Pro, Pentium II, Pentium III, Celeron. Двойна независима шина (DIB архитектура). Динамично изпълнение. Управление на енергията (SMM). SSE инструкции.
   
7. 
   32-битови Pentium 4 микропроцесори на Интел – Willamette, Northwood, Pentium 4EE. Хипернишкова технология (HTT).
   
8. 
   Охлаждане на процесорите.
   
9. 
   Процесори AMD K6.
   
10. 
    Процесори AMD K7. Инструкции 3DNow!.
    
11. 
    Производителност на процесорите, сравняване на производителността; еталонни тестове (benchmarks); овърклокване на микропроцесорите.
    

1. 
   Двата подхода при създаването на 64-битови процесори – IA-64 (Itanium) и x86-64 (AMD64 и Intel 64). Особености на архитектурата x86-64. Режими на процесора (Real; IA-32 Protected; IA-32 Virtual real; IA-32e 64-bit; IA-32e Compatibility).
   
2. 
   Процесори AMD K8. Многоядрена технология (Multicore).
   
3. 
   64-битови Pentium 4 процесори на Интел – Prescott, Prescott 2M; Cedar Mill. Виртуализационна технология. Бит за забрана на изпълнението (NX- Execute Disable Bit).
   
4. 
   Двуядрени Pentium 4 процесори – Pentium D и Pentium EE.
   
5. 
   Процесори Core 2 на Intel.
   
6. 
   Процесори Core i на Intel. Микроархитектури Nehalem и Sandy Bridge. Тенденция за интегриране на чипове в процесора.
   
7. 
   Процесори AMD K10.
   
8. 
   Най-новите процесори на Intel.
   
9. 
   Най-новите процесори на AMD.
   
10. 
    Микропроцесори, които предстои да излязат на пазара. Тенденции за развитие на процесорите за РС.
    
11. 
    Обобщение. Елементи на архитектурата на процесора. Развитие на архитектурите при различните поколения процесори.
    

• 
  Управление на енергията (SMM - System Management Mode).
  
• 
  Суперскаларно изпълнение.
  
• 
  ММХ технология. Версии на SSE. Инструкции 3DNow!.
  
• 
  Динамично изпълнение.
  
• 
  Двойна независима шина (DIB архитектура).
  
• 
  Хипернишкова технология (HT технология).
  
• 
  Многоядрена технология (Multicore).
  

1. 
   Същност и предназначение на оперативната памет на компютъра. Типове физическа памет (ROM, DRAM, SRAM). Йерархична организация на паметта в компютъра.
   
2. 
   Характеристики на RAM паметта. Контрол по четност и ECC.
   
3. 
   Поколения DRAM памети: FPM, EDO, SDRAM, RDRAM, DDR, DDR2, DDR3. Опаковане на чиповете памет (DIP, SOJ, TSOP, CSP). Модули памет (SIMM, DIMM). Слотове за DRAM.
   
4. 
   Адресиране. Логическа организация на паметта.
   
5. 
   Същност на статичната памет (SRAM). Кеш памет. Нива на кеш паметта.
   
6. 
   RОM памети: ROM; PROM; EPROM; EEPROM/ Flash ROM. ROM-BIOS. POST.
   

В края на обучението учениците трябва

• 
  предназначението, устройството и принципа на работа на процесорите и физическите памети за РС;
  
• 
  техническите характеристики и елементите на архитектурата на микропроцесорите
  
• 
  основните архитектурни особености и най-важните технически характеристики на процесорите за РС от различни поколения;
  
• 
  видовете процесорни цокли и слотове и от кои процесори се ползват;
  
• 
  същността и характеристиките на видовете памети за РС; опаковането на чиповете памет; модулите памет;
  
• 
  адресирането, йерархичната и логическата организация на паметта;
  

• 
  да сравняват процесорите по архитектурните особености и техническите характеристики;
  
• 
  да разпознават видовете памети по външен вид;
  
• 
  да сравняват характеристиките на различни видове памет;
  
• 
  да избират подходящ процесор и памет за изпълнение на дадени задачи;
  
• 
  да работят със справочна литература и с документацията на компютърната система; да ползват чужди езици по професията;
  
• 
  да следят, анализират и обобщават техническите новости в производството на процесори и памети.
  

1. 
   Дембовски, Кл. Сервизен справочник. С., Техника, 2000.
   
2. 
   Мюлер, С. Компютърна Енциклопедия 14-то издание. СофтПрес, С., 2002.
   
3. 
   Mueller, Scott Upgrading and Repairing Pcs, 17th Edition. Que. 2006.
   
4. 
   Mueller, Scott Upgrading and Repairing Pcs, 19th Edition. Que. 2009.
   
5. 
   Mueller, Scott Upgrading and Repairing Pcs, 20th Edition. Que. 2012.
   
6. 
   Иванова, Л. Въведение в РС 9 клас, С., Фондация за европейско образование и професионална квалификация, 2012.
   
7. 
   http://en.wikipedia.org
   
8. 
   http://www.hardware.bg
   
9. 
   http://www.howstuffworks.com
   

1. 
   инж. Красимир Дойчев – ПГМЕ „М. В. Ломоносов”, гр. Добрич
   
2. 
   инж. Славка Бостанджиева – СПГЕ “Джон Атанасов”, гр. София
   
3. 
   инж. Йорданка Динкова – СПГЕ “Джон Атанасов”, гр. София