URZĄDZENIA TECHNIKI KOMPUTEROWEJ
1. Szczegółowe cele kształcenia
W wyniku zorganizowanego procesu nauczania uczeń (słuchacz) powinien umieć:
- zastosować arytmetykę cyfrową i podstawowe prawa algebry logiki w zakresie podstawowym;
- Rozpoznać symbole oraz wyjaśnić funkcje podstawowych układów cyfrowych stosowanych w technice komputerowej;
- Scharakteryzować rolę i wyjaśnić działanie poszczególnych bloków systemu mikroprocesorowego;
- Rozpoznać procesory oraz omówić ich parametry i sposoby instalacji;
- Rozpoznać złącz,: znajdujące się na płytach głównych, oraz wyjaśnić ich funkcje;
- Wyjaśnić sposoby rozszerzania pojemności pamięci głównej;
- Rozpoznać oraz wyjaśnić funkcje elementów konfiguracyjnych znajdujących się na płytach głównych;
- Scharakteryzować sposoby zapisu informacji na nośnikach magnetycznych;
- Scharakteryzować standardy pamięci dyskowych, sposoby łączenia i konfigurowania sprzętowego;
- Scharakteryzować standardy kart graficznych;
- Zinterpretować parametry katalogowe monitorów i kart graficznych;
- Wyjaśnić funkcje poszczególnych linii interfejsów we/wy;
- Rozpoznać oraz wyjaśnić funkcje podstawowych elementów znajdujących się na kartach multi I/O;
- Wyjaśnić standardy urządzeń multimedialnych, sposoby łączenia ich z systemem oraz zinterpretować ich parametry;
- Wyjaśnić budowę, działanie oraz konfigurowanie drukarek, ploterów, skanerów, klawiatur i myszy;
- scharakteryzować podstawowe standard lokalnych sieci komputerowych;
- rozpoznać oraz wyjaśnić funkcje elementów konfiguracyjnych znajdujących się na kartach sieciowych;
- wyjaśnić sposoby łączenia komputerów za pomocą różnych mediów;
- wyjaśnić działanie oraz programowanie modemów;
- montować i konfigurować płyty główne komputerów, pamięci dyskowe, katty graficzne, urządzenia multimedialne, drukarki, plotery, skanery, modemy;
- montować i instalować sieci komputerowe;
- testować osiągi urządzeń komputerowych za pomocą narzędzi programowych;
- dokonywać korekcji błędów struktury logicznej i fizycznej pamięci dyskowych;
- konfigurować urządzenia komputerowe za pomocą programu Setup-BIOS;
- przestrzegać przepisy bhp przy wykonywaniu czynności związanych z montażem i naprawianiem urządzeń techniki komputerowej.
2. Materiał nauczania Semestr I
• Arytmetyka cyfrowa
- Pozycyjne systemy liczbowe-systemb i binarny, heksadecymalny, BCD;
- Operacje arytmetyczne na liczbach dwójkowych;
- Algebra logiki;
- Funktory logiczne. Ćwiczenia:
- przeliczanie liczb zapisanych w różnych systemach cyfrowych,
- rozwiązywanie zadań z zastosowaniem praw algebry logiki.
• Elementy i układy funkcjonalne
- Podstawowe układy cyfrowe stosowane w technice komputerowej - funkcje, symbole, oznaczenia;
- Pamięci półprzewodnikowe: parametry, oznaczenia, zastosowania;
- Łączenie układów pamięci scalonych w bloki o różnych organizacjach.
Ćwiczenia:
- rozpoznanie symboli układów cyfrowych,
- rodzaje pamięci półprzewodnikowych na podstawie oznaczeń,
- projektowanie bloków pamięci o różnej organizacji.
• Systemy mikroprocesorowe
- Architektura mikroprocesorów (szyny i sygnały sterujące, przestrzeń adresowa, rejestry i sposoby adresowania pamięci, organizacja pamięci podręcznej);
- Organizacja pamięci;
- Mechanizmy ochrony;
- Podział operacji wejścia/wyjścia;
- Zasady współpracy mikroprocesora z układami zewnętrznymi;
- Architektura współczesnych procesorów, tryby pracy rzeczywisty i wirtualny, ochrona zasobów.
Ćwiczenia:
- charakteryzowanie roli poszczególnych bloków systemu mikroprocesorowego,
- sposoby adresowania pamięci,
- zasady współpracy mikroprocesora z układami zewnętrznymi,
- tryby pracy procesorów.
