460-2004/01 – Architektury počítačů (ARP)
Garantující katedra | Katedra informatiky | Kredity | 6 |
Garant předmětu | prof. Ing. Lačezar Ličev, CSc., prof.h.c. | Garant verze předmětu | prof. Ing. Lačezar Ličev, CSc., prof.h.c. |
Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinný |
Ročník | 2 | Semestr | zimní |
| | Jazyk výuky | čeština |
Rok zavedení | 2010/2011 | Rok zrušení | 2010/2011 |
Určeno pro fakulty | FEI | Určeno pro typy studia | bakalářské |
Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi
Cílem předmětu je poskytnout studentům základní přehled o HW systémech počítačů. Některé systémy jsou demonstrovány na osobních počítačích (dostupná architektura).
Vyučovací metody
Přednášky
Cvičení (v učebně)
Anotace
Předmět architektury počítačů a paralelních systémů nepředpokládá speciální předchozí znalosti, předpokládají se základní znalosti z oblasti elektrotechniky a číslicových obvodů. V předmětu se posluchače seznámí s technologiemi vyráběních číslicových obvodů. Dále jsou poskytnuty základní informace o způsobu provádění komunikace s periferním zařízením. Je věnována i pozornost mikroprocesorové technice, zejména procesorům firmy Intel, Atmel a PIC. Posluchače se seznámí s principy činnosti pamětí, sběrnic, rozhraním a grafických adaptérů. Dále se studenti seznámí v přiměřeném rozsahu i s architektur paralelních systému a moderních architektur počítačů.
Povinná literatura:
Valášek: Monolitické mikroprocesory a mikropočítače, SNTL, Praha 1989.
Ličev L.: Architektura počítačů I, skriptum FEI VŠB TUO, 1999.
Ličev L.: Architektura počítačů II, skriptum FEI VŠB TUO, 1999.
Ličev L., Morkes D.: Procesory - architektura, funkce, použití, Computer press Praha, 1999.
Ličev L.: Architektury počítačů, 2010, Elektronický sborník přednášek k předmětu Architektury počítačů.
Hrbáček J.: Mikrořadiče PIC 16CXX, BEN - Technická literatura, 1998, Praha.
Patterson, D.: The Top 10 Innovations in the New NVIDIA Fermi Architecture,
and the Top 3 Next Challenges. 2009.
Brodtkorb, A., Dyken, D., Hagen, T., Hjelmervik, J. and Storaasli, O.: State-of-the-art in heterogeneous computing. 2010.
Brookwood, N.: NVIDIA Solves the GPU Computing Puzzle. 2009.
Glaskowsky, P.: NVIDIA’s Fermi: The First Complete GPU Computing Architecture. 2009.
Halfhill, T.: Looking Beyond Graphics. 2009.
Doporučená literatura:
Valášek: Monolitické mikroprocesory a mikropočítače, SNTL, Praha 1989.
Ličev L.: Architektura počítačů I, skriptum FEI VŠB TUO, 1999.
Ličev L.: Architektura počítačů II, skriptum FEI VŠB TUO, 1999.
Ličev L., Morkes D.: Procesory - architektura, funkce, použití, Computer press Praha, 1999.
Ličev L.: Architektury počítačů, 2010, Elektronický sborník přednášek k předmětu Architektury počítačů.
Hrbáček J.: Mikrořadiče PIC 16CXX, BEN - Technická literatura, 1998, Praha.
Patterson, D.: The Top 10 Innovations in the New NVIDIA Fermi Architecture,
and the Top 3 Next Challenges. 2009.
Brodtkorb, A., Dyken, D., Hagen, T., Hjelmervik, J. and Storaasli, O.: State-of-the-art in heterogeneous computing. 2010.
Brookwood, N.: NVIDIA Solves the GPU Computing Puzzle. 2009.
Glaskowsky, P.: NVIDIA’s Fermi: The First Complete GPU Computing Architecture. 2009.
Halfhill, T.: Looking Beyond Graphics. 2009.
Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta
Průběžná kontrola studia:
Konzultace.
Podmínky udělení zápočtu:
Lab. práce.
E-learning
Další požadavky na studenta
Prerekvizity
Předmět nemá žádné prerekvizity.
Korekvizity
Předmět nemá žádné korekvizity.
Osnova předmětu
Technologie výroby číslicových obvodů. Architektura počítače dle von Neumanna, harvardská, základní vlastnosti a principy činnosti.
Strojová instrukce, adresování, adresní prostory. Měření výkonu počítačů.
Principy komunikace s perifériemi, V/V brány, programové řízení, přerušení, řešení priorit.
Řadiče, adaptéry, popis činnosti DMA a kanálu (SCSI), rozdíly v činnosti.
Procesory CISC a RISC, základní rysy a podněty pro vznik, zřetězení, predikce skoků, hazardy, základní zástupci RISC.
Procesory Intel, vývojová řada, základní rysy a vnitřní architektura.
Procesory jiných firem, jejich vlastnosti a oblasti použití.
Monolitické počítače, požadavky na konstrukci, vlastnosti a použití, typické integrované periférie.
Mikrokontrolery firmy Microchip a Atmel. Vývojová řada, popis architektury a vlastností, programování.
Organizace pamětí v počítačích, paměťová hierarchie. Vnitřní paměti statické, dynamické, organizace virtuální paměti.
Paměti vnější - magnetické, optické, magneto-optické. Rozhraní IDE PATA/SATA.
Sběrnice, rozdělení signálů na adresní, datové a řídící. Cyklus sběrnice. Základní vlastnosti PCI, AGP a PCI Express technologie. USB.
Videoadaptéry a zobrazovací jednotky. Princip činnosti CRT, LCD, plazmové a OLED zobrazovací jednotky. Princip tvorby obrazu, vztah frekvence DAC převodníku a monitoru. Architektura moderní grafické karty, stručná charakteristika VGA a DVI výstupu.
Architektura PC a paralelní architektury - SISD, SIMD, MISD, MIMD.
Moderní trendy architektur počítačů: High Performance Computing, signálové procesory, zákaznické obvody, využívání FPGA
Podmínky absolvování předmětu
Podmínky absolvování jsou definovány pouze pro konkrétní verzi předmětu a formu studia
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky