Přeskočit na hlavní obsah
Přeskočit hlavičku

Architektury počítačů a paralelních systémů

Typ studia bakalářské
Jazyk výuky čeština
Kód 460-2034/05
Zkratka APPS
Název předmětu česky Architektury počítačů a paralelních systémů
Název předmětu anglicky Computer Architecture and Parallel Systems
Kreditů 5
Garantující katedra Katedra informatiky
Garant předmětu Ing. Petr Olivka, Ph.D.

Osnova předmětu

Přednášky:
1. Architektura počítače dle von Neumanna a harvardská, základní vlastnosti a principy činnosti.
2. Strojové instrukce, základní způsoby adresování, registry procesoru Intel v 64bitovém režimu.
3. Celočíselná jednotka procesoru, volání funkcí - navrátové hodnoty a předávání parametrů.
4. Organizace dat na zásobníku, lokální proměnné, práce s čísly s plovoucí desetinnou tečkou.
5. Monolitické počítače, požadavky na konstrukci, vlastnosti a použití, typické integrované periférie.
6. Základní principy komunikace s perifériemi, sběrnice, V/V brány, programové řízení a využívání přerušení. Princip DMA.
7. Procesory RISC a CISC, základní rysy, důvody vzniku. Zřetězené zpracování instrukcí, predikce skoků, druhy hazardů.
8. Organizace pamětí v počítačích, paměťová hierarchie. Vnitřní paměti statické, dynamické, organizace virtuální paměti.
9. Pevné disky a optické disky. Principy činnosti, způsob ukládání dat, organizace dat na médiu.
10. Zobrazovací jednotky počítačů, CRT, LCD, OLED, E-Ink.

Laboratorní cvičení:
1. Bezpečnostní školení. Základy programování v jazyce symbolických instrukcí (JSI), spojování s jazykem C, adresování, použití globálních proměnných.
2. Základní instrukce ALU, volání funkcí JSI z jazyka C,
3. Předávání parametrů do funkcí, podmíněné a nepodmíněné skoky.
4. Lokální proměnné, podmíněný přesun.
5. Seznámení s vývojovým Kitem mikropočítače a programovacím prostředím, programování jednoduché aplikace.
6. Princip pulzně šířkové modulace, ovládání LED, jednoduchá animace.
7. Pulzně šířková modulace,paralelní ovládání LED, skládání RGB barev, ovládání pomocí tlačítek.
8. I2C sběrnice, ovládání expandéru a LED.
9. I2C sběrnice, ovládání FM rádiového modulu, zobrazení RDS informací.
10. Síťová komunikace mikropočítače.

Povinná literatura

[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.

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