• Płyty główne
- Procesory
- rodzaje, parametry oznaczenia, instalacja;
- Gniazda rozszerzeń - standard ISA, magistrala PCI, standard AGf, standard AMR;
- Złącza i zworki na płytach głównych;
- Współczesne układy Chipset;
- Zarządzanie poborem mocy (Power Management);
- Konfigurowanie płyt głównych;
- Blok pamięci komputera: Moduły DIMM;
- Struktura pamięci RAM (wielkość pamięci, pamięć konwencjonalna, pamięć górna - Upper Memory, pamięć dodatkowa Expanded Memory, pamięć rozszerzona - Extended Memory, wykorzystanie i konfigurowanie pamięci RAM);
- Pamięć podręczna Cache;
- Pamięć stała EPROM i EEPROM;
- Programy BIOS Setup. Ćwiczenia:
- podstawowe parametry współczesnych procesorów,
- przyporządkowanie różnych typów gniazd do procesorów,
- podstawowe parametry gniazd rozszerzeń płyt głównych,
- znaczenie sygnałów wybranego złącza,
- rola układów Chipset,
- sposoby obniżania poboru energii w komputerach,
- główne funkcje pamięci RAM, EPROM, Cache umieszczonych na płytach głównych,
- funkcje pamięci CMOS umieszczonej na płycie głównej,
- rola programu BIOS SETUP.
• Organizacja stanowiska pracy, przepisy bhp pracy pracach związanych z urzadzeniami komputerowymi
- Organizacja stanowiska pracy do montażu, serwisu urządzeń komputerowych pod względem bezpieczeństwa pracy;
- Ergonomia stanowiska komputerowego.
• Konfigurowanie płyt głównych
- Wymiana procesora, zmiana częstotliwości zegara systemowego, rozszerzanie pojemności pamięci głównej, zerowanie sprzętowe pamięci CMOS, wymiana programu BIOS;
- Uruchomienie zestawu komputerowego;
- Badanie wpływu sprzętowej konfiguracji komputera na jego pracę: wpływu procesora, wpływu pamięci Cache (włączona/wyłączona), wpływu wielkości pamięci operacyjnej;
Konfigurowanie systemu za pomocą programu Setup-BIOS.
Semestr II
• Pamięci dyskowe
- Zapis informacji na nośnikach magnetycznych;
- Zapis informacji na dysku elastycznym;
- Pamięć na dyskach elastycznych;
- Sterownik dysków elastycznych;
- Dyski twarde;
- Wybór dysku twardego;
- Dyski z interfejsem SCSI;
- Dyski z interfejsem E - IDE.
Ćwiczenia:
- podstawowe parametry interfejsu dysków twardych,
- standardy E-IDE, ATA, Ultra ATA/66, ATAPI,
- tryb asynchroniczny, synchroniczny i FAST transmisji danych dysku standardu SCSI.
• Montaż i konfigurowanie pamięci dyskowych
- Montaż napędu dysków elastycznych;
- Montaż i konfigurowanie dysków twardych standardu E-IDE oraz SCSI;
- Testowanie szybkości transmisji dysków twardych;
- Korekcja błędów struktury logicznej i fizycznej dysku twardego.
• Karty graficzne
- Monitory;
- Zasada działania karty graficznej;
- Karta VGA;
- Współczesne karty graficzne;
- Dodatkowe funkcje kart graficznych;
- Współpraca monitorów ekranowych z kartami graficznymi;
- Złącza kart graficznych.
Ćwiczenia:
- standardy oraz zinterpretować parametry katalogowe kart graficznych,
- zasada działania karty VGA,
- bloki funkcjonalne akceleratorów,
- obliczanie wymaganej pojemność pamięci obrazu karty graficznej dla zadanej rozdzielczości i liczby kolorów,
- rola procesora graficznego we współczesnych kartach,
- dodatkowe funkcje realizowane przez współczesne karty graficzne.
- Instalacja kart graficznych
- Karty ze złączami PCI i AGP;
- Montaż dwóch kart graficznych w jednej jednostce centralnej;
- Dobór monitora do parametrów karty graficznej;
- Uruchamianie niestandardowych trybów pracy;
- Testowanie osiągów kart graficznych.
Semestr Ill
Urządzenia zewnętrzne
- Interfejsy komputerów;
- Drukarki - rodzaje, zasady działania, obsługa i konfigurowanie;
- Plotery - rodzaje, zasady działania, parametry;
- Skanery - zasady działania, parametry, obsługa;
- Klawiatury komputerów;
- Myszki.
Ćwiczenia:
- działanie i konfigurowanie kart multi I/O,
- parametry konfiguracyjne ustawiane zworkami na kartach multi I/O,
- poszczególne linie interfejsu RS-232C.
