Архітектура комп'ютера та операційні системи, частина 1
Спеціальність: Кібербезпека
Код дисципліни: 6.F5.01.O.034
Кількість кредитів: 5.00
Кафедра: Захист інформації
Лектор: Доцент, к.т.н., Лис Степан Степанович
Семестр: 4 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: Внаслідок вивчення навчальної дисципліни студент повинен бути здатним продемонструвати здатність розв’язувати спеціалізовані задачі та практичні проблеми під час професійної діяльності у галузі інформаційні технології або у процесі навчання.
Вивчення навчальної дисципліни передбачає формування та розвиток у студентів компетентностей:
загальних:
- здатність застосовувати знання у практичних ситуаціях;
- знання та розуміння предметної області та розуміння професії;
- вміння виявляти, ставити та вирішувати проблеми за професійним спрямуванням;
- здатність до пошуку, оброблення та аналізу інформації.
фахових:
- здатність до використання інформаційно-комунікаційних технологій, сучасних методів і моделей інформаційної безпеки та/або кібербезпеки;
- здатність до використання програмних та програмно-апаратних комплексів засобів захисту інформації в інформаційно-телекомунікаційних (автоматизованих) системах;
- здатність забезпечувати захист інформації, що обробляється в інформаційно-телекомунікаційних (автоматизованих) системах з метою реалізації встановленої політики інформаційної та/або кібербезпеки.
Результати навчання: У результаті вивчення навчальної дисципліни здобувач освіти повинен бути здатним продемонструвати такі результати навчання:
РН2. Організовувати власну професійну діяльність, обирати оптимальні методи та способи розв’язування складних спеціалізованих задач та практичних проблем у професійній діяльності, оцінювати їхню ефективність.
РН3. Використовувати результати самостійного пошуку, аналізу та синтезу інформації з різних джерел для ефективного рішення спеціалізованих задач професійної діяльності.
РН6. Критично осмислювати основні теорії, принципи, методи і поняття у навчанні та професійній діяльності.
РН10. Виконувати аналіз та декомпозицію інформаційно-телекомунікаційних систем.
РН13. Аналізувати проекти інформаційно-телекомунікаційних
систем базуючись на стандартизованих технологіях та протоколах
передачі даних.
РН14. Вирішувати завдання захисту програм та інформації, що обробляється в інформаційно-телекомунікаційних системах програмно-апаратними засобами та давати оцінку результативності якості прийнятих рішень.
РН18. Використовувати програмні та програмно-апаратні комплекси захисту інформаційних ресурсів.
РН31. Застосовувати теорії та методи захисту для забезпечення безпеки елементів інформаційно-телекомунікаційних систем.
РН32. Вирішувати задачі управління процесами відновлення штатного функціонування інформаційно-телекомунікаційних систем з використанням процедур резервуванням згідно встановленої політики безпеки.
РН41. Забезпечувати неперервність процесу ведення журналів реєстрації подій та інцидентів на основі автоматизованих процедур.
РН52. Використовувати інструментарій для моніторингу процесів в інформаційно-телекомунікаційних системах.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Попередні навчальні дисципліни:
- Комп’ютерні мережі та їх захист
- Теорія інформації та кодування
- Бази даних та знань
Супутні і наступні навчальні дисципліни:
- Методи та засоби ТЗІ
- Криптографічні системи та протоколи
- Безпека програмного забезпечення
Короткий зміст навчальної програми: Розглянуті основи однієї із загально-технічних дисциплін, необхідної для розвитку технічних, проектних та дослідницьких задач. Основна увага зосереджена на принципах взаємодії вузлів комп’ютера, з будовою та принципом роботи сучасних комп’ютерів, способів взаємодії програмного забезпечення із електронними схемами комп’ютера, функціонування процесорів з різними системами команд, вивчення порядку виконання команд і програм в комп’ютері, вивчення пристроїв керування та типів пам’яті комп’ютера. Розглянуто базові теоретичні питання, пов’язані з будовою та функціонуванням операційних систем, принципи роботи операційних систем, основи багатопотоковості, планування та диспетчеризації, а також керування пам’яттю в операційних системах. Розглянуто основи файлових систем, безпеки та захисту операційних систем, організації міжпроцесової та міжпотокової взаємодії, а також технології віртуалізації операційних систем.
Опис: ТЕМА 1. Вступ. Загальна архітектура комп’ютерів. Основні поняття та загальна архітектура комп'ютерних систем. Концепція побудови обчислювальних машин. Структурна схема IBM PC - сумісного персонального комп’ютера. Основні типи та характеристики сучасних комп’ютерів. Типи структур обчислювальних машин і систем.
ТЕМА 2. Інформаційні основи комп’ютера. Інформація, інформатика, дані, сигнали та їх представлення. Системи числення. Представлення даних у комп’ютері. Елементи кодування інформації. Логічні основи комп'ютерів.
ТЕМА 3. Архітектура типового процесора. Поняття архітектури процесора. Процесори INTEL CORE 2 DUO.
ТЕМА 4. Пам'ять комп'ютерів. Організація пам'яті комп'ютера. Організація основної пам'яті комп'ютера. Основні типи динамічної пам'яті. Постійні електронні запам'ятовуючі пристрої. Організація кеш-пам'яті.
ТЕМА 5. Система вводу/виводу. Призначення та структура системи вводу/виводу. Керування вводом/виводом. Канали та процесори вводу-виводу.
ТЕМА 6. Організація інтерфейсів. Поняття інтерфейсу. Організація ліній інтерфейсів. Сучасні інтерфейси комп'ютера.
ТЕМА 7. Паралельні комп'ютерні системи. Принципи паралельної обробки інформації. Обчислювальні системи класу SIMD (ОКМД). Комп'ютерні системи класу МIMD (МКМД). Архітектура потокових обчислювальних систем.
ТЕМА 8. Огляд операційних систем. Поняття операційної системи (ОС). Основні функції та компоненти ОС.
ТЕМА 9. Основні принципи роботи ОС. Класифікація ОС за сферою застосування. Процеси. Режим користувача та режим ядра. Системні виклики. Класифікація ОС за архітектурою. Блок керування процесом. Інтерактивні і фонові процеси. Створення та завершення процесів.
ТЕМА 10. Багатопотоковість. Потоки: призначення, переваги, виклики. Основні моделі та стратегії багатопотоковості. Бібліотеки для роботи з потоками.
ТЕМА 11. Планування та диспетчеризація. Основні поняття планування. Особливості планування у різних типах ОС. Приклади алгоритмів планування.
ТЕМА 12. Пам’ять. Фізичні та віртуальні адреси. Підхід базового і межового регістрів. Сторінкова організація пам’яті. Сегментна організація пам’яті. Сторінково-сегментна організація пам’яті.
ТЕМА 13. Файлові системи. Роль та рівні організації файлової системи. Основні поняття файлової системи. Приклади файлових систем.
ТЕМА 14. Безпека і захист. Базові поняття і принципи безпеки ОС. Автентифікація та авторизація.
ТЕМА 15. Міжпроцесова та міжпотокова взаємодія. Проблеми міжпроцесової та міжпотокової взаємодії. Синхронізація. Передача даних між процесами.
ТЕМА 16. Віртуалізація. Поняття про віртуалізацію. Огляд технологій віртуалізації.
Методи та критерії оцінювання: Діагностика знань студентів здійснюється на основі:
1. Захисту звітів виконаних лабораторних робіт.
2. Захист практичних робіт в усній формі.
3. Проведення письмового екзамену за результатами вивчення дисципліни.
4. Проведення усної компоненти за результатами написання екзамену.
