Struktura a architektura počítačů
| Kód | Zakončení | Kredity | Rozsah | Jazyk výuky |
|---|---|---|---|---|
| BI-SAP | Z,ZK | 6 | 2P+1R+2C | česky |
- Předmět nesmí být zapsán současně s:
- Computer Structures and Architectures (BIE-SAP)
- Přednášející:
- Hana Kubátová (gar.)
- Cvičící:
- Hana Kubátová (gar.), Tomáš Balihar, Jaroslav Borecký, Šimon Branda, Martin Daňhel, Petr Fišer, Peter Guľa, Robert Hülle, Stanislav Jeřábek, Miroslav Kallus, Martin Kohlík, Pavel Kubalík, Vojtěch Miškovský, Martin Novotný, Jan Onderka, Vojtěch Pail, Jan Peřina, Jan Řezníček, Petr Socha, Josef Zápotocký
- 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:
-
Informace o předmětu a výukové materiály naleznete na https://courses.fit.cvut.cz/BI-SAP/
- Další informace:
- https://courses.fit.cvut.cz/BI-SAP/
- Rozvrh na zimní semestr 2020/2021:
- Rozvrh není připraven
- Rozvrh na letní semestr 2020/2021:
-
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)