Počítačové systémy

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra řídicí techniky

Anotace:

Je úvodním předmětem do oblasti počítačové podpory měření a řízení v reálném čase. Předmět se zabývá zejména přístrojovou (HW) oblastí výpočetní techniky tj. strukturou, funkcí a vlastnostmi počítačových systémů a podsystémů, jejich modifikacemi, základními programovými (SW) prostředky počítače, připojením na řízený proces, zvláštnostmi počítačových systémů pro práci v reálném čase a profesionálními prostředky počítačového řízení technologických procesů.

Požadavky:

Osnova přednášek:

1. Architektura počítače, struktura, organizace a podsystémy. Zobrazení informace v počítači, ALU.

2. Přenos informace v počítači, sběrnice. Komunikace po sběrnicích, přidělování sběrnic.

3. Operační podsystém počítače, CPU, modifikace architektury (SIMD, MIMD, pipeline, RISC, CISC, .).

4. Řadič počítače. Mikroprogramová úroveň, mikroprogramování. Instrukce, mikroinstrukce.

5. Paměťový podsystém počítače, složky, typy pamětí, vlastnosti, adresování, ochrany.

6. Virtuální paměť. Správce paměti, fyzická a logická adresa, mapování virtuální paměti.

7. Vstupní a výstupní podsystém počítače, řízení vstupů a výstupů. Periferie, řadič periferie.

8. Přerušovací systém, struktura, použití. Obvody reálného času, hlídání HW a SW kolizí.

9. Počítačový systém, struktury, modifikace. Technické a organizační prostředky, sdílení prostředků.

10. Programové prostředky počítačového systému, překladače, interpretery, operační systém, služby OS.

11. Sítě procesorů a počítačů. Topologie sítí, vlastnosti, použití (LAN, MAN, WAN). Komunikace v síti.

12. Mikroprocesorové prostředky. Stavebnice iAPX x86, M68xxx, mikropočítače pro vestavěné aplikace.

13. Standardní vnitřní (ISA, PCI, SCSI, VME,.) a vnější (RS232, USB,.) sběrnice počítače.

14. Prostředky pro styk s technologickým procesem, analogové a diskrétní I/O, sběr a zpracování dat.

Osnova cvičení:

1. Program cvičení, bezpečnost, provozní řád, řízení v reálném čase (RT).

2. Charakteristika operačního systému, služby BIOS, Tech Help.

3. Úloha 1 - využití časovače pro RT řízení.

4. Úloha 2 - modifikace systémového času

5. Úloha 3 - ošetření vnější události

6. Úloha 4 - seriová komunikace

7. Test. Zadání hlavní úlohy 5.

8. Úloha 5 - regulace otáček a polohy motoru. Snímání pomocí IRC, generování PWM, vizualizace.

9. Samostatné řešení hlavní úlohy 5.

10. Samostatné řešení hlavní úlohy 5.

11. Samostatné řešení hlavní úlohy 5.

12. Samostatné řešení hlavní úlohy 5.

13. Samostatné řešení hlavní úlohy 5.

14. Prezentace řešení úlohy, zápočet

Cíle studia:

Studijní materiály:

1. Bayer, J., Píša P., Šebek Z.: Počítače pro řízení. Skripta, Vydavatelství ČVUT, Praha 2001

2. Blatný a kol.: Číslicové počítače. SNTL, Praha 1980

3. Tanenbaum, A.R.: Structured Computer Organisation. Prentice Hall, NY 1978

Poznámka:

Další informace:

http://support.dce.felk.cvut.cz/pos/

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Kybernetika a měření- strukturované studium (povinný předmět)