Název:

Návrh počítačových systémů

Zkratka:INP
Ak.rok:2006/2007
Semestr:zimní
Studijní plán:
ProgramObor/
specializace
RočníkPovinnost
IT-BC-3BIT2.povinný
Vyučovací jazyk:čeština
Informace pro zapsané:http://www.fit.vutbr.cz/study/courses/INP/private/
Kredity:5 kreditů
Ukončení:zápočet+zkouška (písemná)
Výuka:
hod./sempřednáškasem./cvič.lab. cvič.poč. cvič.jiná
Rozsah:3913008
 zkouškatestycvičenílaboratořeostatní
Body:50200030
Garant:Drábek Vladimír, doc. Ing., CSc. (UPSY)
Přednášející:Drábek Vladimír, doc. Ing., CSc. (UPSY)
Sekanina Lukáš, prof. Ing., Ph.D. (UPSY)
Cvičící:Gajda Zbyšek, Ing., Ph.D. (UPSY)
Kořenek Jan, doc. Ing., Ph.D. (UPSY)
Martínek Tomáš, Ing., Ph.D. (UPSY)
Slaný Karel, Ing. (UPSY)
Šimek Václav, Ing. (UPSY)
Vašíček Zdeněk, doc. Ing., Ph.D. (UPSY)
Fakulta:Fakulta informačních technologií VUT v Brně
Pracoviště:Ústav počítačových systémů FIT VUT v Brně
Prerekvizity: 
Návrh číslicových systémů (INC), UPSY
Programování na strojové úrovni (IAS), UITS
Navazující:
Počítačové komunikace a sítě (IPK), UIFS
 
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:
  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.
Požadované prerekvizitní znalosti a dovednosti:
  Boolovská algebra, základy teorie elektrických obvodů, základní stavební prvky počítačů, návrh kombinačních a sekvenčních obvodů.
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.
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.
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 získáním minimálně 25 bodů během semestru.
 

Vaše IPv4 adresa: 34.201.121.213