Struktura a architektura počítačů
| Kód | Zakončení | Kredity | Rozsah | Jazyk výuky |
|---|---|---|---|---|
| BI-SAP | Z,ZK | 6 | 2P+1R+2C | česky |
- Přednášející:
- Hana Kubátová (gar.)
- Cvičící:
- Hana Kubátová (gar.), Jaroslav Borecký, Martin Daňhel, Petr Fišer, Peter Guľa, Robert Hülle, Stanislav Jeřábek, Martin Kohlík, Pavel Kubalík, Vojtěch Miškovský, Martin Novotný, Jan Řezníček, Petr Socha
- Předmět zajišťuje:
- katedra číslicového návrhu
- Anotace:
-
Studenti zvládnou základní jednotky číslicového počítače, porozumějí jejich struktuře, funkci, způsobu realizace (aritmeticko-logická jednotka, řadič, paměť, vstupy, výstupy, způsoby uložení dat a jejich přenosu mezi jednotkami). Logický návrh a realizace programem řízeného jednoduchého procesoru je prakticky realizováno v laboratoři na moderních prostředcích číslicového návrhu.
- Požadavky:
-
Základní znalost fyzikálních principů zvláště číslicových obvodů (spínací režim transitorů, způsob realizace registrů, princip uložení informace do paměťového prvku), základy diskrétní matematiky (číselné soustavy, Boolova algebra).
- Osnova přednášek:
-
1. Úvod, základní architektura počítače, zobrazení dat.
2. Logické obvody, formy jejich popisu, kombinační obvody a jejich realizace na úrovni hradel.
3. Sekvenční obvody a jejich realizace. Synchronní návrh, příklady praktické realizace pomocí hradel a klopných obvodů. Rozdíl mezi Mealyho a Moore automatem.
4. Typické kombinační a sekvenční obvody v číslicových počítačích - jejich realizace (kodéry, sčítačky, čítače, registry).
5. Data, jejich zobrazení a zpracování.
6. Aritmetické operace s čísly se znaménkem. Pevná a pohyblivá řádová čárka.
7. Realizace aritmetických operací.
8. Instrukce a strojový kód.
9. Architektura souboru instrukcí. Návrh procesoru.
10. Paměti: struktura paměťového obvodu, statická a dynamická paměť.
11. Paměťový systém počítače. Periferní zařízení.
12. Základní typy procesorů a jejich implementace.
- Osnova cvičení:
-
1. Sčítačka, hradla, realizace v přípravku.
2. Booleova algebra, minimalizace, hradla.
3. Kombinační obvody, převodníky.
4. Minimalizace, realizace pomocí hradel, logické funkce.
5. Sekvenční obvody, čítač, detekce správné posloupnosti.
6. Sekvenční návrh, graf přechodů, tabulka, realizace D klop. obvodem a hradly.
7. Architektura AVR procesoru, první vzorový program.
8. Aritmetika, sčítání, záporná čísla, přetečení, doplňkový kód.
9. Program - posuvy, ASCII.
10. Test, zadáni dom. úkolu, asembler.
11. Práce na dom. úkolu - zobrazeni na displeji
12. Programy na aritmetiku, posuvy a zobrazeni na periferie.
13. Předvedení výsledků. Zápočet.
- Cíle studia:
-
Předmět poskytuje základní znalost principů, jak je postaven číslicový počítač, jakým způsobem se v něm realizují operace, co je to strojový kód a jaká je vazba na vyšší programovací jazyky.
- Studijní materiály:
-
1. Kubátová, H., Blažek, Z. Logické systémy: Cvičení. Praha: ČVUT, 1994. ISBN 80-01-01227-1.
2. Kubátová, H.: Struktura a architektura počítačů s řešenými příklady. Praha: ČVUT, 2016.
- Poznámka:
- Rozvrh na zimní semestr 2019/2020:
- Rozvrh není připraven
- Rozvrh na letní semestr 2019/2020:
-
06:00–08:0008:00–10:0010:00–12:0012:00–14:0014:00–16:0016:00–18:0018:00–20:0020:00–22:0022:00–24:00
Po Út St Čt Pá - Předmět je součástí následujících studijních plánů:
-
- Bc. program Informatika, studijní plán pro fázi studia bez oboru, verze 2015 až 2020 (povinný předmět programu)
- Bc. obor Bezpečnost a informační technologie, verze 2015 až 2020 (povinný předmět programu)
- Bc. obor Teoretická informatika, verze 2015 až 2020 (povinný předmět programu)
- Bc.obor Počítačové inženýrství, verze 2015 až 2020 (povinný předmět programu)
- Bakalářský obor Informační systémy a management, verze 2015 až 2020 (povinný předmět programu)
- Bakalářský obor Znalostní inženýrství, verze 2015, 2016 a 2017 (povinný předmět programu)
- Bakalářský obor WSI, zaměření Softwarové inženýrství, verze 2015 až 2020 (povinný předmět programu)
- Bakalářský obor WSI, zaměření Webové inženýrství, verze 2015 až 2020 (povinný předmět programu)
- Bakalářský obor WSI, zaměření Počítačová grafika, verze 2015 až 2020 (povinný předmět programu)
- Bakalářský obor Znalostní inženýrství, verze 2018 až 2020 (povinný předmět programu)