Název:

Návrh počítačových systémů

Zkratka:INP
Ak.rok:2005/2006
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:395044
 zkouškatestycvičenílaboratořeostatní
Body:50260024
Garant:Drábek Vladimír, doc. Ing., CSc. (UPSY)
Přednášející:Drábek Vladimír, doc. Ing., CSc. (UPSY)
Cvičící:Bidlo Michal, Ing., Ph.D. (UPSY)
Gajda Zbyšek, Ing., Ph.D. (UPSY)
Sekanina Lukáš, prof. 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:
  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.
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:
 
  • Vývoj počítačů, klasifikace, úvod do VHDL.
  • Výkonnost počítačů a měření výkonnosti.
  • 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.
Osnova numerických cvičení:
 
  • Hodnocení výkonnosti, opakování logických obvodů, IEC 617.
  • Huffmanův kód, Hammingův kód, kódování FX čísel se znaménkem.
  • Detekce přeplnění, sčítačka, generátor rychlého přenosu.
  • Řetězené zpracování.
  • Operace ALU 181, násobení.
  • Boothovo překódování.
  • Dělení.
  • Iterační algoritmy.
Osnova počítačových cvičení:
 
  • Programování GALů - sčítačka.
  • Násobička čísel bez znaménka.
  • Násobička s Boothovým překódováním.
  • Dělení s radixem 4.
  • Dynamická paměť počítače třídy IBM PC.
  • Simulátor a programátor EPROM.
  • Dekodér Hammingova kódu ve VHDL.
  • Řadič vystavení hlavy diskové paměti.
Osnova ostatní - projekty, práce:
 
  • Kodér a dekodér Hammingova kódu (7,4).
  • Sčítačka se stromovým generátorem přenosu.
  • Kombinační násobička.
  • Iterační algoritmus dělení.
  • CORDIC.
  • Analýza bezpečného chování sekvenčního obvodu.
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, absolvování počítačových laboratorních cvičení, polosemestrální písemná zkouška.
Průběžná kontrola studia:
  Polosemestrální písemná zkouška, protokoly o laboratorních úlohách a vypracování projektů v předepsaných termínech.
Podmínky zápočtu:
  Udělení zápočtu je podmíněno absolvováním polosemestrální písemné zkoušky, vypracováním protokolů o laboratorním cvičení a vypracováním projektů v předepsaných termínech.
 

Vaše IPv4 adresa: 18.232.99.123