Критерії оцінювання результатів навчання: Поточний контроль:
Лабораторні заняття - 15 балів
Практичні заняття - 15 балів
Екзаменаційний контроль:
Письмова компонента - 60 балів
Усна компонента - 10 балів
Разом за дисципліну - 100 балів
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100-88 балів - атестований з оцінкою «відмінно» - Високий рівень: здобувач освіти демонструє поглиблене володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни, системні знання, вміння і навички їх практичного застосування. Освоєні знання, вміння і навички забезпечують можливість самостійного формулювання цілей та організації навчальної діяльності, пошуку та знаходження рішень у нестандартних, нетипових навчальних і професійних ситуаціях. Здобувач освіти демонструє здатність робити узагальнення на основі критичного аналізу фактичного матеріалу, ідей, теорій і концепцій, формулювати на їх основі висновки. Його діяльності ґрунтується на зацікавленості та мотивації до саморозвитку, неперервного професійного розвитку, самостійної науково-дослідної діяльності, що реалізується за підтримки та під керівництвом викладача. 87-71 балів - атестований з оцінкою «добре» - Достатній рівень: передбачає володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни на підвищеному рівні, усвідомлене використання знань, умінь і навичок з метою розкриття суті питання. Володіння частково-структурованим комплексом знань забезпечує можливість їх застосування у знайомих ситуаціях освітнього та професійного характеру. Усвідомлюючи специфіку задач та навчальних ситуацій, здобувач освіти демонструє здатність здійснювати пошук та вибір їх розв’язання за поданим зразком, аргументувати застосування певного способу розв’язання задачі. Його діяльності ґрунтується на зацікавленості та мотивації до саморозвитку, неперервного професійного розвитку. 70-50 балів - атестований з оцінкою «задовільно» - Задовільний рівень: окреслює володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни на середньому рівні, часткове усвідомлення навчальних і професійних задач, завдань і ситуацій, знання про способи розв’язання типових задач і завдань. Здобувач освіти демонструє середній рівень умінь і навичок застосування знань на практиці, а розв’язання задач потребує допомоги, опори на зразок. В основу навчальної діяльності покладено ситуативність та евристичність, домінування мотивів обов’язку, неусвідомлене застосування можливостей для саморозвитку. 49-00 балів - атестований з оцінкою «незадовільно» - Незадовільний рівень: свідчить про елементарне володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни, загальне уявлення про зміст навчального матеріалу, часткове використання знань, умінь і навичок. В основу навчальної діяльності покладено ситуативно-прагматичний інтерес.
Рекомендована література: Навчально-методичне забезпечення
1. Електронний навчально-методичний комплекс «Архітектура комп'ютера та операційні системи ч.1» / С.С. Лис – Режим доступу: https://vns.lpnu.ua/course/view.php?id=19269
2. Демиденко М.І., Руденко О.А. Навчальний посібник з дисципліни «Комп’ютерна схемотехніка та архітектура комп’ютерів» для студентів спеціальності 122 «Комп’ютерні науки». - Полтава: НУПП, 2023. – 203 с.
3. Крупельницький Л.В. Архітектура комп’ютерів. Частина 1 : лабораторний практикум / Л.В. Крупельницький, А.В. Снігур, С.В. Богомолов. - Вінниця : ВНТУ, 2020. – 104 с.
4. Мосіюк О.О., Федорчук А.Л. Операційні системи та системне програмування: навчально-методичний посібник. - Житомир: Вид-во ЖДУ ім. Івана Франка, 2022. – 76 с.
5. Рибачок Н.А. Операційні системи [Електронний ресурс] : лаб. практикум : навч. посіб. для здобувачів ступеня бакалавра за освіт. програмою «Інженерія програмного забезпечення мультимедійних та інформаційно-пошукових систем» спец. 121 Інженерія програмного забезпечення / Н. А. Рибачок ; КПІ ім. Ігоря Сікорського. – Електрон. текст. дані (1 файл). – Київ : КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024. – 100 с.
Рекомендована література
Базова
1. Кравченко Ю.В. Архітектура комп’ютера. Частина 1: навчальний посібник / Кравченко Ю.В., Лещенко О.О., Герасименко О.Ю., Труш О.В., Дахно Н.Б. - К. : КНУ імені Тараса Шевченка, 2022. – 216 с.
2. Головня О.С. Основи операційних систем: навч. посібн. / О.С. Головня. – Електронні дані. – Житомир : «Житомирська політехніка», 2023. – 126 с.
3. Зайцев В.Г. Операційні системи: [Електронний ресурс]: навч. посіб. для студ. спеціальності 123 «Комп’ютерна інженерія» / В. Г. Зайцев, І. П. Дробязко; КПІ ім. Ігоря Сікорського. – Електронні текстові дані (1 файл: 3 Мбайт). – Київ: КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2019. – 240 с. – Режим доступу : https://ela.kpi.ua/server/api/core/bitstreams/d9d83ff6-4004-4a8c-8772-62b624a2196b/content
4. Задерейко О.В. Операційні системи : навчальний посібник [Електронне видання] / О.В. Задерейко, С.Л. Зіноватна, А.А. Толокнов. – Одеса : Фенікс, 2022. – 140 с. – Режим доступу : https://hdl.handle.net/11300/22701
5. Авраменко В.С., Авраменко А.С. Основи операційних систем. Навчальний посібник. – Черкаси: ЧНУ імені Богдана Хмельницького, 2018. – 524 с.
6. Федотова-Півень І.М. Операційні системи : навчальний посібник. [за ред. В. М. Рудницького] / І.М. Федотова-Півень, І. В. Миронець, О. Б. Півень, С. В. Сисоєнко, Т. В. Миронюк; Черкаський державний технологічний університет. – Харків : ТОВ «ДІСА ПЛЮС», 2019. – 216 с.
7. Мельник А.О. Архітектура комп'ютера [Текст] : підруч. для студ. вузів. 3-вид. - Луцьк : Волинська обласна друкарня, 2018. – 470 с.
8. Тарарака В.Д. Архітектура комп'ютерних систем: навчальний посібник. - Житомир : ЖДТУ, 2018. – 383 с.
9. Якименко Ю.І. Мікропроцесорна техніка: Підручник / Ю.І. Якименко, Т.О. Терещенко, Є.І. Сокол, В.Я. Жуйков, Ю.С. Петергеря. За ред. Т.О. Терещенко. -3-е вид., переробл. та доповн. - Київ : ІВЦ "Видавництво «Політехника»"; "Кондор", 2016. – 440 с.
10. Arpaci-Dusseau R. H., Arpaci-Dusseau A. C. Operating systems. University of Wisconsin–Madison, 2018. – 709 p.
11. Silberschatz, A., Galvin, P. B., Gagne, G. Operating system concepts. 10th edition. Hoboken, NJ : Wiley, 2018. – 1278 p.
Допоміжна
1. Матвієнко М.П., Розен В.П. Закладний О.М. Архітектура комп'ютера. Навч. посібник. - Київ : Видавництво Ліра-К, 2016. – 256 с.
2. Карачка А.Ф., Дудко О.І. Архітектура комп’ютерів: Навч. посіб. / За ред. А.О. Саченка. – Тернопіль: Економічна думка, 2009. – 180 с.
3. Шеховцов В.А. Операційні системи: Підручник. К.: Видавнича група BHV, 2005. – 576 с.
4. Beginning x64 Assembly Programming From Novice to AVX Professional / Jo Van Hoey - Apress Berkeley, CA, 2019. – 413 p.
