Název:

Programování na strojové úrovni

Zkratka:ISU
Ak.rok:2017/2018
Semestr:letní
Studijní plán:
ProgramObor/
specializace
RočníkPovinnost
IT-BC-3BIT1.povinný
Vyučovací jazyk:čeština
Kredity:6 kreditů
Ukončení:zápočet+zkouška (písemná)
Výuka:
hod./sempřednáškasem./cvič.lab. cvič.poč. cvič.jiná
Rozsah:3900260
 zkouškatestycvičenílaboratořeostatní
Body:60162400
Garant:Orság Filip, Ing., Ph.D. (UITS)
Přednášející:Hanáček Petr, doc. Dr. Ing. (UITS)
Orság Filip, Ing., Ph.D. (UITS)
Cvičící:Benna Filip, Ing. (UIFS)
Bordovský Gabriel, Ing. (UPSY)
Budiský Jakub, Ing. (UPSY)
Čudová Marta, Ing. (UPSY)
Dvořák Michal, Ing. (UITS)
Goldmann Tomáš, Ing. (UITS)
Heidari Mona (UITS)
Husa Jakub, Ing. (UPSY)
Kešner Filip, Ing. (UPSY)
Orság Filip, Ing., Ph.D. (UITS)
Semerád Lukáš, Ing. (UITS)
Fakulta:Fakulta informačních technologií VUT v Brně
Pracoviště:Ústav inteligentních systémů FIT VUT v Brně
Nahrazuje:
Strojově orientované jazyky (SOJ), FIT
 
Cíle předmětu:
  Seznámit s programováním počítačů na nejnižší úrovni se zaměřením na vybranou architekturu. Seznámit a naučit aktivně pracovat s číselnými soustavami, zobrazováním čísel bez a se znaménkem, aritmetikou v dvojkové soustavě a se zobrazováním reálných čísel. Seznámit s vybranou konkrétní architekturou procesorů, formátem instrukcí a adresovacími režimy. Naučit aktivně programovat běžné řídící konstrukce v asembleru s daným souborem instrukcí. Propojit programování v asembleru na nízké úrovni s programovacími jazyky vyšší úrovně knihovnami a službami operačního systému. Naučit používat koprocesor pro práci s reálnými čísly (FPU).
Anotace:
  Číselné soustavy: zobrazování celých čísel bez a se znaménkem, aritmetika ve dvojkové soustavě, reálná čísla ve formátu IEEE-754. Strojový jazyk: jazyk symbolických instrukcí, základní funkce počítače. Konkrétní architektura procesoru: registry, základy organizace paměti, adresování, systém přerušení, práce s koprocesory, soubor instrukcí a jejich formát. Programování na úrovni strojového jazyka: základní programátorské konstrukce, překlad a linkování kódu. Návaznost na vyšší programovací jazyky: standardní předávání řízení a parametrů při volání funkcí, služby operačního systému. Koprocesor: formát čísel, instrukční sada, programování koprocesoru FPU.
Požadované prerekvizitní znalosti a dovednosti:
  Základní znalost programování v jazyce C.
Získané dovednosti, znalosti a kompetence z předmětu:
  Studenti se seznámí s jednou konkrétní architekturou procesoru. Naučí se používat nejdůležitější instrukce daného procesoru a koprocesoru FPU, jazyk symbolických instrukcí a budou schopni vytvářet jednoduché programy, překládat je a spojovat do spustitelných programů. Získají základní vědomosti o předávání řízení, předávání parametrů, přehled o službách operačního systému a jejich volání a budou schopni tyto získané vědomosti prakticky používat.
Dovednosti, znalosti a kompetence obecné:
  Studenti získají základní vědomosti o architektuře a činnosti procesoru, které patří k základním znalostem všech odborníků oboru IT. Naučí se řešit jednoduché problémy v jazyku symbolických instrukcí a návaznost na vyšší programovací jazyky.
Osnova přednášek:
 
  1. Úvod, číselné soustavy, reprezentace čísel, binární aritmetika.
  2. Základní funkce procesoru, strojový jazyk, jazyk symbolických instrukcí, asembler.
  3. Architektura procesoru - registry, typy operandů, formát instrukcí, adresování paměti, přerušení.
  4. Architektura procesoru - přenosy, aritmetické a logické instrukce.
  5. Architektura procesoru - posuny a rotace, předávání řízení.
  6. Architektura procesoru - další instrukce.
  7. Půlsemestrální test.
  8. Zásady programování ve strojovém jazyku, základní řídící konstrukce.
  9. Funkce, standardní předávání řízení a parametrů.
  10. Programové moduly, knihovny, služby operačního systému.
  11. Koprocesor FPU - architektura, reprezentace reálných čísel, instrukční sada.
  12. Koprocesor FPU - instrukční sada, programování a ukázky použití.
  13. Překladač jazyka symbolických instrukcí - pseudoinstrukce, direktivy, výrazy, operátory, operandy a makra.
Osnova počítačových cvičení:
 
  1. Číselné soustavy (převody mezi soustavami), číselné kódy (reprezentace záporných čísel).
  2. Překlad, sestavení a spuštění programu v příkazové řádce. Vývojové prostředí pro asemblery. Ladění programu ve vývojovém prostředí a v samostatném nástroji na ladění.
  3. Práce s registry a s pamětí (proměnné, pole).
  4. Aritmetické instrukce.
  5. Logické instrukce, instrukce posunů a rotací.
  6. Skokové instrukce, volání funkcí a předávání parametrů funkcím registry, knihovna pro vstupní a výstupní operace.
  7. Test.
  8. Základní řídicí konstrukce (if-then-else, while, do-while, for, switch-case).
  9. Instrukce pro práci s řetězci (poli).
  10. Test.
  11. Volání funkcí a předávání parametrů funkcím z knihoven vyšších programovacích jazyků.
  12. Práce s koprocesorem FPU.
  13. Test.
Literatura referenční:
 
Literatura studijní:
 
  • Marek, R.: Assembler pro PC - učíme se programovat v jazyce, Computer Press, 2003, ISBN 80-7226-843-0
  • DUNTEMANN, Jeff. Assembly language step-by-step: programming with linux. 3rd ed. Indianapolis: Wiley, 2009. ISBN 978-0470497029.
  • Carter, P.: Assembly language tutorial, http://www.drpaulcarter.com/pcasm/, 2002
  • IRVINE, Kip R. Assembly language for x86 processors. Seventh edition. Boston: Pearson, 2015. ISBN 978-0133769401.
Kontrolovaná výuka:
  
  • testy v počítačových cvičeních zmeškané z důvodu nemoci nebo jiné, řádně doložené absenci lze nahradit v následujícím cvičení případně v jiném termínu domluveném s garantem předmětu
Průběžná kontrola studia:
  
  • půlsemestrální písemný test
  • testy v počítačových cvičeních
Podmínky zápočtu:
  Nejméně 20 bodů získaných v průběhu semestru.

Minimální počet bodů nutný pro úspěšné absolvování semestrální zkoušky je 25.

 

Vaše IPv4 adresa: 34.228.38.35
Přepnout na https