Дидактическая структура и пошаговый сценарий учебного занятия. Хронометраж: базовый регламент (80 минут) и сокращённый регламент (60 минут). Очное выполнение оцениваемых заданий предусмотрено в обоих сценариях.
| Тема занятия | Виды памяти и принцип работы. Основные характеристики. Модули памяти. Логическое распределение памяти |
|---|---|
| Дидактическая цель | Формирование у обучающихся систематизированных знаний о физических принципах функционирования полупроводниковой памяти (SRAM 6T, DRAM 1T-1C, NAND Flash), эволюции модулей DIMM (DDR4 ➔ DDR5), физическом смысле таймингов памяти, расчете истинной задержки в наносекундах и механизмах картирования физического адресного пространства MMIO. |
| Задачи занятия |
Обучающие: изучить физику ячеек SRAM 6T и DRAM 1T-1C, раскрыть сущность деструктивного считывания и циклов регенерации (tREFI); освоить технологии NAND Flash (SLC, MLC, TLC, QLC) и деградацию оксида; изучить архитектуру DDR5 (2x32 бит подканала, PMIC, On-die ECC); освоить расчет ПСП и задержки по формуле $T = 2000 \times CL / \text{DataRate}$; освоить механизм MMIO и преодоление 3 ГБ барьера через Memory Remapping. Развивающие: развить навыки сопоставления технических спецификаций памяти, критического анализа рекламных заявлений о задержках и выявления системных узких мест подсистемы памяти (Bandwidth-bound vs Latency-bound). Воспитательные: воспитать профессиональную аккуратность при составлении инженерных расчетов, культуру использования строгой технической терминологии и ответственность за качество документирования аппаратных конфигураций. |
| Оценочная точка | Индивидуальный продукт: проверочный протокол в zanyatie.html на 4 балла (корректность классификации и расчетов 2 б., объяснение физических компромиссов и таймингов 1 б., проверка и картирование MMIO выбранного варианта 1 б.). Оцениваемые задания выполняются очно как в 80-минутном, так и в 60-минутном регламенте. Сдача — до следующей пары. |
| Оборудование | ПК преподавателя, мультимедийный проектор, демонстрационный экран, персональные компьютеры обучающихся с веб-браузером, локальный методический веб-комплект файлов (zanyatie.html, lekciya.html, prezentaciya.html, domashnee_zadanie.html). |
| Этап занятия | Время (80/60) | Цель этапа | Деятельность преподавателя | Деятельность обучающихся |
|---|---|---|---|---|
| 1. Вводно-мотивационный | 5 мин / 5 мин | Организация внимания, постановка парадокса таймингов памяти | Приветствует обучающихся, отмечает присутствующих. Формулирует проблемный кейс: почему DDR5 с таймингом CL36 не медленнее DDR4 с таймингом CL16? Озвучивает тему занятия. | Включаются в учебную деятельность. Анализируют проблемную ситуацию, выдвигают инженерные гипотезы о соотношении тактов и наносекунд. |
| 2. Сообщение новых знаний | 25 мин / 18 мин | Формирование фундаментальных понятий о типах памяти и модулях | Излагает физику SRAM 6T и DRAM 1T-1C, раскрывает деструктивное считывание, регенерацию, типы ячеек NAND Flash (SLC–QLC), архитектуру DDR5 (2x32-бит подканала, PMIC, On-die ECC). | Конспектируют классификацию ячеек, фиксируют физические процессы в конденсаторах DRAM и плавающих затворах NAND, сопоставляют стандарты DDR4 и DDR5. |
| 3. Демонстрационный показ | 15 мин / 10 мин | Освоение методики расчета таймингов и картирования MMIO | Демонстрирует вывод формулы $T = 2000 \times CL / \text{DataRate}$, сопоставляет задержки DDR4-3200 и DDR5-6000. Разбирает феномен PCI Hole (3 ГБ барьер) и механизм Memory Remapping в x86-64. | Следят за ходом математических расчетов, фиксируют формулы задержки и ПСП. Анализируют структуру физического адресного пространства x86. |
| 4. Самостоятельная работа | 20 мин / 15 мин | Формирование практических навыков расчета и конфигурирования | Организует очную самостоятельную работу в интерактивном бланке zanyatie.html. Консультирует обучающихся по выбору вариантов платформ и расчету HEX-диапазонов MMIO. |
Индивидуально выполняют 4 задания в zanyatie.html: заполняют матрицу памяти, производят расчеты задержки и ПСП, картируют адресное пространство под выбранный вариант. |
| 5. Обратная связь и разбор ошибок | 10 мин / 7 мин | Устранение типичных заблуждений и дефектов понимания | Проводит фронтальный разбор типовых ошибок: отождествление On-die ECC с серверной защитой, путаница тактов с секундами, адресация 4 ГБ в 32-битных ARM без LPAE. | Сверяют свои протоколы с эталонными суждениями преподавателя, вносят корректировки, задают уточняющие вопросы по аппаратным тонкостям. |
| 6. Итог занятия и ДЗ | 5 мин / 5 мин | Подведение итогов, оценка работы, инструктаж по резервному заданию | Выставляет оценки по 4-балльной матрице, напоминает о сохранении электронных отчетов. Разъясняет назначение резервного бланка domashnee_zadanie.html. |
Сохраняют интерактивный бланк в локальном хранилище и экспортируют отчет в PDF для сдачи преподавателю. Фиксируют выставленные баллы. |
При реализации 60-минутного регламента соблюдаются следующие методические принципы:
zanyatie.html непосредственно на занятии (15 минут), обеспечивая объективную фиксацию результатов.lekciya.html.