5. Structured Computer Organization 6th Edition / Andrew Tanenbaum, Todd Austin, Pearson 2012 – 808 p.
Інформаційні ресурси
1. Електронний навчально-методичний комплекс «Архітектура комп'ютера та операційні системи ч.1» / С.С. Лис – Режим доступу: https://vns.lpnu.ua/course/view.php?id=19269
2. Електронний навчально-методичний посібник "АРХІТЕКТУРА КОМП'ЮТЕРІВ"
для здобувачів освіти спеціальностей 123 «Комп'ютерна інженерія», 126 "Інформаційні технології та системи" – Режим доступу до ресурсу: https://sites.google.com/view/vovkpetro/%D0%B3%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B2%D0%BD%D0%B0?authuser=0
3. Історія розвитку обчислювальної техніки [Електронний ресурс] – http://informatics.dp.ua/istoriya-rozvytku-obchyslyuvalnoyi-tekhniky/
4. Процессор Intel® Core™ i5-12400F [Електронний ресурс] – Режим доступу до ресурсу: https://ark.intel.com/content/www/ru/ru/ark/products/134587/intel-core-i512400f-processor-18m-cache-up-to-4-40-ghz.html
5. Тип пам’яті SSD накопичувачів [Електронний ресурс] – Режим доступу до ресурсу: https://2400.com.ua/ua/a434821-tip-pamyati-ssd.html
6. Інтерфейси моніторів (VGA, DVI, HDMI, DisplayPort) [Електронний ресурс] – Режим доступу до ресурсу: https://boss-pc.com.ua/interfeysi-monitoriv-vga-dvi-hdmi-displayport/
7. Intel® 64 and IA-32 Architectures Software Developer’s Manual, Volume1: Basic Architecture [Електронний ресурс] – Режим доступу до ресурсу: https://cdrdv2.intel.com/v1/dl/getContent/671436
8. Operating system tutorial. – Режим доступу до ресурсу: http://www.sncwgs.ac.in/wp-content/uploads/2015/11/operating_system_tutorial.pdf.
Уніфікований додаток: Національний університет «Львівська політехніка» забезпечує реалізацію права осіб з інвалідністю на здобуття вищої освіти. Інклюзивні освітні послуги надає Служба доступності до можливостей навчання «Без обмежень», метою діяльності якої є забезпечення постійного індивідуального супроводу навчального процесу студентів з інвалідністю та хронічними захворюваннями. Важливим інструментом імплементації інклюзивної освітньої політики в Університеті є Програма підвищення кваліфікації науково-педагогічних працівників та навчально-допоміжного персоналу у сфері соціальної інклюзії та інклюзивної освіти. Звертатися за адресою:
вул. Карпінського, 2/4, І-й н.к., кімн. 112
E-mail: nolimits@lpnu.ua
Websites: https://lpnu.ua/nolimits https://lpnu.ua/integration
Академічна доброчесність: Політика щодо академічної доброчесності учасників освітнього процесу формується на основі дотримання принципів академічної доброчесності з урахуванням норм «Положення про академічну доброчесність у Національному університеті «Львівська політехніка» (затверджене вченою радою університету від 20.06.2017 р., протокол № 35).
Архітектура комп'ютера та операційні системи, частина 1
Спеціальність: Кібербезпека
Код дисципліни: 6.F5.01.O.033
Кількість кредитів: 5.00
Кафедра: Безпека інформаційних технологій
Лектор: проф. Мельник Віктор Анатолійович
Семестр: 4 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: • Знання архітектури комп’ютера.
• Знання теоретичних (логічних та арифметичних) основ функціонування сучасних комп’ютерів, їх архітектури і принципів побудови, вміння їх застосовувати при рішенні професійних завдань.
• Знання схемотехнічних основ сучасних комп’ютерів.
• Розуміння співвідношень між архітектурою і технологіями та впливу архітектури і технологій на продуктивність комп’ютера.
• Знання способів та засобів вимірювання продуктивності комп’ютерів.
• Знання основ мікроархітектури апаратних засобів.
• Знання загально-методологічних принципів побудови сучасних комп’ютерних систем з різною організацією для забезпечення високопродуктивної обробки інформації.
Результати навчання: Вивчення навчальної дисципліни передбачає формування та розвиток у студентів компетентностей:
Загальних:
1. ЗК 1 Здатність застосовувати знання у практичних ситуаціях.
2. ЗК 2 Знання та розуміння предметної області та розуміння професії.
3. ЗК 3. Здатність професійно спілкуватися державною та іноземною мовами як усно, так і письмово.
4. ЗК 4. Вміння виявляти, ставити та вирішувати проблеми за професійним спрямуванням.
5. ЗК 5. Здатність до пошуку, оброблення та аналізу інформації.
6. ЗК 7. Здатність зберігати та примножувати моральні, культурні, наукові цінності і досягнення суспільства на основі розуміння історії та закономірностей розвитку предметної області, її місця у загальній системі знань про природу і суспільство та у розвитку суспільства, техніки і технологій, використовувати різні види та форми рухової активності для активного відпочинку та ведення здорового способу життя.
7. Дослідницькі навики і уміння.
8. Креативність, здатність до системного мислення.
9. Потенціал до подальшого навчання.
10. Відповідальність за якість виконуваної роботи.
11. Здатність працювати самостійно.
Фахових:
1. Знання архітектури комп’ютера.
2. Знання схемотехнічних основ сучасних комп’ютерів.
3. Володіння методами та засобами програмування мовами високого та низького рівня.
4. Володіння спеціалізованими програмними пакетами.
5. Знання теоретичних (логічних та арифметичних) основ побудови сучасних комп’ютерів та їх архітектури, вміння застосовувати їх в процесі побудови та експлуатації при рішенні професійних завдань.
6. Знання загально-методологічних принципів побудови сучасних комп’ютерних систем з різною організацією для забезпечення високопродуктивної обробки інформації.
7. Здатність використовувати та впроваджувати нові технології, брати участь в модернізації та реконструкції обладнання, пристроїв, систем та комплексів, зокрема з метою підвищення їх енергоефективності та удосконалення захищеності.
8. ФК 3. Здатність до використання прогамних та програмно апаратних комплексів засобів захисту інформації в інформаційно телекомунікаційних
9. ФК 5. Здатність забезпечувати захист інформації, що обробляється в інформаційно-телекомунікаційних (автоматизованих) системах з метою реалізації встановленої політики інформаційної та/або кібербезпеки.
10. ФК 6. Здатність відновлювати штатне функціонування інформаційних, інформаційно-телекомунікаційних (автоматизованих) систем після реалізації загроз, здійснення кібератак, збоїв та відмов різних класів та походження.
11. ФК 7. Здатність впроваджувати та забезпечувати функціонування комплексних систем захисту інформації (комплекси нормативно правових, організаційних та технічних засобів і методів, процедур, практичних прийомів та ін.)
12. ФК 10. Здатність застосовувати методи та засоби криптографічного та технічного захисту інформації на об’єктах інформаційної діяльності.
13. ФК 11. Здатність виконувати моніторинг процесів функціонування інформаційних. інформаційно-телекомунікаційних (автоматизованих) систем згідно встановленої політики інформаційної та/або кібербезпеки.
Результати навчання даної дисципліни деталізують такі програмні результати навчання:
Знання:
1. ЗН 2. Організовувати власну професійну діяльність, обирати оптимальні методи та способи розв’язування складних спеціалізованих задач та практичних проблем у професійній діяльності, оцінювати їхню ефективність.
2. ЗН 3. Використовувати результати самостійного пошуку, аналізу та синтезу інформації з різних джерел для ефективного рішення спеціалізованих задач професійної діяльності.
3. ЗН 4. Аналізувати, аргументувати, приймати рішення при розв’язанні складних спеціалізованих задач та практичних проблем у професійній діяльності, які характеризуються комплексністю та неповною визначеністю умов, відповідати за прийняті рішення
4. ЗН 13. Знання сучасних досягнень інноваційних технологій в галузі інформаційних технологій, кібербезпеки та управління; ЗН 14. Знання і розуміння наукових принципів, що лежать в основі кібербезпеки та інформаційних технологій;
5. ЗН 14. Знання і розуміння наукових принципів, що лежать в основі кібербезпеки та інформаційних технологій;
6. ЗН 18. Здатність продемонструвати знання сучасного стану справ та новітніх технологій в галузі інформаційних технологій та інформаційної безпеки;
7. ЗН 1.1. Виконувати аналіз та декомпозицію інформаційно телекомунікаційних систем.
