|
Vyučující
|
-
Chládek Nikita, Ing. Ph.D.
|
|
Obsah předmětu
|
1. Historie výpočetních systémů, klasifikace výpočetních systémů, typy architektur, technologie, prostředky popisu 2. Aritmeticko-logická jednotka, základní operace. Sčítačky, návrh, metody urychlení, čítače. 3. Posuvy, architektury a metody pro násobení a dělení, aritmetická pole. 4. Metody realizace Elementárních funkcí, výpočet polynomu, Aproximace funkcí, Cordic, Nekonvenční číselné systémy. 5. Instrukční cyklus, výběr a předvýběr instrukce, provedení instrukce. Instrukční soubor a jeho typy. RISC/CISC. 6. Mikroarchitektura, mikroprogramové řízení, formáty mikroinstrukcí. Návrh mikroprogramového automatu. 7. Adresní módy. Paměti. Paměťový systém a jeho hiearchie. Cache. Mapování. Virtuální paměť. Stránkování, Segmentování, Ochrany. 8. Instrukční paralelismus, pipelining, predikce skoků, mechanismy pro zvýšení efektivity předvýběru instrukcí, spekulativní provádění kódu. 9. Přenos dat v počítači. Sběrnice, typy sběrnic. Arbitrace, metody sdílení a přidělování sběrnic. 10. Přerušovací systém, priority. Výběr obslužných programů. Systém pro vstup a výstup. Technické prostředky pro provádění periferních operací a jejich řízení 11. Přehled architektur paralelních systémů. Architektury SISD, SIMD a MIMD. Architektury s centralizovanou a distribuovanou sdílenou pamětí. 12. Low power design 13. Programovatelná logika, přehled, popis digitálních obvodů
|
|
Studijní aktivity a metody výuky
|
- Příprava na zkoušku [10-60]
- 40 hodin za semestr
- Kontaktní výuka
- 65 hodin za semestr
- Projekt individuální [40]
- 40 hodin za semestr
- Příprava na dílčí test [2-10]
- 10 hodin za semestr
- Kontaktní výuka
- 20 hodin za semestr
- E-learning [dáno e-learningovým kurzem]
- 45 hodin za semestr
|
| Předpoklady |
|---|
| Odborné znalosti |
|---|
| Odborné znalosti - pro úspěšné zvládnutí předmětu se předpokládá, že je student před zahájením výuky schopen: aplikovat znalosti z fyziky a elektroniky na úrovni střední školy, aplikovat základní znalosti digitálních systémů a booleovské logiky, prokázat znalosti z matematiky středoškolské úrovně, charakterizovat prvky a vlastnosti architektury počítačů. |
| Odborné dovednosti |
|---|
| Odborné dovednosti - pro úspěšné zvládnutí předmětu se předpokládá, že student před zahájením výuky dokáže: algoritmizovat a programovat na základní úrovni provádět základní matematické operace a odvození provádět měření elementárních elektrotechnických veličin |
| Obecné způsobilosti |
|---|
| Obecné způsobilosti - před zahájením studia předmětu je student schopen: plánuovat a organizovat své studium, spolupracovat týmu a vést odbornou diskusi, aktivně dohledávat a využívat odborné informační zdroje |
| Výsledky učení |
|---|
| Odborné znalosti |
|---|
| Odborné znalosti - po absolvování předmětu prokazuje student znalosti: orientovat se v různých typech architektur číslicových systémů orientovat se v algoritmech na úrovni hardwaru počítače orientovat se v současných technologiích používaných pro návrh a vývoj počítačových systémů analyzovat vlastnosti hardware současných počítačů |
| Odborné dovednosti |
|---|
| Odborné dovednosti - po absolvování předmětu prokazuje student dovednosti: experimentovat s různými typy architektur optimalizovat různé typy architektur vyhodnocovat různé typy architektur vyhodnocovat vlastnosti číslicových systémů navrhovat digitální systémy podle stanovených požadavků analyzovat a navrhnout varianty vhodného technologického řešení pro projektovaný systém a doporučit konkrétní volbu |
| Obecné způsobilosti |
|---|
| Obecné způsobilosti - po absolvování předmětu je student schopen se samostatně rozhodovat a používat své odborné znalosti a dovednosti. |
| Vyučovací metody |
|---|
| Odborné znalosti |
|---|
| Přednáška založená na výkladu, Přednáška s demonstrací, Přednáška s diskusí, Cvičení (praktické činnosti), Laboratorní praktika, Práce s textem, kritické myšlení, Individuální konzultace, |
| Odborné dovednosti |
|---|
| Laboratorní praktika, Samostatná práce, Prezentace, Individuální konzultace, |
| Obecné způsobilosti |
|---|
| Přednáška s diskusí, Řešení problémů, Samostudium, Demonstrace dovedností, |
| Hodnotící metody |
|---|
| Odborné znalosti |
|---|
| Zkouška ústní či písemná, Seminární práce, Individuální prezentace |
| Odborné dovednosti |
|---|
| Seminární práce, Test, Demonstrace dovedností (praktická činnost), Individuální prezentace |
| Obecné způsobilosti |
|---|
| Písemná či úsní zkouška, Seminární práce, Průběžné hodnocení |
|
Doporučená literatura
|
-
Andew S. Tanenbaum. Structured Computer Organization. 2013. ISBN 978-0-13-291652-3.
-
David A. Patterson. Computer Organization and Design MIPS Edition. 2020. ISBN 9780128201091.
-
Ercegovac. Digital arithmetic. 2004. ISBN 1-55860-798-6.
-
J. L. Hennessy. Computer Architecture, A Quantitative Approach. 2017. ISBN 9780128119051.
|