|
Vyučující
|
-
Levý Petr, Ing. Ph.D.
-
Štekl Jaromír, doc. Ing. CSc.
|
|
Obsah předmětu
|
1. Klasifikace výpočetních systémů, typy architektur. 2. Aritmeticko-logická jednotka, základní operace, návrh, metody urychlení. 3. Algoritmy základních operací, metody pro rychlé násobení a dělení, aritmetická pole. Algoritmy pro iterativní pole. 4. Instrukční cyklus, výběr a předvýběr instrukce, provedení instrukce. 5. Mikroarchitektura, mikroprogramové řízení, formáty mikroinstrukcí. Návrh mikroprogramového automatu. 6. Pipelinning, predikce skoků, mechanismy pro zvýšení efektivity předvýběru instrukcí. 7. Přerušovací systém, priority. Výběr obslužných programů. 8. Přenos dat v počítači. Sběrnice, typy sběrnic. Arbitrace, metody sdílení a přidělování sběrnic. 9. Paměťový systém - hierarchická struktura paměťového systému, mapování. 10. Vyrovnávací paměti procesoru, různé formy organizace od přímo mapované až po plně asociativní. Základní struktura a návrh. Koherence paměťového systému. 11. Adresování paměti. Organizace virtuální paměti. Stránkování, strategie výměny stránek. Ochrany paměti. 12. Systém pro vstup a výstup. Technické prostředky pro provádění periferních operací a jejich řízení 13. Přehled architektur paralelních systémů. Architektury SISD, SIMD a MIMD. Architektury s centralizovanou a distribuovanou sdílenou pamětí.
|
|
Studijní aktivity a metody výuky
|
Laboratorní praktika, Studium textů, Přednáška, Cvičení
- Kontaktní výuka
- 65 hodin za semestr
- Vypracování seminární práce v bakalářském studijním programu [5-40]
- 30 hodin za semestr
- Příprava na zkoušku [10-60]
- 50 hodin za semestr
- Příprava na dílčí test [2-10]
- 11 hodin za semestr
|
| Předpoklady |
|---|
| Odborné znalosti |
|---|
| aplikovat znalosti z fyziky a elektroniky na úrovni střední školy |
| aplikovat základní znalosti digitálních systémů |
| prokázat znalosti z matematiky středoškolské úrovně |
| charakterizovat prvky a vlastnosti architektury počítačů |
| Odborné dovednosti |
|---|
| algoritmizovat a programovat na základní úrovni |
| provádět základní matematické operace a odvození |
| provádět měření elementárních elektrotechnických veličin |
| Obecné způsobilosti |
|---|
| mgr. studium: plánují, podporují a řídí s využitím teoretických poznatků oboru získávání dalších odborných znalostí, dovedností a způsobilostí ostatních členů týmu, |
| bc. studium: své učení a pracovní činnost si sám plánuje a organizuje, |
| bc. studium: efektivně využívá různé strategie učení k získání a zpracování poznatků a informací, hledá a rozvíjí účinné postupy ve svém učení, |
| bc. studium: kriticky přistupuje ke zdrojům informací, informace tvořivě zpracovává a využívá při svém studiu a praxi, |
| Výsledky učení |
|---|
| Odborné 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 |
|---|
| optimalizovat různé typy architektur |
| vyhodnocovat různé typy architektur |
| experimentovat s různými 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 |
|---|
| mgr. studium: používají své odborné znalosti, odborné dovednosti a obecné způsobilosti alespoň v jednom cizím jazyce, |
| bc. studium: samostatně a odpovědně se na základě rámcového zadání rozhodují v souvislostech jen částečně známých, |
| bc. studium: dle rámcového zadání a přidělených zdrojů koordinují činnost týmu, nesou odpovědnost za jeho výsledky, |
| bc. studium: do jejich řešení zahrnují úvahu o jejich etickém rozměru, |
| Vyučovací metody |
|---|
| Odborné znalosti |
|---|
| Laboratorní praktika, |
| Analyticko-kritická práce s textem, |
| Cvičení (praktické činnosti), |
| Přednáška založená na výkladu, |
| Přednáška s demonstrací, |
| Přednáška s diskusí, |
| Individuální konzultace, |
| Odborné dovednosti |
|---|
| Analyticko-kritická práce s textem, |
| Laboratorní praktika, |
| Prezentace práce studentů, |
| Individuální konzultace, |
| Obecné způsobilosti |
|---|
| Přednáška s diskusí, |
| Řešení problémů, |
| Samostudium, |
| Demonstrace dovedností, |
| Hodnotící metody |
|---|
| Odborné znalosti |
|---|
| Individuální prezentace, |
| Písemná zkouška, |
| Odborné dovednosti |
|---|
| Seminární práce, |
| Test, |
| Demonstrace dovedností (praktická činnost), |
| Individuální prezentace, |
| Obecné způsobilosti |
|---|
| Písemná zkouška, |
| Seminární práce, |
| Průběžné hodnocení, |
|
Doporučená literatura
|
-
ANDREW S. TANENBAUM. Structured Computer Organization. 2013. ISBN 978-0-13-291652-3.
-
David A. Patterson, John L. Hennessy. Computer Organisation and Design. 2014. ISBN 978-0-12-407726-3.
-
Ercegovac, Miloš D.; Lang, Tomás. Digital arithmetic. San Francisco : Morgan Kaufmann Publishers, 2004. ISBN 1-55860-798-6.
-
J. L. Hennessy, D. A. Patterson. Computer Architecture, A Quantitative Approach. 2012. ISBN 978-0-12-383872-8.
-
Ravi Budruk, Don Anderson. PCI Express System Architecture. Addison-Wesley, 2008. ISBN 0-321-15630-7.
|