8. ЗН 2.2. Використовувати програмні та програмно-апаратні комплекси захисту інформаційних ресурсів
9. ЗН 4.1. Вирішувати завдання захисту програм та інформації, що обробляється в інформаційно-телекомунікаційних системах програмно-апаратними засобами та давати оцінку результативності якості прийнятих рішень.
10. ЗН 4.3. Вирішувати задачі захисту потоків даних в інформаційних та інформаційно-телекомунікаційних (автоматизованих) системах
11. ЗН 4.6. Здійснювати оцінювання можливості несанкціонованого доступу до елементів інформаційно-телекомунікаційних систем.
12. Аналізувати та проектувати високопродуктивні комп’ютерні системи з різною структурною організацією з використанням принципів паралельної та розподіленої обробки інформації.
Комунікація:
1. КОМ1. Уміння спілкуватись, включаючи усну та письмову комунікацію українською мовою та однією з іноземних мов (англійською).
2. КОМ2. Здатність використання різноманітних методів, зокрема інформаційних технологій, для ефективно спілкування на професійному та соціальному рівнях.
Автономія і відповідальність:
1. АіВ1. Здатність адаптуватись до нових ситуацій та приймати рішення.
2. АіВ2. Здатність усвідомлювати необхідність навчання впродовж усього життя з метою поглиблення набутих та здобуття нових фахових знань.
3. АіВ3. Здатність відповідально ставитись до виконуваної роботи та досягати поставленої мети з дотриманням вимог професійної етики.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Пререквізити:
• Технології програмування,
• Схемотехніка,
• Теорія інформації та кодування.
Короткий зміст навчальної програми: Предмет «Архітектура комп'ютера та операційні системи, частина 1» охоплює комплекс питань, пов'язаних з теорією і принципами побудови та організації функціонування комп'ютерів загального призначення. Вивчаються питання репрезентації команд та даних у комп'ютері, алгоритми виконання операцій обробки даних і принципи побудови арифметико-логічного пристрою, структура та організація роботи комп'ютерів з простою і складною системами команд, принципи функціонування суперконвеєрного, суперскалярного, векторного комп’ютера та комп’ютера з довгим форматом команди, структура та організація роботи пристрою керування, структура пам'яті комп'ютера, її організація та організація взаємодії між її рівнями, організація роботи пристроїв введення-виведення. Окрема увага приділяється питанням подальшого підвищення продуктивності комп'ютерів і шляхам створення паралельних комп'ютерних систем.
Вивчення основних теоретичних положень підкріплюється практичними завданнями, які вирішуються на лабораторних роботах з використанням симуляторів WinDLX (для 32-бітової платформи) та WinMIPS64 (для 64-бітової платформи) і програмування мовою асемблера.
Опис: Функції, структура та характеристики комп'ютера. Представлення даних в комп'ютері. Порядок виконання команд і програм в комп'ютері. Процесор універсального комп'ютера. Алгоритми виконання операцій обробки даних та арифметико-логічний пристрій процесора універсального комп’ютера. Пристрій керування процесора універсального комп’ютера. Багаторівнева пам'ять комп’ютера. Організація пам'яті. Організація введення-виведення.
Методи та критерії оцінювання: • Поточний контроль на лекції (без виставляння балів) як фронтальне або вибіркове індивідуальне усне опитування студентів за раніше викладеним матеріалом, особливо за розділами курсу, які необхідні для зрозуміння теми лекції, що читається, або ж для встановлення ступеня засвоєння матеріалу прочитаної лекції.
• Поточний контроль на лабораторних заняттях у формі індивідуального опитування.
• Письмова перевірка.
• Усна перевірка у формі співбесіди.
• Тестова перевірка.
Максимальна оцінка в балах (разом за дисципліну): 100.
Критерії оцінювання результатів навчання: • Поточний контроль: 40 балів
• Екзамен:
• письмова компонента: 30 балів
• усна компонента: 30 балів
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100-88 балів - атестований з оцінкою «відмінно» - Високий рівень: здобувач освіти демонструє поглиблене володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни, системні знання, вміння і навички їх практичного застосування. Освоєні знання, вміння і навички забезпечують можливість самостійного формулювання цілей та організації навчальної діяльності, пошуку та знаходження рішень у нестандартних, нетипових навчальних і професійних ситуаціях. Здобувач освіти демонструє здатність робити узагальнення на основі критичного аналізу фактичного матеріалу, ідей, теорій і концепцій, формулювати на їх основі висновки. Його діяльності ґрунтується на зацікавленості та мотивації до саморозвитку, неперервного професійного розвитку, самостійної науково-дослідної діяльності, що реалізується за підтримки та під керівництвом викладача. 87-71 балів - атестований з оцінкою «добре» - Достатній рівень: передбачає володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни на підвищеному рівні, усвідомлене використання знань, умінь і навичок з метою розкриття суті питання. Володіння частково-структурованим комплексом знань забезпечує можливість їх застосування у знайомих ситуаціях освітнього та професійного характеру. Усвідомлюючи специфіку задач та навчальних ситуацій, здобувач освіти демонструє здатність здійснювати пошук та вибір їх розв’язання за поданим зразком, аргументувати застосування певного способу розв’язання задачі. Його діяльності ґрунтується на зацікавленості та мотивації до саморозвитку, неперервного професійного розвитку. 70-50 балів - атестований з оцінкою «задовільно» - Задовільний рівень: окреслює володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни на середньому рівні, часткове усвідомлення навчальних і професійних задач, завдань і ситуацій, знання про способи розв’язання типових задач і завдань. Здобувач освіти демонструє середній рівень умінь і навичок застосування знань на практиці, а розв’язання задач потребує допомоги, опори на зразок. В основу навчальної діяльності покладено ситуативність та евристичність, домінування мотивів обов’язку, неусвідомлене застосування можливостей для саморозвитку. 49-00 балів - атестований з оцінкою «незадовільно» - Незадовільний рівень: свідчить про елементарне володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни, загальне уявлення про зміст навчального матеріалу, часткове використання знань, умінь і навичок. В основу навчальної діяльності покладено ситуативно-прагматичний інтерес.
Рекомендована література: 1. Мельник А.О. Архітектура комп’ютера. - Луцьк. Волинська обласна друкарня, 2008. – 470 с.
2. Andrew S. Tanenbaum. Todd Austin. Structured Computer Organization (6th Edition), Pearson, 2013.
3. Stallings William. Computer Organization and Architecture (9th Edition). Pearson, 2015.
4. L. Null, J. Labur, The Essentials of Computer Organization and Architecture (3rd Edition), Helion, 2016.
5. Mostafa Abd-El-Barr, Hesham El-Rewini. Fundamental of computer organization and architecture. - A John Wiley & Sons, Inc Publication. 2005. 273 p.
6. D.A. Patterson, J.L. Hennessy, Computer Architecture. A Quantitative Approach. 6th Edition. Morgan Kaufmann, 2017.
7. Мельник А.О. Персональні суперкомп’ютери: архітектура, проектування, застосування: монографія / А.О. Мельник, В.А. Мельник. – Львів: Видавництво Львівської політехніки, 2013. – 516 с.
8. V.Hamacher, Z.. Vranesic, S.Zaky. Computer Organizatior.- McGraw Publ. Company, 1990.
9. Parallel Computer Architecture: A Hardware/Software Approach. David Culler and J.P. Singh with Anoop Gupta . - MKP Inc., 1998. 1100 p.