• Instalowanie i konfigurowanie urządzeń zewnętrznych
- Instalowanie i konfigurowanie drukarek: igłowych, laserowych, atramentowych;
- Instalowanie ploterów;
- Instalowanie i konfigurowanie skanerów.
- Urządzenia multimedialne
- Karty dźwiękowe - standardy, instalacja i konfigurowanie;
- Karty video;
- Pamięci dyskowe CD-ROM - rodzaje, instalacja;
- Technologia zapisu na dyskach CD, CD-ROM, CD-RW, DVD - ROM,
- Technologia DVD,
- Standardy kompresji danych.
Ćwiczenia:
- działanie kart dźwiękowych róźnych standardów,
- dodatkowe funkcje karty video,
- metody kodowania ruchomych obrazów.
• Montaż i uruchomienie urządzeń multimedialnych
- Montaż czytnika płyt kompaktowych (CD-ROM), nagrywarki płyt CD-R, karty dźwiękowej, głośników, karty wideo, odtwarzacza DVD. Testowanie w/w urządzeń.
Semestr IV
• Sieci komputerowe
- Karty sieciowe;
- Parametry konfiguracyjne;
- Rozwiązania sprzętowe sieci lokalnych;
- Sieci z kablem koncentrycznym;
- Sieci ze skrętką dwuprzewodową;
- Sieci ze światłowodem;
- Modemy. Protokoły i standardy;
- Korekcja błędów i kompresja danych;
- Rozkazy Hayes'a;
- Programowanie i testowanie modemu.
Ćwiczenia:
- parametry lokalnych sieci komputerowych,
- typowe parametry konfiguracyjne, które należy ustawić na kartach sieciowych,
- podstawowy format ramki, - odmiany sieci Ethernet,
- szybkość transmisji danych dla różnych standardów modemów, - główce bloki funkcjonalne i parametry modemu.
• Montaż i konfigurowanie sieci komputerowych
- Instalowanie i konfigurowanie kart sieciowych;
- Łączenie komputerów za pomocą różnych mediów;
- Instalowanie systemów operacyjnych sieciowych;
- Montaż i konfigurowanie modemów (montaż modemów wolnostojących i kart fax -modem, instalowanie programów komunikacyjnych, przesyłanie plików z korekcją błędów i kompresją danych).
3. Uwagi do realizacji wraz z zaleceniami dotyczącymi oceniania
Uwagi ogólne
Absolwent szkoły policealnej może być w przyszłości pracownikiem firmy zajmującej się montażem, serwisem lub sprzedażą komputerów, urządzeń peryferyjnych, sieci komputerowych. Zakres treści programu nauczania "Urządzenia techniki komputerowej" ma na celu stworzenie podstaw do pełnienia jednej z tych ról.
Zadaniem przedmiotu nauczania jest ukształtowanie umiejętności w zakresie:
- posługiwania się wiedzą o budowie urządzeń techniki komputerowej;
- uruchamiania zestawów komputerowych i urządzeń zewnętrznych;
- dobierania konfiguracji sprzętu komputerowego;
- wyrobienia nawyku korzystania z literatury fachowej.
W poniższej tabeli przedstawiono propozycję podziału materiału nauczania przedmiotu dla szkoły policealnej (dla młodzieży) na podbudowie liceum ogólnokształcącego lub liceum technicznego. Podział godzin nauczania przeznaczonych na realizację poszczególnych tematów Tria charakter orientacyjny, w związku z tym nauczyciel może go zmienić w zależności od potrzeb w granicach do 30%.
Wynikająca z planu nauczania liczba godzin na realizację tego przedmiotu powinna być wykorzystana na ukształtowanie umiejętności przewidzianych podstawami programowymi, jak również na aktualizację oraz na rozszerzenie treści programowych według zapotrzebowania uczniów i uznania nauczyciela.
W policealnej szkole zawodowej dla dorosłych (forma stacjonarna i zaoczna) ze względu na zmniejszoną liczbę godzin tygodniowo w cyklu nauczania, wyszczególnione tematy należy realizować w zawężonym zakresie. W związku z takim ograniczeniem
należy zagadnienia teoretyczne sprowadzić do niezbędnych pojęć, a skupić się na umiejętnościach praktycznych.
