Předmět: Architektura počítačů

» Seznam fakult » FM » MTI
Název předmětu Architektura počítačů
Kód předmětu MTI/ARP
Organizační forma výuky Přednáška + Cvičení
Úroveň předmětu Magisterský
Rok studia nespecifikován
Semestr Zimní
Počet ECTS kreditů 5
Vyučovací jazyk Čeština
Statut předmětu Povinný
Způsob výuky Kontaktní
Studijní praxe Nejedná se o pracovní stáž
Doporučené volitelné součásti programu Není
Dostupnost předmětu Předmět je nabízen přijíždějícím studentům
Vyučující
  • Kolář Milan, doc. Ing. CSc.
  • Nečásek Jakub, Ing. Ph.D.
Obsah předmětu
<u>Témata přednášek:</u> Vývoj architektury počítačů, Von Neumannova architektura, Harvardská architektura, generace počítačů, hodnocení výkonnosti počítačů, Amdahlův zákon. Architektura mikroprocesorů - základní bloky, výkonnostní rovnice CPU, architektury souboru instrukcí (střadačová, zásobníková, s univerzálními registry), redukované a rozšířené soubory instrukcí, kódování instrukcí, jednotaktový, vícetaktový a zřetězený procesor. Zobrazování čísel v počítači, kódy, pevná a pohyblivá řádová čárka, ALU, hardwarové realizace. Paměťové systémy - rozdělení, parametry, typy adresovatelných a neadresovatelných pamětí, vyrovnávací paměť, virtuální paměť. Komunikace procesoru se vstupně-výstupními zařízeními - přímá programová obsluha, obsluha s přerušením, DMA. Mikrořadiče - jejich architektury a vlastnosti, instrukční soubor, významné funkční bloky. Sběrnice - charakteristické vlastnosti, vybrané typy počítačových sběrnic. Signálové procesory - specifika, architektury, periferie, paralelismus, algoritmizace úloh. Grafické procesory. Multitasking, multiprocessing, multithreading, významné parametry konkrétních procesorů, taktiky nových procesorů. Paralelismus, paralelní systémy, paralelizace algoritmů, superskalární, vektorové a maticové procesory, systolická pole, propojovací sítě, transputery. <u>Náplň cvičení:</u> Číselné soustavy, kódy, převody, zaokrouhlování, výpočty v pohyblivé řádové čárce. Principy programování ve strojovém kódu, instrukční soubor mikrořadičů PIC. Adresování, operace v paměti, přesuny, skoky, programování v reálném čase, komunikace se vstupy a výstupy. Individuální řešení samostatných projektů využitím mikrořadičů.

Studijní aktivity a metody výuky
Monologický výklad (přednáška, prezentace, vysvětlování), Laboratorní praktika
  • Účast na výuce - 56 hodin za semestr
  • Domácí příprava na výuku - 14 hodin za semestr
Výstupy z učení
Předmět seznamuje posluchače se současným stavem počítačové architektury na různých úrovních abstrakce. Jsou zde probírány architektury jak jednotlivých typů procesorů, tak architektury celých počítačových systémů včetně jejich významných komponent. Laboratorní cvičení jsou převážně věnována praktickému používání (programování) jednoduchých jednočipových mikrořadičů.
Student se bude schopen orientovat v architekturách počítačových systémů a dovede pro řešení svého problému vybrat optimální procesorovou strukturu. Dokáže rovněž prakticky použít vybrané typy mikroprocesorů.
Předpoklady
Podmínka registrace: žádná

Hodnoticí metody a kritéria
Kombinovaná zkouška

Zápočet je udělen za aktivní účast na cvičeních a splnění úloh cvičení.
Doporučená literatura
  • Dvořák, V. - Drábek, V. Architektura procesorů. VUT, Brno, 1999.
  • Janeček, J. Projektování mikropočítačových systémů. ČVUT FEL, Praha, 2000.
  • Kubátová, H. Struktura a architektura počítačů s řešenými příklady. ČVUT v Praze, 2013. ISBN 978-80-01-05191-7.
  • Pinker, J. Mikroprocesory a mikropočítače.. BEN - technická literatura, Praha, 2004. ISBN 80-7300-110-1.
  • Pluháček, A. Projektování logiky počítačů. ČVUT FEL, Praha, 2000.
  • Skalický, P. Přístrojové aplikace mikropočítačů.. Vydavatelství ČVUT, Praha, 2004. ISBN 80-01-03111-X.
  • SMÉKAL, Z. - SYSEL, P. Signálové procesory. Sdělovací technika, Praha, 2006. ISBN 80-86645-08-8.
  • Šimeček, I. Moderní počítačové architektury a optimalizace implementace algoritmů. ČVUT v Praze, 2015. ISBN 978-80-01-05658-5.


Studijní plány, ve kterých se předmět nachází
Fakulta Studijní plán (Verze) Kategorie studijního oboru/specializace Doporučený ročník Doporučený semestr
Fakulta: Fakulta mechatroniky, informatiky a mezioborových studií Studijní plán (Verze): Informační technologie (2013) Kategorie: Informatické obory 1 Doporučený ročník:1, Doporučený semestr: Zimní