Základy počítačových systémů
| Kód | Zakončení | Kredity | Rozsah | Jazyk výuky |
|---|---|---|---|---|
| B6B38ZPS | Z,ZK | 6 | 4P+2L+2D | česky |
- Vztahy:
- Podmínkou zápisu na předmět B6B38ZPS je, že student si nejpozději ve stejném semestru zapsal předmět BEZZ
- Garant předmětu:
- Jiří Novák
- Přednášející:
- Jiří Novák
- Cvičící:
- Zbyněk Kocur, Michal Lucki, Jiří Novák, Martin Šimůnek, Jiří Weiss, Tomáš Zeman
- Předmět zajišťuje:
- katedra měření
- Anotace:
-
Úvodní téma seznámí studenty se základními pojmy výpočetní techniky a počítačových sítí, přednáška představí předmět jako celek a měla by zvýšit zájem o jeho náplň. Následující přednášky jsou zaměřeny na úvodní seznámení studentů s číslicovou technikou, vnitřní strukturou a funkcí procesoru a jeho instrukční sadou. Budou představeny běžné i specielní architektury a specializované instrukční sady, způsoby zvyšování výkonu procesoru a jejich meze. Z těchto znalostí pak bude vycházet výklad architektury počítačů, seznámení s pamětmi a jejich kategorizací z hlediska funkčních principů i aplikačního využití. Studenti se seznámí s typickými periferiemi počítačů a s funkčními principy jejich rozhraní. Následující přednášky jsou zaměřeny na seznámení se s problematikou operačních systémů, multitaskingu, meziprocesové komunikace a synchronizace, správy prostředků a virtualizace. Navazující přednáška se bude věnovat problematice počítačových sítí - nejprve obecně (OSI model) a poté konkrétněji úvodem do protokolů TCP/IP. Podrobněji bude popsán diskový subsystém včetně rozdělení disku, souborových systémů a přístupových práv. Závěr bude věnován základům elektroniky a optoelektroniky, budou představeny typické problémy motivující studenty k dalšímu prohlubování znalostí v této oblasti formou samostudia.
- Požadavky:
-
Pro pochopení přednášené a cvičené látky jsou třeba středoškolské znalosti matematiky (není třeba diferenciální počet) a fyziky (elektřina a magnetismus). Znalosti lze doplnit z běžně dostupných středoškolských učebnic.
- Osnova přednášek:
-
1. Úvod, globální počítačové sítě, počítače a Internet, aplikace
2. Dvouhodnotová logika, reprezentace, logické funkce, formy popisu, minimalizace
3. Logické kombinační a sekvenční obvody, hazardy
4. Reprezentace dat v počítači, aritmetika pevné a plovoucí řádové čárky
5. Architektury procesorů, instrukční sada, instrukční cyklus, registry, přerušení, DMA
6. Paměti, periferní zařízení (disky, zobrazovače, tiskárny .)
7. Operační systémy, multitasking, synchronizace a komunikace mezi procesy
8. Počítačové sítě - OSI model, prvky počítačových sítí, základy TCP/IP
9. Správa prostředků, virtualizace, úrovně oprávnění
10. Diskový systém, rozdělení disku, souborové systémy, přístupová práva
11. Elektrický proud (stejnosměrný a střídavý), základní elektrické obvody, zdroje a spotřebiče
12. Elektrický signál, časová a frekvenční oblast, elektromagnetické jevy, EMC
13. Počítačová rozhraní, analogové a digitální signály, principy optických komunikací
14. Rezerva
- Osnova cvičení:
-
1. Úvod, organizace, Internet ve zkratce - seminář
2. Početní operace binární a hexadecimální aritmetiky - seminář
3. Logické operace, kombinační logické obvody - seminář
4. Sekvenční logické obvody - seminář
5. Stavební bloky počítače , instalace a konfigurace OS GNU/Linux - seminář
6. Práce v systému GNU/Linux, shell - seminář
7. Procesy, meziprocesová komunikace a synchronizace - seminář
8. Diskový subsystém, správa a virtualizace paměti - seminář
9. Programování FPGA - lab. cvičení
10. Plánování pokrytí bezdrátové sítě (WiFi) - lab. cvičení
11. Analýza síťové komunikace (Wireshark) - lab. cvičení
12. Optimalizace výkonu vestavných aplikací - lab. cvičení
13. Exkurse do datového centra
14. Náhradní laboratorní úloha, zápočty
- Cíle studia:
-
Cílem předmětu je poskytnout ucelený přehled znalostí v následujících oblastech:
- kombinační a sekvenční logické obvody
- architektura procesoru, instrukční sada
- architektura počítače, periferie, rozhraní
- úvod do operačních systémů
- základy počítačových sítí
- základy elektrotechniky
- Studijní materiály:
-
Povinná literatura:
1. Antošová M., Davídek V.: Číslicová technika, Kopp 2003.
2. Boháč, L.,Bezpalec, P. Komunikace v datových sítích. 1. vyd. Praha. Nakl. ČVUT, 2010.
- Poznámka:
- Další informace:
- https://moodle.fel.cvut.cz/courses/B6B38ZPS
- Rozvrh na zimní semestr 2024/2025:
-
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 - Rozvrh na letní semestr 2024/2025:
- Rozvrh není připraven
- Předmět je součástí následujících studijních plánů:
-
- Softwarové inženýrství a technologie (povinný předmět programu)
- Softwarové inženýrství a technologie - specializace Enterprise systémy (povinný předmět programu)
- Softwarové inženýrství a technologie - specializace Technologie pro multimédia a virtuální realitu (povinný předmět programu)
- Softwarové inženýrství a technologie - specializace Business informatics (povinný předmět programu)
- Softwarové inženýrství a technologie - specializace Technologie internetu věcí (povinný předmět programu)
- Softwarové inženýrství a technologie - společný 1. ročník (povinný předmět programu)