10. Hardware and Computer Organization The Software Perspective By Arnold S. Berger. - Elsevier Inc. 2005. 513p.
Уніфікований додаток: Національний університет «Львівська політехніка» забезпечує реалізацію права осіб з інвалідністю на здобуття вищої освіти. Інклюзивні освітні послуги надає Служба доступності до можливостей навчання «Без обмежень», метою діяльності якої є забезпечення постійного індивідуального супроводу навчального процесу студентів з інвалідністю та хронічними захворюваннями. Важливим інструментом імплементації інклюзивної освітньої політики в Університеті є Програма підвищення кваліфікації науково-педагогічних працівників та навчально-допоміжного персоналу у сфері соціальної інклюзії та інклюзивної освіти. Звертатися за адресою:
вул. Карпінського, 2/4, І-й н.к., кімн. 112
E-mail: nolimits@lpnu.ua
Websites: https://lpnu.ua/nolimits https://lpnu.ua/integration
Академічна доброчесність: Політика щодо академічної доброчесності учасників освітнього процесу формується на основі дотримання принципів академічної доброчесності з урахуванням норм «Положення про академічну доброчесність у Національному університеті «Львівська політехніка» (затверджене вченою радою університету від 20.06.2017 р., протокол № 35).
Архітектура комп'ютера та операційні системи, частина 1 (курсова робота)
Спеціальність: Кібербезпека
Код дисципліни: 6.F5.01.O.043
Кількість кредитів: 2.00
Кафедра: Захист інформації
Лектор: Доцент, к.т.н., Лис Степан Степанович
Семестр: 4 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: Внаслідок вивчення навчальної дисципліни студент повинен бути здатним продемонструвати здатність розв’язувати спеціалізовані задачі та практичні проблеми під час професійної діяльності у галузі інформаційні технології або у процесі навчання.
Вивчення навчальної дисципліни передбачає формування та розвиток у студентів компетентностей:
загальних:
- здатність застосовувати знання у практичних ситуаціях;
- знання та розуміння предметної області та розуміння професії;
- вміння виявляти, ставити та вирішувати проблеми за професійним спрямуванням;
- здатність до пошуку, оброблення та аналізу інформації.
фахових:
- здатність до використання інформаційно-комунікаційних технологій, сучасних методів і моделей інформаційної безпеки та/або кібербезпеки;
- здатність до використання програмних та програмно-апаратних комплексів засобів захисту інформації в інформаційно-телекомунікаційних (автоматизованих) системах;
- здатність забезпечувати захист інформації, що обробляється в інформаційно-телекомунікаційних (автоматизованих) системах з метою реалізації встановленої політики інформаційної та/або кібербезпеки.
Результати навчання: У результаті вивчення навчальної дисципліни здобувач освіти повинен бути здатним продемонструвати такі результати навчання:
РН2. Організовувати власну професійну діяльність, обирати оптимальні методи та способи розв’язування складних спеціалізованих задач та практичних проблем у професійній діяльності, оцінювати їхню ефективність.
РН3. Використовувати результати самостійного пошуку, аналізу та синтезу інформації з різних джерел для ефективного рішення спеціалізованих задач професійної діяльності.
РН6. Критично осмислювати основні теорії, принципи, методи і поняття у навчанні та професійній діяльності.
РН10. Виконувати аналіз та декомпозицію інформаційно-телекомунікаційних систем.
РН13. Аналізувати проекти інформаційно-телекомунікаційних
систем базуючись на стандартизованих технологіях та протоколах
передачі даних.
РН14. Вирішувати завдання захисту програм та інформації, що обробляється в інформаційно-телекомунікаційних системах програмно-апаратними засобами та давати оцінку результативності якості прийнятих рішень.
РН18. Використовувати програмні та програмно-апаратні комплекси захисту інформаційних ресурсів.
РН31. Застосовувати теорії та методи захисту для забезпечення безпеки елементів інформаційно-телекомунікаційних систем.
РН32. Вирішувати задачі управління процесами відновлення штатного функціонування інформаційно-телекомунікаційних систем з використанням процедур резервуванням згідно встановленої політики безпеки.
РН41. Забезпечувати неперервність процесу ведення журналів реєстрації подій та інцидентів на основі автоматизованих процедур.
РН52. Використовувати інструментарій для моніторингу процесів в інформаційно-телекомунікаційних системах.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Попередні навчальні дисципліни:
- Комп’ютерні мережі та їх захист
- Теорія інформації та кодування
- Бази даних та знань
Супутні і наступні навчальні дисципліни:
- Методи та засоби ТЗІ
- Криптографічні системи та протоколи
- Безпека програмного забезпечення
Короткий зміст навчальної програми: Розглянуті основи однієї із загально-технічних дисциплін, необхідної для розвитку технічних, проектних та дослідницьких задач. Основна увага зосереджена на принципах взаємодії вузлів комп’ютера, з будовою та принципом роботи сучасних комп’ютерів, способів взаємодії програмного забезпечення із електронними схемами комп’ютера, функціонування процесорів з різними системами команд, вивчення порядку виконання команд і програм в комп’ютері, вивчення пристроїв керування та типів пам’яті комп’ютера. Розглянуто базові теоретичні питання, пов’язані з будовою та функціонуванням операційних систем, принципи роботи операційних систем, основи багатопотоковості, планування та диспетчеризації, а також керування пам’яттю в операційних системах. Розглянуто основи файлових систем, безпеки та захисту операційних систем, організації міжпроцесової та міжпотокової взаємодії, а також технології віртуалізації операційних систем.
Опис: Курсова робота є важливою складовою навчального процесу та спрямована на поглиблення знань студентів з дисципліни «Архітектура комп’ютера та операційні системи ч.1». Вона дозволяє закріпити теоретичні знання, набути практичні навички дослідження й аналізу, а також розвинути вміння формулювати власні висновки й рекомендації. Загальний напрям курсової роботи полягає в детальному вивченні принципів побудови комп’ютерних систем, особливостей функціонування сучасних операційних систем, а також методів їхнього налагодження та оптимізації.
Тематика курсових робіт розробляється викладачем відповідно до актуальних проблем у галузі та подається студентам для ознайомлення. При виборі конкретної теми враховуються напрями сучасних науково-практичних досліджень і потреба у вирішенні прикладних задач.
Загальним напрямком курсової роботи є поглиблене вивчення архітектури комп’ютера та сучасних операційних систем, принципи побудови та порядок налагодження операційних систем. Тематику курсових робіт розробляє викладач та подає її для загального ознайомлення.
При виборі конкретної теми враховується проблематика науково-практичних досліджень. Зміст курсової роботи визначається завданням на курсову роботу. Завдання студенту видається керівником перед початком виконання роботи. Зміст курсової роботи повинен відповідати затвердженій темі.
Курсова робота виконується відповідно до завдання і орієнтовного графіку на підставі глибокого вивчення літературних джерел шляхом індивідуального підходу виконання роботи до розв’язання конкретних завдань. За прийняті у курсовій роботі рішення, достовірність усіх даних, якість виконання і оформлення, а також за представлення роботи до захисту у встановлений термін відповідає студент – автор роботи.
Загальні вимоги до курсової роботи:
- чіткість побудови;
- логічна послідовність викладу матеріалу;
- переконлива аргументація;
- точність викладу, яка виключає можливість суб’єктивного і неоднозначного тлумачення;
- конкретність викладу результатів роботи;
- відсутність плагіату;
- виведення висновків і обґрунтованість рекомендацій.
Методи та критерії оцінювання: Діагностика знань студентів здійснюється на основі захисту звітів виконаних курсових робіт.
