[1] Olivka P.: Studijní materiály v elektronické verzi pro předmět APPS (česky), http://poli.cs.vsb.cz/edu/apps/osnova.html
[2] Olivka P.: Programování ve jazyce symbolických instrukcí, elektronická verze studijních materiálů, http://poli.cs.vsb.cz/edu/soj
[3] Olivka, P., Seidl, D.: Návody do cvičení, elektronická verze, http://poli.cs.vsb.cz/edu/apps/
[3] Ličev L.: Architektury počítačů, 2010, Elektronický sborník přednášek k předmětu Architektury počítačů.
[4] Patterson, D.: The Top 10 Innovations in the New NVIDIA Fermi Architecture, and the Top 3 Next Challenges. 2009.
Ukončeno v akademickém roce 2020/2021
Architektury počítačů a paralelních systémů
| Typ studia | bakalářské |
|---|---|
| Jazyk výuky | angličtina |
| Kód | 460-2034/02 |
| Zkratka | APPS |
| Název předmětu česky | Architektury počítačů a paralelních systémů |
| Název předmětu anglicky | Computer Architecture and Parallel Systems |
| Kreditů | 6 |
| Garantující katedra | Katedra informatiky |
| Garant předmětu | Ing. Petr Olivka, Ph.D. |
Osnova předmětu
1. Technologie výroby číslicových obvodů. Architektura počítače dle von Neumanna, harvardská, základní vlastnosti a principy činnosti.
2. Strojová instrukce, adresování, adresní prostory. Měření výkonu počítačů.
3. Principy komunikace s perifériemi, V/V brány, programové řízení, přerušení, řešení priorit. Činnost DMA kanálu a kanálu (SCSI), rozdíly v činnosti.
4. Procesory CISC a RISC, základní rysy a podněty pro vznik, zřetězení, predikce skoků, hazardy, základní zástupci RISC.
5. Procesory Intel, vývojová řada, základní rysy a vnitřní architektura.
6. Procesory jiných firem, jejich vlastnosti a oblasti použití.
7. Monolitické počítače, požadavky na konstrukci, vlastnosti a použití, typické integrované periférie. Mikrokontrolery firmy Microchip a Atmel.
8. Organizace pamětí v počítačích, paměťová hierarchie. Vnitřní paměti statické, dynamické, organizace virtuální paměti. Paměti vnější - magnetické, optické, magneto-optické. Rozhraní IDE PATA/SATA.
9. Sběrnice, rozdělení signálů na adresní, datové a řídící. Cyklus sběrnice. Základní vlastnosti PCI, AGP a PCI Express technologie. USB.
10. Videoadaptéry a zobrazovací jednotky. Princip činnosti zobrazovací jednotky a tvorby obrazu.
11. Moderní trendy architektur počítačů. Architektury paralelních systémů a počítačů.
12. Pokročilé architektury počítačů GPU – CUDA. Historie výpočtů na grafických akcelerátorech
13. Paralelní architektury grafických procesorů (CUDA - Architektura Fermi).
14. Super počítače a počítačové clustery a High Performance Computing.
Laboratorní cvičení:
1. Bezpečnostní školení, seznámení s vývojovým Kitem a programovacím prostředím.
2. Pulzně šířková modulace, ovládání LED, skládání RGB barev.
3. Multiplexní řízení displeje.
4. Ovládání zařízení na I2C sběrnici, teploměr a 8 bitový registr.
5. Využítí více procesorů pomocí vláken.
6. CUDA, architektura, použití.
7. CUDA, využití architektury pro řešení jednoduchých grafických úloh.
2. Strojová instrukce, adresování, adresní prostory. Měření výkonu počítačů.
3. Principy komunikace s perifériemi, V/V brány, programové řízení, přerušení, řešení priorit. Činnost DMA kanálu a kanálu (SCSI), rozdíly v činnosti.
4. Procesory CISC a RISC, základní rysy a podněty pro vznik, zřetězení, predikce skoků, hazardy, základní zástupci RISC.
5. Procesory Intel, vývojová řada, základní rysy a vnitřní architektura.
6. Procesory jiných firem, jejich vlastnosti a oblasti použití.
7. Monolitické počítače, požadavky na konstrukci, vlastnosti a použití, typické integrované periférie. Mikrokontrolery firmy Microchip a Atmel.
8. Organizace pamětí v počítačích, paměťová hierarchie. Vnitřní paměti statické, dynamické, organizace virtuální paměti. Paměti vnější - magnetické, optické, magneto-optické. Rozhraní IDE PATA/SATA.
9. Sběrnice, rozdělení signálů na adresní, datové a řídící. Cyklus sběrnice. Základní vlastnosti PCI, AGP a PCI Express technologie. USB.
10. Videoadaptéry a zobrazovací jednotky. Princip činnosti zobrazovací jednotky a tvorby obrazu.
11. Moderní trendy architektur počítačů. Architektury paralelních systémů a počítačů.
12. Pokročilé architektury počítačů GPU – CUDA. Historie výpočtů na grafických akcelerátorech
13. Paralelní architektury grafických procesorů (CUDA - Architektura Fermi).
14. Super počítače a počítačové clustery a High Performance Computing.
Laboratorní cvičení:
1. Bezpečnostní školení, seznámení s vývojovým Kitem a programovacím prostředím.
2. Pulzně šířková modulace, ovládání LED, skládání RGB barev.
3. Multiplexní řízení displeje.
4. Ovládání zařízení na I2C sběrnici, teploměr a 8 bitový registr.
5. Využítí více procesorů pomocí vláken.
6. CUDA, architektura, použití.
7. CUDA, využití architektury pro řešení jednoduchých grafických úloh.
Povinná literatura
Doporučená literatura
[1] Hennessy J. L, Patterson D. A., Computer Architecture, 4th ed., A Quantitative Approach, Morgan Kaufmann, 2006, ISBN 978-0-12-370490-0
[2] Hennessy J. L, Patterson D. A., Computer Architecture, 5th ed., A Quantitative Approach, Morgan Kaufmann, 2011, ISBN 978-0123838728
[3] David Patterson, John Hennessy, Computer Organization and Design, 4th ed., Morgan Kaufmann, 2011, ISBN 9780080886138
[4] David Patterson, John Hennessy, Computer Organization and Design MIPS Edition, 5th ed., Morgan Kaufmann, 2013, ISBN 978-0124077263
[2] Hennessy J. L, Patterson D. A., Computer Architecture, 5th ed., A Quantitative Approach, Morgan Kaufmann, 2011, ISBN 978-0123838728
[3] David Patterson, John Hennessy, Computer Organization and Design, 4th ed., Morgan Kaufmann, 2011, ISBN 9780080886138
[4] David Patterson, John Hennessy, Computer Organization and Design MIPS Edition, 5th ed., Morgan Kaufmann, 2013, ISBN 978-0124077263