Podział materiału nauczania
Lp. |
Tematy |
Orientacyjna liczba godzin |
|
Semestr I 3 godziny tygodniowo x 19 tygodni = 57 godzin
|
|
1 |
Arytmetyka cyfrowa |
3 |
2 |
Elementy i układy funkcjonalne |
3 |
3 |
Systemy mikroprocesorowe |
12 |
4 |
Płyty główne |
24 |
5 |
Organizacja stanowiska pracy, przepisy bhp przy pracach związanych z urządzeniami komputerowymi |
3 |
6 |
Konfigurowanie płyt głównych |
12 |
|
Razem |
57 |
|
Semestr II 3 godziny tygodniowo x 15 tygodni = 45 godzin
|
|
7 |
Pamięci dyskowe |
12 |
8 |
Montaż i konfigurowanie pamięci dyskowych |
12 |
9 |
Karty graficzne |
12 |
10 |
Instalacja kart graficznych |
9 |
|
Razem |
45 |
|
Semestr III 3 godziny tygodniowo x 19 tygodni = 57 godzin
|
|
11 |
Urządzenia zewnętrzne |
18 |
12 |
Instalacja i konfigurowanie urządzeń zewnętrznych |
18 |
13 |
Urządzenia multimedialne |
12 |
14 |
Montaż i uruchamianie urządzeń multimedialnych |
9 |
|
Razem |
57 |
|
Semestr IV 3 godziny tygodniowo x 13 tygodni = 39 godzin
|
|
15 |
Sieci komputerowe |
21 |
16 |
Montaż i konfigurowanie sieci komputerowych |
18 |
|
Razem |
39 |
|
Ogółem |
198 |
Uwagi szczegółowe
Przedmiot "Urządzenia techniki komputerowej" realizowany jest w ciągu czterech semestrów. Semestr pierwszy należy poświęcić na omówienie treści nauczania zawartych w działach: arytmetyka cyfrowa, elementy i układy funkcjonalne, systemy mikroprocesorowe i płyty główne.
Dział tematyczny Elementy i układy funkcjonalne służy poznaniu zasad działania, budowy i zastosowań typowych elementów i układów cyfrowych stosowanych w technice komputerowej, których omawianie należy realizować wg następującego schematu: symbol, realizowane funkcje logiczne, parametry, oznaczenia stosowane przez producentów, zastosowanie. Realizacja hasła Pamięci półprzewodnikowe polega głównie na omówieniu przykładów scalonych pamięci półprzewodnikowych oraz omówieniu sposobów łączenia układów pamięci w bloki o różnych organizacjach.
Dział tematyczny Systemy mikroprocesorowe poświęcony jest omówieniu w sposób bardzo ogólny, bez odwoływania się do konkretnych rozwiązań, systemu mikroprocesorowego, architektury typowego procesora, podstawowych rejestrów występujących w procesorach, typowych magistral procesorów oraz współpracy pamięci i układów wejścia/wyjścia z procesorem. Dopiero po takim przygotowaniu słuchaczy, należy przedstawić architekturę procesorów rodziny 8086.
Płyty główne należy omówić w oparciu o konkretne rozwiązania konstrukcyjne. Wskazane jest by nauczyciel posługiwał się na zajęciach anglojęzycznymi instrukcjami obsługi (ang. Users Manual). Przy omawianiu tego działu należy szczególną uwagę zwrócić na złącza standardowych magistral i zworki konfiguracyjne.
W semestrach drugim, trzecim i czwartym, w ramach zajęć teoretycznych, należy omówić pamięci dyskowe, karty graficzne, urządzenia zewnętrzne, urządzenia multimedialne, sieci i modemy. Wyżej wymienione urządzenia powinny być prezentowane według następującego schematu: omówienie standardów . następnie konkretnych rozwiązań konstrukcyjnych ze szczególnym wyeksponowaniem parametrów i elementów konfiguracyjnych (na podstawie instrukcji obsługi w języku angielskim).
Jednocześnie w semestrach drugim, trzecim i czwartym w ramach zajęć laboratoryjnych słuchacze wykonują ćwiczenia z zakresu montażu, instalowania, konfigurowania i testowania urządzeń techniki komputerowej. Laboratorium powinno być wyposażone w kilka zestawów komputerowych umożliwiających wymianę procesorów, rozszerzanie pamięci głównej i pamięci Cache, instalowanie pamięci dyskowych różnych standardów, instalowanie kart graficznych o różnych rozdzielczościach, instalowanie urządzeń multimedialnych, montaż modemów i lokalnych sieci komputerowych. Przede wszystkim komputery winny być wyposażone w płyty główne zawierające różne standardy magistral, gniazda procesorów typu ZIF, Flash BIOS oraz zintegrowane sterowniki dysków twardych. Słuchacze w trakcie zajęć opanowują umiejętności montażu, konfigurowania i testowania urządzeń. Stanowiska winny być wyposażone w dyski twarde i karty graficzne różnych standardów. Każde stanowisko musi zawierać komplet oprogramowania diagnostycznego i narzędziowego. W laboratorium powinny być co najmniej dwa modemy zainstalowane w dwóch komputerach i połączone złączem trwałym. Ćwiczenia dotyczące sieci należy realizować podobnie: dwie karty sieciowe montowane w dwóch sąsiednich komputerach łączonych kablem koncentrycznym, skrętką lub światłowodem. W tak zaimprowizowanej sieci można zainstalować sieciowy system operacyjny.