Критерії оцінювання результатів навчання: Разом за курсову роботу - 100 балів
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100-88 балів - атестований з оцінкою «відмінно» - Високий рівень: здобувач освіти демонструє поглиблене володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни, системні знання, вміння і навички їх практичного застосування. Освоєні знання, вміння і навички забезпечують можливість самостійного формулювання цілей та організації навчальної діяльності, пошуку та знаходження рішень у нестандартних, нетипових навчальних і професійних ситуаціях. Здобувач освіти демонструє здатність робити узагальнення на основі критичного аналізу фактичного матеріалу, ідей, теорій і концепцій, формулювати на їх основі висновки. Його діяльності ґрунтується на зацікавленості та мотивації до саморозвитку, неперервного професійного розвитку, самостійної науково-дослідної діяльності, що реалізується за підтримки та під керівництвом викладача. 87-71 балів - атестований з оцінкою «добре» - Достатній рівень: передбачає володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни на підвищеному рівні, усвідомлене використання знань, умінь і навичок з метою розкриття суті питання. Володіння частково-структурованим комплексом знань забезпечує можливість їх застосування у знайомих ситуаціях освітнього та професійного характеру. Усвідомлюючи специфіку задач та навчальних ситуацій, здобувач освіти демонструє здатність здійснювати пошук та вибір їх розв’язання за поданим зразком, аргументувати застосування певного способу розв’язання задачі. Його діяльності ґрунтується на зацікавленості та мотивації до саморозвитку, неперервного професійного розвитку. 70-50 балів - атестований з оцінкою «задовільно» - Задовільний рівень: окреслює володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни на середньому рівні, часткове усвідомлення навчальних і професійних задач, завдань і ситуацій, знання про способи розв’язання типових задач і завдань. Здобувач освіти демонструє середній рівень умінь і навичок застосування знань на практиці, а розв’язання задач потребує допомоги, опори на зразок. В основу навчальної діяльності покладено ситуативність та евристичність, домінування мотивів обов’язку, неусвідомлене застосування можливостей для саморозвитку. 49-00 балів - атестований з оцінкою «незадовільно» - Незадовільний рівень: свідчить про елементарне володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни, загальне уявлення про зміст навчального матеріалу, часткове використання знань, умінь і навичок. В основу навчальної діяльності покладено ситуативно-прагматичний інтерес.
Рекомендована література: Навчально-методичне забезпечення
1. Електронний навчально-методичний комплекс «Архітектура комп'ютера та операційні системи ч.1» / С.С. Лис – Режим доступу: https://vns.lpnu.ua/course/view.php?id=19270
2. Демиденко М.І., Руденко О.А. Навчальний посібник з дисципліни «Комп’ютерна схемотехніка та архітектура комп’ютерів» для студентів спеціальності 122 «Комп’ютерні науки». - Полтава: НУПП, 2023. – 203 с.
3. Крупельницький Л.В. Архітектура комп’ютерів. Частина 1 : лабораторний практикум / Л.В. Крупельницький, А.В. Снігур, С.В. Богомолов. - Вінниця : ВНТУ, 2020. – 104 с.
4. Мосіюк О.О., Федорчук А.Л. Операційні системи та системне програмування: навчально-методичний посібник. - Житомир: Вид-во ЖДУ ім. Івана Франка, 2022. – 76 с.
5. Рибачок Н.А. Операційні системи [Електронний ресурс] : лаб. практикум : навч. посіб. для здобувачів ступеня бакалавра за освіт. програмою «Інженерія програмного забезпечення мультимедійних та інформаційно-пошукових систем» спец. 121 Інженерія програмного забезпечення / Н. А. Рибачок ; КПІ ім. Ігоря Сікорського. – Електрон. текст. дані (1 файл). – Київ : КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024. – 100 с.
Рекомендована література
Базова
1. Кравченко Ю.В. Архітектура комп’ютера. Частина 1: навчальний посібник / Кравченко Ю.В., Лещенко О.О., Герасименко О.Ю., Труш О.В., Дахно Н.Б. - К. : КНУ імені Тараса Шевченка, 2022. – 216 с.
2. Головня О.С. Основи операційних систем: навч. посібн. / О.С. Головня. – Електронні дані. – Житомир : «Житомирська політехніка», 2023. – 126 с.
3. Зайцев В.Г. Операційні системи: [Електронний ресурс]: навч. посіб. для студ. спеціальності 123 «Комп’ютерна інженерія» / В. Г. Зайцев, І. П. Дробязко; КПІ ім. Ігоря Сікорського. – Електронні текстові дані (1 файл: 3 Мбайт). – Київ: КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2019. – 240 с. – Режим доступу : https://ela.kpi.ua/server/api/core/bitstreams/d9d83ff6-4004-4a8c-8772-62b624a2196b/content
4. Задерейко О.В. Операційні системи : навчальний посібник [Електронне видання] / О.В. Задерейко, С.Л. Зіноватна, А.А. Толокнов. – Одеса : Фенікс, 2022. – 140 с. – Режим доступу : https://hdl.handle.net/11300/22701
5. Авраменко В.С., Авраменко А.С. Основи операційних систем. Навчальний посібник. – Черкаси: ЧНУ імені Богдана Хмельницького, 2018. – 524 с.
6. Федотова-Півень І.М. Операційні системи : навчальний посібник. [за ред. В. М. Рудницького] / І.М. Федотова-Півень, І. В. Миронець, О. Б. Півень, С. В. Сисоєнко, Т. В. Миронюк; Черкаський державний технологічний університет. – Харків : ТОВ «ДІСА ПЛЮС», 2019. – 216 с.
7. Мельник А.О. Архітектура комп'ютера [Текст] : підруч. для студ. вузів. 3-вид. - Луцьк : Волинська обласна друкарня, 2018. – 470 с.
8. Тарарака В.Д. Архітектура комп'ютерних систем: навчальний посібник. - Житомир : ЖДТУ, 2018. – 383 с.
9. Якименко Ю.І. Мікропроцесорна техніка: Підручник / Ю.І. Якименко, Т.О. Терещенко, Є.І. Сокол, В.Я. Жуйков, Ю.С. Петергеря. За ред. Т.О. Терещенко. -3-е вид., переробл. та доповн. - Київ : ІВЦ "Видавництво «Політехника»"; "Кондор", 2016. – 440 с.
10. Arpaci-Dusseau R. H., Arpaci-Dusseau A. C. Operating systems. University of Wisconsin–Madison, 2018. – 709 p.
11. Silberschatz, A., Galvin, P. B., Gagne, G. Operating system concepts. 10th edition. Hoboken, NJ : Wiley, 2018. – 1278 p.
Допоміжна
1. Матвієнко М.П., Розен В.П. Закладний О.М. Архітектура комп'ютера. Навч. посібник. - Київ : Видавництво Ліра-К, 2016. – 256 с.
2. Карачка А.Ф., Дудко О.І. Архітектура комп’ютерів: Навч. посіб. / За ред. А.О. Саченка. – Тернопіль: Економічна думка, 2009. – 180 с.
3. Шеховцов В.А. Операційні системи: Підручник. К.: Видавнича група BHV, 2005. – 576 с.
4. Beginning x64 Assembly Programming From Novice to AVX Professional / Jo Van Hoey - Apress Berkeley, CA, 2019. – 413 p.
