Název:

Programování na strojové úrovni

Zkratka:ISU
Ak.rok:2018/2019
Semestr:letní
Studijní plán:
ProgramObor/
specializace
RočníkPovinnost
IT-BC-3BIT1.povinný
Vyučovací jazyk:čeština
Aktuální informace:V informačním systému jsou výsledky semestrální zkoušky. Možnost nahlédnout do písemky bude ve středu 15. 5. 2019 v době od 10 do 14 hodin v kanceláři S107 (zámeček, budova S, přízemí, dveře přímo naproti vchodu do zámečku). 
Dne 8. 4. 2019 bude odpoledne děkanský půlden, odpadne tedy přednáška doc. Hanáčka. Vzhledem k tomu, že není příliš mnoho času na odpřednášení látky, doplníte si chybějící znalosti formou samostudia. Také máte možnost navštívit přednášku dopoledne, která neodpadne. Poněkud se změní pořadí přednášek a některá témata se přesunou.Ve středu 1. 5. 2019 je státní svátek, což znamená, že všechna středeční cvičení budou buď zrušena nebo nahrazena jiný den. Je na vašem zvážení, zda se zúčastníte některého ze cvičení v úterý nebo se domluvíte se svým cvičícím na jiné alternativě.
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)
Zástupce garanta:Hanáček Petr, doc. Dr. Ing. (UITS)
Přednášející:Hanáček Petr, doc. Dr. Ing. (UITS)
Orság Filip, Ing., Ph.D. (UITS)
Cvičící:Bardonek Petr, Ing. (UPSY)
Bordovský Gabriel, Ing. (UPSY)
Budiský Jakub, Ing. (UPSY)
Goldmann Tomáš, Ing. (UITS)
Heidari Mona (UITS)
Husa Jakub, Ing. (UPSY)
Jaroš Marta, Ing. (UPSY)
Matyáš Jiří, Ing. (UITS)
Orság Filip, Ing., Ph.D. (UITS)
Regéciová Dominika, Ing. (UIFS)
Sakin Martin, Ing. (UITS)
Semerád Lukáš, Ing. (UITS)
Švec Tomáš, Ing. (UPGM)
Tinka Jan, Ing. (UITS)
Fakulta:Fakulta informačních technologií VUT v Brně
Pracoviště:Ústav inteligentních systémů FIT VUT v Brně
Nahrazuje:
Strojově orientované jazyky (SOJ), FIT
Rozvrh:
DenVýukaTýdenMístnostOdDoPSKSkupiny
Pozkouška - řádná2019-05-06D0206 D0207 D105 E104 E105 E112 09:0011:501BIA
Pozkouška - řádná2019-05-06D105 09:0011:501BIB
Pozkouška - řádná2019-05-06D0206 D0207 D105 E104 E105 E112 09:0011:501BIB 2BIA 2BIB
Pozkouška - 2. oprava2019-06-03D105 09:0011:501BIA 1BIB 2BIA 2BIB
Útzkouška - 1. oprava2019-05-21D0206 D0207 D105 09:0011:501BIA 1BIB 2BIA 2BIB
Útpoč. lab - ISU náhrada za 1. 5.2019-04-30N104 10:0011:50
zkouška - předtermín2019-05-03D105 16:0018:501BIA 1BIB 2BIA 2BIB
 
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.
Proč je předmět vyučován:
  Elementární znalost fungování procesoru na nízké úrovni z hlediska jeho programování je nepostradatelná dovednost budoucího odborníka z oblasti IT. Každý programátor by měl vědět, jak pracuje procesor a jak se programuje na úrovni instrukční sady.
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, skokové instrukce.
  6. Test.
  7. Volání funkcí a předávání parametrů funkcím registry, knihovna pro vstupní a výstupní operace.
  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: 3.85.143.239