Технологическая карта: Практическое занятие №5 «Виды памяти и принципы работы»

Сценарий и дидактическая структура учебного занятия. Хронометраж: базовый регламент (80 минут) и сокращённый регламент (60 минут). Очное выполнение оцениваемых заданий предусмотрено в обоих сценариях.

1. Паспорт учебного занятия

Тема занятия Практическое занятие №5 «Виды памяти и принципы работы»
Дидактическая цель Формирование у обучающихся устойчивых практических навыков подбора модулей оперативной памяти (DDR4 vs DDR5) и твердотельных накопителей (NVMe SSD PCIe 3.0/4.0/5.0), расчета реальной пропускной способности (ПСП) и проверки аппаратной совместимости с процессором и материнской платой.
Задачи занятия Обучающие: изучить микроархитектурные отличия DDR4 и DDR5 (субканалы, PMIC, On-Die ECC); освоить расчет теоретической ПСП и наносекундной задержки $t_{lat}$; исследовать влияние ранговости (1R/2R) и топологии слотов (Daisy Chain vs T-Topology) на контроллер IMC; разобрать температурный режим накопителей NVMe M.2.
Развивающие: развить навыки инженерного анализа спецификаций оборудования, выявления аппаратных ограничений и работы с технической документацией (QVL-листы).
Воспитательные: воспитать профессиональную ответственность за проектирование отказоустойчивых вычислительных систем и экономическую обоснованность решений.
Оценочная точка Индивидуальный продукт: протокол подбора и расчет совместимости подсистемы памяти в интерактивном бланке zanyatie.html на 4 балла (корректность расчетов и таблиц — 2 б., объяснение физических компромиссов — 1 б., проверка совместимости и обоснование выбора — 1 б.). Оцениваемая работа выполняется очно как в 80-минутном, так и в 60-минутном регламенте.
Оборудование Персональный компьютер преподавателя с проектором, рабочие места обучающихся с установленным современным браузером, локальный методический комплекс HTML-материалов.

2. Поэтапный сценарий учебного занятия (80 минут / 60 минут)

Этап и время (80 / 60 мин) Дидактическая задача Деятельность преподавателя Деятельность обучающихся Контроль и фиксация результата
1. Вводный этап
5 мин / 5 мин
Организация внимания, формулировка проблемной задачи, мотивация Приветствует учащихся, проверяет явку. Формулирует проблему: почему сборка на 4 планках DDR5-7200 сбрасывает частоту до 4400 МГц? Ставит практическую цель занятия. Включаются в диалог, формулируют гипотезы об ограничениях контроллера памяти и материнской платы. Записывают тему в тетради. Устные ответы на проблемные вопросы преподавателя.
2. Инструктаж и разбор архитектуры
10 мин / 7 мин
Формирование ориентировочной основы действий: DDR4/DDR5, топология Daisy Chain, субканалы, NVMe Демонстрирует слайды 1–11. Объясняет архитектуру двух 32-битных субканалов DDR5, PMIC, ограничения топологии Daisy Chain и правило слотов A2/B2, отличие On-Die ECC от True ECC, температурный режим контроллера SSD. В 60-мин регламенте сокращает исторические отступления. Конспектируют правила установки модулей в слоты A2/B2, физическую формулу истинной задержки $t_{lat} = (CL \times 2000) / \text{MT/s}$, фиксируют отличия типов ECC. Фронтальный экспресс-опрос по ключевым различиям DDR4/DDR5.
3. Демонстрационный показ
5 мин / 5 мин
Демонстрация методики расчета ПСП и проверки совместимости Показывает эталонный расчет ПСП на доске/экране: $3200 \times 16 = 51.2$ ГБ/с, $16 \times 2000 / 3200 = 10.0$ нс. Демонстрирует последовательность анализа 7 контрольных точек чек-листа совместимости. Следят за расчетом, сверяют порядок размерностей, задают уточняющие вопросы по формулам. Правильность воспроизведения формулы ПСП студентами.
4. Самостоятельное практическое действие
40 мин / 30 мин
Выполнение индивидуального расчета и составление спецификации памяти в интерактивном бланке Координирует работу, распределяет варианты (1–4), консультирует индивидуально. Контролирует учет ранговости и охлаждения NVMe. В 60-мин сценарии дополнительный кейс масштабирования выносится на самопроверку. Открывают zanyatie.html, заполняют ФИО и группу, выполняют расчеты ПСП и латентности, проходят чек-лист совместимости и обосновывают спецификацию ОЗУ и SSD под свой вариант. Текущий контроль прогресса в веб-форме, автосохранение в браузере.
5. Контроль и разбор решений
15 мин / 10 мин
Оценка корректности решений, коррекция типичных ошибок, закрепление Организует фронтальный разбор решений. Разбирает коллизии IMC на AM5/LGA1700, перегрев накопителей PCIe 5.0, ошибки сопоставления таймингов CL. Оценивает работы по 4-балльной матрице. Сопоставляют свои решения с комментариями преподавателя, аргументируют выбор компонентов, исправляют неточности в обоснованиях. Выставление оценок по 4-балльной матрице за очный продукт.
6. Итоговый этап и рефлексия
5 мин / 3 мин
Подведение итогов занятия, рефлексия, инструктаж по резервному заданию Подводит итоги достижения практических результатов. Инструктирует по резервному domashnee_zadanie.html (только для отсутствовавших или при оценке ниже «3»). Завершает занятие. Формулируют усвоенные инженерные принципы (правило слотов A2/B2, расчет истинной задержки). Экспортируют протокол в PDF. Фиксация отметок в учебном журнале.

3. Материально-техническое и учебно-методическое обеспечение