5. Structured Computer Organization 6th Edition / Andrew Tanenbaum, Todd Austin, Pearson 2012 – 808 p.
Інформаційні ресурси
1. Електронний навчально-методичний комплекс «Архітектура комп'ютера та операційні системи ч.1» / С.С. Лис – Режим доступу: https://vns.lpnu.ua/course/view.php?id=19270
2. Електронний навчально-методичний посібник "АРХІТЕКТУРА КОМП'ЮТЕРІВ"
для здобувачів освіти спеціальностей 123 «Комп'ютерна інженерія», 126 "Інформаційні технології та системи" – Режим доступу до ресурсу: https://sites.google.com/view/vovkpetro/%D0%B3%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B2%D0%BD%D0%B0?authuser=0
3. Історія розвитку обчислювальної техніки [Електронний ресурс] – http://informatics.dp.ua/istoriya-rozvytku-obchyslyuvalnoyi-tekhniky/
4. Процессор Intel® Core™ i5-12400F [Електронний ресурс] – Режим доступу до ресурсу: https://ark.intel.com/content/www/ru/ru/ark/products/134587/intel-core-i512400f-processor-18m-cache-up-to-4-40-ghz.html
5. Тип пам’яті SSD накопичувачів [Електронний ресурс] – Режим доступу до ресурсу: https://2400.com.ua/ua/a434821-tip-pamyati-ssd.html
6. Інтерфейси моніторів (VGA, DVI, HDMI, DisplayPort) [Електронний ресурс] – Режим доступу до ресурсу: https://boss-pc.com.ua/interfeysi-monitoriv-vga-dvi-hdmi-displayport/
7. Intel® 64 and IA-32 Architectures Software Developer’s Manual, Volume1: Basic Architecture [Електронний ресурс] – Режим доступу до ресурсу: https://cdrdv2.intel.com/v1/dl/getContent/671436
8. Operating system tutorial. – Режим доступу до ресурсу: http://www.sncwgs.ac.in/wp-content/uploads/2015/11/operating_system_tutorial.pdf.
Уніфікований додаток: Національний університет «Львівська політехніка» забезпечує реалізацію права осіб з інвалідністю на здобуття вищої освіти. Інклюзивні освітні послуги надає Служба доступності до можливостей навчання «Без обмежень», метою діяльності якої є забезпечення постійного індивідуального супроводу навчального процесу студентів з інвалідністю та хронічними захворюваннями. Важливим інструментом імплементації інклюзивної освітньої політики в Університеті є Програма підвищення кваліфікації науково-педагогічних працівників та навчально-допоміжного персоналу у сфері соціальної інклюзії та інклюзивної освіти. Звертатися за адресою:
вул. Карпінського, 2/4, І-й н.к., кімн. 112
E-mail: nolimits@lpnu.ua
Websites: https://lpnu.ua/nolimits https://lpnu.ua/integration
Академічна доброчесність: Політика щодо академічної доброчесності учасників освітнього процесу формується на основі дотримання принципів академічної доброчесності з урахуванням норм «Положення про академічну доброчесність у Національному університеті «Львівська політехніка» (затверджене вченою радою університету від 20.06.2017 р., протокол № 35).
Архітектура комп'ютера та операційні системи, частина 1 (курсова робота)
Спеціальність: Кібербезпека
Код дисципліни: 6.F5.01.O.042
Кількість кредитів: 2.00
Кафедра: Безпека інформаційних технологій
Лектор: проф. Мельник Віктор Анатолійович
Семестр: 4 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: • Закріплення та поглиблення теоретичних знань з дисципліни «Архітектура комп'ютера та операційні системи, частина 1».
• Набуття досвіду з аналізу та проектування електронних комп’ютерних пристроїв.
• Розуміння конвеєрного принципу виконання інструкцій послідовного програмного потоку.
• Набуття досвіду з проектування пристроїв керування сучасних RISC-комп'ютерів.
• Набуття досвіду з проектування ієрархічних систем пам’яті, притаманних Гарвардській та дуальній типам архітектури комп’ютерів.
• Набуття знань про принципи дії та архітектуру прототипних варіантів сучасних RISC-комп'ютерів, набуття досвіду з проектування їхніх інформаційних трактів.
Результати навчання: Вивчення навчальної дисципліни передбачає формування та розвиток у студентів компетентностей:
Загальних:
1. ЗК 1 Здатність застосовувати знання у практичних ситуаціях.
2. ЗК 2 Знання та розуміння предметної області та розуміння професії.
3. ЗК 3. Здатність професійно спілкуватися державною та іноземною мовами як усно, так і письмово.
4. ЗК 4. Вміння виявляти, ставити та вирішувати проблеми за професійним спрямуванням.
5. ЗК 5. Здатність до пошуку, оброблення та аналізу інформації.
6. ЗК 7. Здатність зберігати та примножувати моральні, культурні, наукові цінності і досягнення суспільства на основі розуміння історії та закономірностей розвитку предметної області, її місця у загальній системі знань про природу і суспільство та у розвитку суспільства, техніки і технологій, використовувати різні види та форми рухової активності для активного відпочинку та ведення здорового способу життя.
7. Дослідницькі навики і уміння.
8. Креативність, здатність до системного мислення.
9. Потенціал до подальшого навчання.
10. Відповідальність за якість виконуваної роботи.
11. Здатність працювати самостійно.
Фахових:
1. Знання архітектури комп’ютера.
2. Знання схемотехнічних основ сучасних комп’ютерів.
3. Володіння методами та засобами програмування мовами високого та низького рівня.
4. Володіння спеціалізованими програмними пакетами.
5. Знання теоретичних (логічних та арифметичних) основ побудови сучасних комп’ютерів та їх архітектури, вміння застосовувати їх в процесі побудови та експлуатації при рішенні професійних завдань.
6. Знання загально-методологічних принципів побудови сучасних комп’ютерних систем з різною організацією для забезпечення високопродуктивної обробки інформації.
7. Здатність використовувати та впроваджувати нові технології, брати участь в модернізації та реконструкції обладнання, пристроїв, систем та комплексів, зокрема з метою підвищення їх енергоефективності та удосконалення захищеності.
8. ФК 3. Здатність до використання програмних та програмно-апаратних комплексів засобів захисту інформації в інформаційно-телекомунікаційних
9. ФК 5. Здатність забезпечувати захист інформації, що обробляється в інформаційно-телекомунікаційних (автоматизованих) системах з метою реалізації встановленої політики інформаційної та/або кібербезпеки.
10. ФК 6. Здатність відновлювати штатне функціонування інформаційних, інформаційно-телекомунікаційних (автоматизованих) систем після реалізації загроз, здійснення кібератак, збоїв та відмов різних класів та походження.
11. ФК 7. Здатність впроваджувати та забезпечувати функціонування комплексних систем захисту інформації (комплекси нормативно-правових, організаційних та технічних засобів і методів, процедур, практичних прийомів та ін.)
12. ФК 10. Здатність застосовувати методи та засоби криптографічного та технічного захисту інформації на об’єктах інформаційної діяльності.
13. ФК 11. Здатність виконувати моніторинг процесів функціонування інформаційних. інформаційно-телекомунікаційних (автоматизованих) систем згідно встановленої політики інформаційної та/або кібербезпеки.
Результати навчання даної дисципліни деталізують такі програмні результати навчання:
Знання:
1. ЗН 2. Організовувати власну професійну діяльність, обирати оптимальні методи та способи розв’язування складних спеціалізованих задач та практичних проблем у професійній діяльності, оцінювати їхню ефективність.
2. ЗН 3. Використовувати результати самостійного пошуку, аналізу та синтезу інформації з різних джерел для ефективного рішення спеціалізованих задач професійної діяльності.
3. ЗН 4. Аналізувати, аргументувати, приймати рішення при розв’язанні складних спеціалізованих задач та практичних проблем у професійній діяльності, які характеризуються комплексністю та неповною визначеністю умов, відповідати за прийняті рішення
4. ЗН 13. Знання сучасних досягнень інноваційних технологій в галузі інформаційних технологій, кібербезпеки та управління;
5. ЗН 14. Знання і розуміння наукових принципів, що лежать в основі кібербезпеки та інформаційних технологій;
6. ЗН 18. Здатність продемонструвати знання сучасного стану справ та новітніх технологій в галузі інформаційних технологій та інформаційної безпеки;
7. ЗН 1.1. Виконувати аналіз та декомпозицію інформаційно-телекомунікаційних систем.
8. ЗН 2.2. Використовувати програмні та програмно-апаратні комплекси захисту інформаційних ресурсів
9. ЗН 4.1. Вирішувати завдання захисту програм та інформації, що обробляється в інформаційно-телекомунікаційних системах програмно-апаратними засобами та давати оцінку результативності якості прийнятих рішень.
