Detail předmětu

Návrh počítačových systémů

INP Ak. rok 2006/2007 zimní semestr 5 kreditů

Aktuální akademický rok

Princip procesoru. Úvod do VHDL. Koncepce počítačů von Neumannova typu. Typy informace, její zobrazení a kódování. Instrukce, jejich formáty a kódování, způsoby adresování, architektura ISA. Modelování algoritmů a subsystémů ve VHDL. Řetězené zpracování. Aritmetické a logické operace. Algoritmy a funkční jednotky. Řadič: základní funkce, obvodová a mikroprogramová realizace. Paměti: typy, organizace, řízení. Hierarchie pamětí, virtuální paměť. Periferní jednotky, sběrnice a jejich řízení, paralelní a sériová číslicová rozhraní. Měření výkonnosti. Spolehlivost výpočetních systémů.

Garant předmětu

Jazyk výuky

český

Zakončení

zápočet+zkouška (písemná)

Rozsah

39 hod. přednášky, 13 hod. cvičení, 8 hod. projekty

Bodové hodnocení

50 zkouška, 20 půlsemestrální test, 30 projekty

Zajišťuje ústav

Přednášející

Cvičící

Získané dovednosti, znalosti a kompetence z předmětu

Studenti jsou schopni popsat činnost jednotlivých operačních, paměťových a řídicích podsystémů počítače a jejich vzájemnou komunikaci pomocí jazyka VHDL.

Dovednosti, znalosti a kompetence obecné

Představa o vývojových trendech a možnostech výpočetní techniky.

Cíle předmětu

Seznámit studenty s výstavbou a činností jednotlivých operačních, paměťových a řídicích podsystémů počítače, s algoritmy základních operací v pevné a pohyblivé řádové čárce, způsobem jejich řízení a s komunikací mezi jednotlivými podsystémy.

Požadované prerekvizitní znalosti a dovednosti

Boolovská algebra, základy teorie elektrických obvodů, základní stavební prvky počítačů, návrh kombinačních a sekvenčních obvodů.

Literatura studijní

  • Vladimír Drábek: Výstavba počítačů, skripta VUT v Brně, vydal PC-DIR, Brno, 1995

Literatura referenční

  • John L. Hennessy, David A. Patterson: Computer Architecture: A Quantitative Approach, 2nd edition, Morgan Kaufmann Publ., 1996

Osnova přednášek

  • Procesor, úvod do VHDL.
  • Vývoj počítačů, klasifikace.
  • Instrukční soubory, registrové struktury.
  • Reprezentace dat, přesnost a chyby.
  • Řetězené zpracování informace, modelování ve VHDL.
  • Algoritmy operací v pevné řádové čárce.
  • Algoritmy operací v pohyblivé řádové čárce, iterační algoritmy.
  • Polosemestrální písemka, obvodový řadič.
  • Mikroprogramový řadič.
  • Paměti.
  • Rychlá vyrovnávací paměť, virtuální paměť.
  • Paralelní a sériové sběrnice.
  • Připojování a ovládání periferií.
  • Výkonnost počítačů a měření výkonnosti.
  • Spolehlivost výpočetních systémů.

Osnova numerických cvičení

  • VHDL
  • Procesor ve VHDL
  • Zobrazení čísel
  • Huffmanův a Hammingův kód, kód zbytkových tříd
  • Sčítačky, násobičky
  • Dělení
  • Iterační algoritmy
  • Zřetězené zpracování
  • Výkonnost, spolehlivost

Osnova ostatní - projekty, práce

  • V průbehu semestru budou zadány 4 projekty.

Průběžná kontrola studia

Polosemestrální písemná zkouška a vypracování projektů v předepsaných termínech.

Kontrolovaná výuka

Vypracování projektů, polosemestrální písemná zkouška.

Podmínky zápočtu

Udělení zápočtu je podmíněno získáním minimálně 25 bodů během semestru.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program IT-BC-3, obor BIT, 2. ročník, povinný
Nahoru