Архітектура комп'ютера та організація комп'ютерних мереж

Анотація навчальної дисципліни

Мета вивчення дисципліни 
Архітектура комп’ютера є описом його функцій. Таким чином курс переслідує мету вивчення і засвоєння студентами функцій комп’ютера. Вивчення функцій комп’ютера дозволяє глибше уявити ту кінцеву мету, яку ставить перед собою розробник, і створює можливість для правильного використання комп’ютера при вирішенні зайого допомогою задач прикладного характеру.
Комп’ютерні мережі в сучасному світі об’єднують мільйони користувачів та пристроїв для доступу к інформації та виконання різноманітних функцій. Тому студенти мають вивчити основні принципи роботи, моделі та методи аналізу і проектування архітектури комп’ютерних мереж, а також основи їх експлуатації і управління.

Практичне значення та використання отриманих знань 
Засвоєння функцій комп’ютерів взагалі, у їх найбільш загальному та абстрактному вигляді;
Вивчення функцій конкретних комп’ютерів, найбільш розповсюджених в Україні; освоєння архітектури нових процесорів і комп’ютерів у частині системи команд, способів адресації, організації пам'яті, систем переривання і вводу-виводу;вивчення архітектурних особливостей комп’ютерів різноманітного призначення; вивчення складу, функцій, принципів дії, основних параметрів локальних та глобальних комп’ютерних мереж; освоєння основних понять та концепцій мережних технологій, архітектури комп’ютерних мереж, протоколів і інтерфейсів різних рівнів.

Основні результати навчання
ПРН01. Аналізувати, цілеспрямовано шукати і вибирати необхідні для вирішення професійних завдань інформаційно-довідкові ресурси і знання з урахуванням сучасних досягнень науки і техніки.
ПРН05. Знати і застосовувати відповідні математичні поняття, методи доменного, системного і об’єктно-орієнтованого аналізу та математичного моделювання для розробки програмного забезпечення.
ПРН07. Знати і застосовувати на практиці фундаментальні концепції, парадигми і основні принципи функціонування мовних, інструментальних і обчислювальних засобів інженерії програмного забезпечення.
ПРН18. Знати та вміти застосовувати інформаційні технології обробки, зберігання та передачі даних.

Тематика та види навчальних занять
1 тиждень
Лекція 1.«Поняття функціональної та структурної організації комп’ютерів. Принцип програмного управління. Основні характеристики комп’ютера.»

2 тиждень 
Лекція 2.«Комп’ютерні елементи інформації. Класифікація комп’ютерних операцій. Формати команд. Способи адресації інформації.»
Лабораторне заняття 1. «Техніка безпеки. Ознайомлення із системою команд та структурою лабораторного стенду.»

3 тиждень 
Лекція 3.«Програмна модель мікропроцесора. Регістри. Класифікація регістрів. Режими адресації даних.»

4 тиждень 
Лекція 4.«Покоління комп’ютерів. Розвиток архітектури комп’ютерів різних поколінь.»
Лабораторне заняття 2. «Синтез комбінаційних схем.»

5 тиждень 
Лекція 5.«Основні режими роботи комп’ютерних систем.»

6 тиждень 
Лекція 6.«Організація системи переривань. Характеристики системи переривань. Операція переривання та способи її реалізації»
Лабораторне заняття 3. «Синтез перетворювача кодів.»

7 тиждень 
Лекція 7.«Захист пам’яті. Основні способи захисту пам’яті.»
Модульна контрольна робота 1.

8 тиждень 
Лекція 8.«Загальні принципи побудови комп’ютерних мереж. Основні проблеми побудови комп’ютерних мереж.»
Лабораторне заняття 4.«Ознайомлення із системою моделювання «ORLAN» і побудовою в її середовищі моделей комп'ютерних мереж.»

9 тиждень 
Лекція 9.«Адресація в комп’ютерних мережах. Структуризація, як засіб побудови великих мереж.»

10 тиждень
Лекція 10.«Модель взаємодії відкритих систем. Модульність та стандартизація в комп’ютерних мережах.»
Лабораторне заняття 5. «Моделювання роботи локальної мережі в системі моделювання «ORLAN».»

11 тиждень 
Лекція 11.«Стандартні стеки комунікаційних протоколів.»

12 тиждень 
Лекція 12.«Класифікація мереж. Базові технології локальних мереж.»
Лабораторне заняття 6. «Моделювання взаємодії двох мереж в системі моделювання «ORLAN».»

13 тиждень 
Лекція 13.«Мережевий рівень як засіб побудови великих мереж.»

14 тиждень 
Лекція 14.«Принципи маршрутизації. Протоколи маршрутизації. Функції маршрутизаторів.»
Лабораторне заняття 7. «Моделювання роботи корпоративної мережі в системі моделювання «ORLAN».»
Модульна контрольна робота 2.

15 тиждень
Лекція 15.«Стек ТСР/ІР. ІР-адресація. Відображення IP-адрес.»

Оцінювання результатів навчання

Оцінювання результатів навчання з дисципліни здійснюється за накопичувальною системою, яка дає можливість здобувачеві протягом семестру отримати максимально 100 балів.

Модуль 1
Оцінка за виконання лабораторних робіт – максимально 20 балів за модуль.
Модульна контрольна робота 1 – максимально 30 балів (в кожному завданні модульної контрольної роботи наведено максимальну кількість балів за виконання завдання). 
Модуль 2
Оцінка за виконання лабораторних робіт – максимально 20 балів за модуль.
Модульна контрольна робота 2 – максимально 30 балів (в кожному завданні модульної контрольної роботи наведено максимальну кількість балів за виконання завдання). 

Посилання на рекомендовані джерела
1. Modern Computer Architecture and Organization: Learn x86, ARM, and RISC-V architectures and the design of smartphones, PCs, and cloud servers / Jim Ledin, DaveFarley – 2nd Edition, 2022.
2. Архітектура комп’ютера та конфігурування комп’ютерних систем / О.В. Антоненко, І.О. Бардус – Бердянськ: "БДПУ", 2018.
3. Network+ Guide to Networks / Jill West, Jean Andrews, Tamara Dean – 8th Edition, 2018.
4. Комп’ютерні мережі / Б.Ю. Жураковський, І.О. Зенів – Київ: КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2020.