Сценарий и дидактическая структура практического учебного занятия. Хронометраж: основной регламент (80 минут) и сокращённый регламент (60 минут). Очное выполнение оцениваемых заданий предусмотрено в обоих сценариях.
| Дисциплина | ОП.02 Архитектура аппаратных средств |
| Специальность | 09.02.07 Информационные системы и программирование |
| Тема занятия | Практическое занятие №5 «Устройство управления и шины»; практическое занятие №6 «Ввод-вывод» (объединены 2 темы, §2.2, с. 8 рабочей программы) |
| Цель занятия | Формирование практических умений трассировки сигналов устройства управления, шинных циклов памяти и ввода-вывода (стробы RD#, WR#, IOR#, IOW#, DREQ, DACK), анализа конвейера прерываний IRQ/MSI-X и прямого доступа к памяти DMA при диагностике пути данных периферийных контроллеров. |
| Задачи занятия |
Обучающие: изучить принципы построения УУ с жесткой логикой и микропрограммным управлением; освоить временные диаграммы шинных циклов и тактов ожидания Tw; закрепить конвейер прерывания и организацию прямого доступа DMA; сравнить PMIO и MMIO. Развивающие: развить навыки системной локализации аппаратных сбоев на шине данных, способность интерпретировать сигналы логических анализаторов и дампы регистров контроллеров. Воспитательные: сформировать профессиональную дисциплину в оформлении технической диагностической документации. |
| Оборудование и материалы | Персональный компьютер преподавателя с мультимедийным проектором, рабочие места обучающихся с веб-браузером, локальный веб-комплект (zanyatie.html, lekciya.html, prezentaciya.html, metodicheskiy_material.html, domashnee_zadanie.html). |
| Оценочный продукт | Единый протокол диагностики пути данных (трассировка шины, прерываний, DMA по 4 вариантам); открытая 4-балльная шкала (корректность 2, объяснение 1, проверка 1; сдача до следующей пары). |
| Этап и время | Дидактическая цель | Деятельность преподавателя | Деятельность студентов | Формы и методы |
|---|---|---|---|---|
| 1. Вводно-мотивационный этап (5 мин) | Организация группы, постановка учебной проблемы. | Приветствует, отмечает присутствие. Ставит проблему: «Как процессор с тактом 0.2 нс взаимодействует с медленными портами ввода-вывода и скоростными накопителями без зависаний?» | Включаются в учебную деятельность, осмысливают проблему рассогласования скоростей. | Фронтальная беседа, проблемный вопрос. |
| 2. Инструктаж и теоретический обзор (10 мин) | Актуализация знаний по УУ, шинам, прерываниям и DMA. | Демонстрирует слайды презентации 1–13. Разбирает различие схемного FSM и микрокода, стробы IOR#/IOW#/MEMR#/MEMW#, такты ожидания и прерывания MSI-X. |
Следят за слайдами, конспектируют ключевые сигналы и формулы. | Иллюстративно-наглядный метод, мультимедиа-сопровождение. |
| 3. Демонстрационный показ (5 мин) | Показ алгоритма диагностической трассировки. | Разбирает на эталонном примере порядок выявления сбоя строба чтения и возникновения шторма прерываний. | Анализируют эталонный образец, задают уточняющие вопросы. | Метод показа образца действия. |
| 4. Самостоятельное практическое действие (40 мин) | Формирование умений диагностики пути данных на конкретном устройстве. | Контролирует ход работы, оказывает направляющую консультативную помощь по 4 вариантам устройств (клавиатура, сетевая карта, NVMe, аудиокарта). | Очно работают с интерактивным бланком zanyatie.html, выполняют сравнительный анализ, строят трассировку и локализуют смоделированную неисправность. |
Индивидуальная практическая работа, кейс-метод. |
| 5. Контроль и обратная связь (15 мин) | Критериальная оценка единых протоколов диагностики. | Организует выборочную защиту результатов, проводит разбор характерных ошибок (стробы DMA, задержка DPC, IOMMU), выставляет баллы по 4-балльной матрице. | Защищают диагностические решения, экспортируют заполненный протокол в PDF. | Критериальное оценивание, взаимный анализ. |
| 6. Итог занятия и инструктаж по ДЗ (5 мин) | Подведение итогов, целеполагание на следующее занятие. | Обобщает итоги пары, информирует о регламенте сдачи до следующей пары и резервном домашнем задании (domashnee_zadanie.html). |
Фиксируют домашнее задание, осуществляют самооценку готовности. | Фронтальная рефлексия. |
| Этап и время | Особенности реализации сокращенного сценария (60 минут) |
|---|---|
| 1. Вводно-мотивационный этап (5 мин) | Организационный момент, лаконичная формулировка темы и цели занятия. |
| 2. Инструктаж (7 мин) | Концентрированный разбор только профильных стробов шины и таблицы прерываний (слайды 3, 6, 10, 13). |
| 3. Демонстрационный показ (5 мин) | Краткий экспресс-показ структуры диагностического протокола. |
| 4. Самостоятельное практическое действие (30 мин) | Очное выполнение ключевых разделов протокола: сравнительные таблицы методов и стробов, выбор подсистемы прерывания/DMA и первичная локализация дефекта. Развернутое описание мер устранения выносится на самостоятельную доработку. |
| 5. Контроль и обратная связь (10 мин) | Экспресс-опрос, проверка ключевых полей бланка, выставление промежуточных отметок. |
| 6. Итог занятия (3 мин) | Краткое резюме, инструктаж по резервному заданию, сохранение PDF. |