Jednym z głównych zadań nauczycieli w pracy dydaktycznej jest sprawdzanie osiągnięć uczniów. Sprawdzanie powinno obejmować każdy dział tematyczny programu nauczania. Nauczyciele są więc zobowiązani do kontroli stopnia opanowania założonych, w celach kształcenia, umiejętności i wiadomości. Przy kilku stopniowej skali ocen od dopuszczającej do bardzo dobrej) należy ustalić zbiory wymagań (zadań) dla każdej pozytywnej oceny oddzielnie, czyli oddzielne wymagania na ocenę dopuszczającą (wymagania konieczne), oddzielne - na ocenę dostateczną (wymagania podstawowe), oddzielne - na dobrą (wymagania rozszerzone j i bardzo dobrą (wymagania dopełniające):
Wymagana konieczne, na ocenę dopuszczającą, dotyczą zapamiętywania wiadomości czyli gotowości słuchacza do przypomnienia sobie:
- podstawowych bloków systemu komputerowego,
- sposobów zapisu i odczyty informacji,
- różnych urządzeń peryferyjnych,
Wymagania te dotyczą również opanowania umiejętności:
- posługiwania się komputerem IBM PC wraz z drukarką, korzystając z zainstalowanego systemu operacyjnego oraz z jego zasobów na nośnikach informacji,
- korzystania z zasobów lokalnej sieci komputerowej,
Wymagania podstawowe, na ocenę dostateczną, dotyczą zrozumienia wiadomości. Oznacza to, że uczeń potrafi wyjaśnić:
- działanie poszczególnych bloków systemu komputerowego,
- sposoby przechowywania a takie wyświetlania informacji,
- działanie urządzeń peryferyjnych,
- budowę lokalnej sieci komputerowej,
oraz opanował umiejętności:
- korzystania z komputera oraz różnych urządzeń peryferyjnych,
- dokonywania operacji związanych z odczytywaniem oraz zapisywaniem informacji na różnych nośnikach,
- ocenienia konfiguracji zestawu komputerowego,
- korzystania z zasobów lokalnej sieci komputerowej.
Wymagania rozszerzone, na ocenę dobrą, dotyczą stosowania wiadomości i umiejętności w sytuacjach typowych. Słuchacz powinien praktycznie posługiwać się wiadomościami według podanych mu wcześniej wzorów:
- charakteryzować poszczególne bloki systemu komputerowego,
- wyjaśniać sposoby zapisu i odczytu informacji na różnych nośnikach,
- opisywać budowę, działanie urządzeń peryferyjnych,
- klasyfikować systemy lokalnych sieci komputerowych,
- interpretować parametry katalogów urządzeń techniki komputerowej.
Wymagania te dotyczą również opanowania umiejętności:
- wykorzystywania systemu komputerowego wraz z urządzeniami peryferyjnymi, pracującego pod kontrolą wybranego systemu operacyjnego,
- samodzielnego dobierania konfiguracji systemu komputerowego do różnych zastosowań.
Wymagania dopełniające, na ocenę bardzo dobrą, dotyczą stosowania wiadomości i umiejętności w sytuacjach problemowych, np.:
- analizowanie sytemu komputerowego na podstawie wyników testów sprzętowych i programowych,
- projektowanie konfiguracji niewielkiej lokalnej sieci komputerowej.
4. Podstawowe środki dydaktyczne
- Plansze i foliogramy ze schematami układów i urządzeń,
- Części składowe urządzeń komputerowych do demonstracji na zajęciach teoretycznych,
- Instrukcje obsługi poszczególnych urządzeń,
- Stanowiska laboratoryjne (minimum 5 stanowisk) komputerowe wyposażone w różne standardy sprzętowe:
- magistral,
- pamięci dyskowych,
- kart graficznych,
- urządzeń multimedialnych,
- Dwa modemy,
- Po dwa komplety kart sieciowych różnych standardów,
- Przewody łączeniowe (media sieciowe),
- Drukarki, plotery, skanery,
- Oprogramowanie diagnostyczne i narzędziowe.