1. SylabUZ
2. Wydział Nauk Inżynieryjno-Technicznych
3. semestr zimowy 2021/2022
4. Informatyka - pierwszego stopnia z tyt. inżyniera
5. Architektura komputerów

Wygeneruj PDF dla tej strony

Architektura komputerów - opis przedmiotu

Cel przedmiotu

Nabycie umiejętności i kompetencji w zakresie:

• budowy komputera,
• zasad przesyłania, przechowywania i przetwarzania informacji w komputerze,
• ogólnych zasad pracy komputera,
• architektur równoległych komputerów
• urządzenia peryferyjne

Wymagania wstępne

Zapisz zmiany

brak

Zakres tematyczny

Historia rozwoju komputera. Klasyfikacje komputerów według różnych kryteriów.

Istota działania systemu komputerowego: Modele von Neumanna i Harvarda. Zasada współpracy procesora z pamięcią w procesie przetwarzania informacji. Operacje wejścia-wyjścia. Hierarchia pamięci, struktura adresowa. Systemy wieloprocesorowe. Klasyfikacja Flynna, maszyny SIMD, MISD, MIMD.

Model programowy procesora. Poziomy maszynowe i języki maszynowe, architektura listy rozkazów. Reprezentacja i typy danych. Kodowanie liczb całkowitych. Zmiennoprzecinkowe reprezentacje liczb.  Działania na danych. Algorytmy dodawania, odejmowania, mnożenia i dzielenia. Szybkość działań arytmetycznych. Tryby adresowania. Sterowanie przebiegiem programu. Warunki i rozgałęzienia.

Organizacja i hierarchia pamięci. Pamięć podręczna - organizacja i obsługa. Problem spójności pamięci podręcznej, Rozdzielona i wielopoziomowa pamięć podręczna (cache). Pamięci wtórne (masowe). Metody zapisu informacji na nośniku magnetycznym i optycznym. Sterowniki dysków.  Dyski HDD, HHD, SSD. Organizacja systemu pamięci.

Architektury RISC i ich charakterystyka. Programy współbieżne i maszyny równoległe. Mechanizmy przyśpieszające. Przetwarzanie potokowe (pipelining). Prognoza rozgałęzień. Przyśpieszanie realizacji rozgałęzień. Przegląd współczesnych architektur RISC. Architektura mikroprocesorów klasy CISC. Architektrura procesora wielordzeniowego.

Klasyfikacja architektur. Współbieżne wykonywanie programów w systemach wieloprocesorowych. Klasyfikacja maszyn równoległych. Techniki programowania systemów równoległych. mechanizmy komunikacji i synchronizacji. Dekompozycja problemu dla potrzeb przetwarzania równoległego. Systemy rozproszone.

Sprzęg z otoczeniem. Magistrale (ISA, EISA, VLB, PCI). Interfejsy szeregowe i równoległe: centronics, usb.

Urządzenia peryferyjne: monitor, klawiatura, mysz, drukarka, skaner, ploter. Zasady działania i obsługi. Środowisko multimedialne.

Metody kształcenia

wykład: wykład konwencjonalny/tradycyjny

laboratorium: ćwiczenia laboratoryjne.

Efekty uczenia się i metody weryfikacji osiągania efektów uczenia się

Opis efektu	Symbole efektów	Metody weryfikacji	Forma zajęć

Warunki zaliczenia

Wykład - warunkiem zaliczenia jest uzyskanie pozytywnych ocen z kolokwiów pisemnych lub ustnych przeprowadzonych, co najmniej raz w semestrze.

Laboratorium - warunkiem zaliczenia jest uzyskanie pozytywnych ocen ze wszystkich ćwiczeń laboratoryjnych, przewidzianych do realizacji w ramach programu laboratorium.

Składowe oceny końcowej = wykład: 50% + laboratorium: 50%

Literatura podstawowa

1.  Chalk B.S.: Organizacja i architektura komputera, WNT, Warszawa, 1998
2. Metzger P.: Anatomia PC, wydanie VI, Helion, 2003
3. Mueller S.: Rozbudowa i naprawa komputerów PC, Helion, 2001
4. Wojtuszkiewicz K.: Urządzenia techniki komputerowej. Cz. 1 – Jak działa komputer, WN PWN, Warszawa, 2013.
5. Wojtuszkiewicz K.: Urządzenia techniki komputerowej. Cz. 2 – Urządzenia peryferyjne i interfejsy, WN PWN, Warszawa, 2013.

Literatura uzupełniająca

1. Mueller S., Soper M. E.: Rozbudowa i naprawa komputerów PC. Kompedium, Helion, 2001
2. Metzger P.: Diagnostyka i optymalizacja komputerów PC, Helion, 2001

Uwagi

Zmodyfikowane przez prof. dr hab. inż. Andrzej Obuchowicz (ostatnia modyfikacja: 20-04-2021 08:55)