Název:

Výstavba počítačů

Zkratka:VPO
Ak.rok:ukončen 2004/2005
Semestr:zimní
Studijní plán:
ProgramOborRočníkPovinnost
EI-BC-3VTB2.st/1.rčpovinný
EI-MGR-3VTN1.povinný
EI-MGR-5VTI2.st/1.rčpovinný
Vyučovací jazyk:čeština
Informace pro zapsané:http://www.fit.vutbr.cz/study/courses/VPO/private/
Kredity:6 kreditů
Ukončení:zápočet+zkouška (písemná)
Výuka:
hod./sempřednáškasem./cvičenílab. cvičenípoč. cvičeníjiná
Rozsah:3914606
 zkouškatestycvičenílaboratořeostatní
Body:50260024
Garant:Drábek Vladimír, doc. Ing., CSc., UPSY
Přednášející:Drábek Vladimír, doc. Ing., CSc., UPSY
Cvičící:Bryan Luděk, Ing., UPSY
Sekanina Lukáš, prof. Ing., Ph.D., UPSY
Strnadel Josef, Ing., Ph.D., UPSY
Fakulta:Fakulta informačních technologií VUT v Brně
Pracoviště:Ústav počítačových systémů FIT VUT v Brně
Prerekvizity: 
Číslicové a impulsové obvody (CIO), UPSY
Logické systémy (LOS), UPSY
Navazující:
Grafické procesory (GMP), UPSY
Praktické paralelní programování (PPP), UPSY
 
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.
Anotace:
  Koncepce počítačů von Neumannova typu. Úvod do VHDL. Měření výkonnosti. 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.
Získané dovednosti, znalosti a kompetence:
  Studenti jsou schopni popsat činnost jednotlivých operačních, paměťových a řídicích podsystémů počítače a jejich vzájemnou komunikaci pomocí jazyka VHDL.
Osnova přednášek:
 
  • Koncepce počítačů von Neumannova typu.
  • Typy informace, jejich zobrazení a kódování.
  • Instrukce, jejich formáty, operační znaky a jejich kódování, způsoby adresování, architektura ISA.
  • Aritmetické a logické operace.
  • Algoritmy a funkční jednotky.
  • Řadič: základní funkce, obvodová a mikroprogramová realizace.
  • Paměti: typy, organizace, řízení.
  • Hierarchie pamětí, virtuální paměť.
  • Periferní zařízení: vstupy, výstupy, jejich řízení, číslicová rozhraní.
Osnova numerických cvičení:
 
  • 18.2. Návrh číslicových obvodů - přehled, úvod do VHDL
  • 25.2. Základní konstrukce a moduly ve VHDL, testbench, ModelSim
  • 4.3. Výkonnost, Amdahlův vztah, SPEC, Huffmanovo kódování
  • 11.3. Hammingův kód (ve VHDL), zobrazení, kódy, pohyblivá řádová čárka
  • 18.3. ALU ve VHDL
  • 25.3. Kód zbytkových tříd, CLA (VHDL)
  • 1.4. Barrel shifter (VHDL), násobení, Boothovo překódování
  • 8.4. Násobení ve VHDL
  • 15.4. Dělení (polosemestrálka+cvičení)
  • 22.4. Dělení + Newtonův iterační algoritmus
  • 29.4. Zřetězené zpracování (filtr ve VHDL)
  • 6.5. Sekvenční obvody ve VHDL
  • 13.5. Procesor DSP ve VHDL
Osnova ostatní - projekty, práce:
 
    Domácí úlohy (celkem 24 bodů)
  • DU1 (?b) -
  • DU2 (?b) -
  • DU3 (?b) -
  • DU4 (?b) -
Literatura referenční:
 
  • John L. Hennessy, David A. Patterson: Computer Architecture: A quantitative Approach, 2nd edition, Morgan Kaufmann Publ., 1996
Literatura studijní:
 Vladimír Drábek: Výstavba počítačů, skripta VUT v Brně, vydal PC-DIR, Brno, 1995
Kontrolovaná výuka:
  Vypracování projektů, polosemestrální písemná zkouška.
Průběžná kontrola studia:
  Polosemestrální písemná zkouška a vypracování projektů v předepsaných termínech.
Podmínky zápočtu:
  Udělení zápočtu je podmíněno absolvováním polosemestrální písemné zkoušky a vypracováním projektů v předepsaných termínech.