Logo ČVUT
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE
STUDIJNÍ PLÁNY
2019/2020

Struktura a architektura počítačů

Přihlášení do KOSu pro zápis předmětu Zobrazit rozvrh
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:

Rozsah=prednasky+proseminare+cviceni:2p+1r+2c

Rozvrh na zimní semestr 2019/2020:
Rozvrh není připraven
Rozvrh na letní semestr 2019/2020:
Rozvrh není připraven
Předmět je součástí následujících studijních plánů:
Platnost dat k 8. 12. 2019
Aktualizace výše uvedených informací naleznete na adrese http://bilakniha.cvut.cz/cs/predmet1121806.html