10. ЗН 4.3. Вирішувати задачі захисту потоків даних в інформаційних та інформаційно-телекомунікаційних (автоматизованих) системах
11. ЗН 4.6. Здійснювати оцінювання можливості несанкціонованого доступу до елементів інформаційно-телекомунікаційних систем.
12. Аналізувати та проектувати високопродуктивні комп’ютерні системи з різною структурною організацією з використанням принципів паралельної та розподіленої обробки інформації.
Комунікація:
1. КОМ1. Уміння спілкуватись, включаючи усну та письмову комунікацію українською мовою та однією з іноземних мов (англійською).
2. КОМ2. Здатність використання різноманітних методів, зокрема інформаційних технологій, для ефективно спілкування на професійному та соціальному рівнях.
Автономія і відповідальність:
1. АіВ1. Здатність адаптуватись до нових ситуацій та приймати рішення.
2. АіВ2. Здатність усвідомлювати необхідність навчання впродовж усього життя з метою поглиблення набутих та здобуття нових фахових знань.
3. АіВ3. Здатність відповідально ставитись до виконуваної роботи та досягати поставленої мети з дотриманням вимог професійної етики.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Пререквізити:
• Цифрова схемотехніка,
• Технології програмування.
• Теорія інформації та кодування
Короткий зміст навчальної програми: Курсова робота полягає у здійсненні проектування розширеної, детальної структурної схеми прототипу скалярного RISC-комп'ютера з поданням структури, інформаційних та керуючих зв'язків інформаційного тракту i пристрою керування та з врахуванням конкретизованої за завданням підмножини системи інструкцій. В роботі потрібно розкрити внутрішню структуру пристроїв інформаційного тракту, апаратури пристрою керування, розробити підсистему введення/виведення інформації, надати у табличній чи графічній формах детальні мікропрограми виконання інструкцій. Крім того, потрібно запропонувати варіант конвеєризації структури інформаційного тракту разом із конвеєрною мікропрограмою керування та пояснити спосіб реалізації цього конвеєрного керування, розробити детальні структури пристрою керування, кешу даних та інструкцій і пояснити принципи їх будови та зв'язок з модифікованою Гарвардською архітектурою.
Опис: В межах курсового проекту передбачено виконання таких завдань:
1. Розробити розширену, детальну структурну схему прототипу скалярного RISC-комп'ютера з поданням структури, інформаційних та керуючих зв'язків інформаційного тракту i пристрою керування та з врахуванням конкретизованої за завданням підмножини системи інструкцій.
2. Розкрити внутрішню структуру пристроїв інформаційного тракту, апаратури пристрою керування.
3. Розробити підсистему введення/виведення інформації.
4. Надати у табличній чи графічній формах детальні мікропрограми виконання інструкцій.
5. Запропонувати варіант конвеєризації структури інформаційного тракту разом із конвеєрною мікропрограмою керування та пояснити спосіб реалізації цього конвеєрного керування.
6. Відобразити графічно детальні структури пристрою керування, кешу даних та інструкцій і пояснити принципи їх будови та зв'язок з модифікованою Гарвардською архітектурою.
Методи та критерії оцінювання: • Письмова перевірка.
• Усна перевірка у формі співбесіди.
Критерії оцінювання результатів навчання: Оцінювання курсової роботи здійснюється за 100-бальною шкалою, яка складається з двох частин: 1) виконання курсової роботи (аналітична і технічна частини, графічна частина – до 60 балів) і 2) захисту (підготовлена доповідь, відповіді на запитання – до 40 балів).
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100-88 балів - атестований з оцінкою «відмінно» - Високий рівень: здобувач освіти демонструє поглиблене володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни, системні знання, вміння і навички їх практичного застосування. Освоєні знання, вміння і навички забезпечують можливість самостійного формулювання цілей та організації навчальної діяльності, пошуку та знаходження рішень у нестандартних, нетипових навчальних і професійних ситуаціях. Здобувач освіти демонструє здатність робити узагальнення на основі критичного аналізу фактичного матеріалу, ідей, теорій і концепцій, формулювати на їх основі висновки. Його діяльності ґрунтується на зацікавленості та мотивації до саморозвитку, неперервного професійного розвитку, самостійної науково-дослідної діяльності, що реалізується за підтримки та під керівництвом викладача. 87-71 балів - атестований з оцінкою «добре» - Достатній рівень: передбачає володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни на підвищеному рівні, усвідомлене використання знань, умінь і навичок з метою розкриття суті питання. Володіння частково-структурованим комплексом знань забезпечує можливість їх застосування у знайомих ситуаціях освітнього та професійного характеру. Усвідомлюючи специфіку задач та навчальних ситуацій, здобувач освіти демонструє здатність здійснювати пошук та вибір їх розв’язання за поданим зразком, аргументувати застосування певного способу розв’язання задачі. Його діяльності ґрунтується на зацікавленості та мотивації до саморозвитку, неперервного професійного розвитку. 70-50 балів - атестований з оцінкою «задовільно» - Задовільний рівень: окреслює володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни на середньому рівні, часткове усвідомлення навчальних і професійних задач, завдань і ситуацій, знання про способи розв’язання типових задач і завдань. Здобувач освіти демонструє середній рівень умінь і навичок застосування знань на практиці, а розв’язання задач потребує допомоги, опори на зразок. В основу навчальної діяльності покладено ситуативність та евристичність, домінування мотивів обов’язку, неусвідомлене застосування можливостей для саморозвитку. 49-00 балів - атестований з оцінкою «незадовільно» - Незадовільний рівень: свідчить про елементарне володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни, загальне уявлення про зміст навчального матеріалу, часткове використання знань, умінь і навичок. В основу навчальної діяльності покладено ситуативно-прагматичний інтерес.
Рекомендована література: 1. Мельник А.О. Архітектура комп’ютера. - Луцьк. Волинська обласна друкарня, 2008. - 470 с.
2. D.A. Patterson, J.L. Hennessy, Computer Architecture. A Quantitative Approach. 6th Edition. Morgan Kaufmann, 2017.
3. Andrew S. Tanenbaum. Todd Austin. Structured Computer Organization (6th Edition), Pearson, 2013.
4. Stallings William. Computer Organization and Architecture (9th Edition). Pearson, 2015.
5. L. Null, J. Labur, The Essentials of Computer Organization and Architecture (3rd Edition), Helion, 2016.
6. Mostafa Abd-El-Barr, Hesham El-Rewini. Fundamental of computer organization and architecture. - A John Wiley & Sons, Inc Publication. 2005. 273 p.
Уніфікований додаток: Національний університет «Львівська політехніка» забезпечує реалізацію права осіб з інвалідністю на здобуття вищої освіти. Інклюзивні освітні послуги надає Служба доступності до можливостей навчання «Без обмежень», метою діяльності якої є забезпечення постійного індивідуального супроводу навчального процесу студентів з інвалідністю та хронічними захворюваннями. Важливим інструментом імплементації інклюзивної освітньої політики в Університеті є Програма підвищення кваліфікації науково-педагогічних працівників та навчально-допоміжного персоналу у сфері соціальної інклюзії та інклюзивної освіти. Звертатися за адресою:
вул. Карпінського, 2/4, І-й н.к., кімн. 112
E-mail: nolimits@lpnu.ua
Websites: https://lpnu.ua/nolimits https://lpnu.ua/integration
Академічна доброчесність: Політика щодо академічної доброчесності учасників освітнього процесу формується на основі дотримання принципів академічної доброчесності з урахуванням норм «Положення про академічну доброчесність у Національному університеті «Львівська політехніка» (затверджене вченою радою університету від 20.06.2017 р., протокол № 35).