Základy počítačov

ZÁKLADY POČÍTAČOV – B-ZPOC

1. (B) Informačné systémy fakulty a univerzity, práca s AIS, prihlasovanie, wifi siete, správa účtov, bezpečnosť, campus licencie, eduroam.

• (B) História počítačov

1. (Ch) Základy informatiky, číselné sústavy, binárna aritmetika, reprezentácia čísel, presnosť, kódovanie.
2. (B) Základy programovania, zdrojový kód, prekladač, vykonateľný kód, strojový jazyk, premenné, cyklus, podmienka.
3. (B) Logické systémy, boolovská algebra, logické funkcie, demorganove zákony, karnaughove mapy, kombinačné logické obvody, logické úrovne, aplikácie v mikroprocesoroch.
4. (Ch) Sekvenčné systémy, stavové diagramy, konečné automaty, pamäťové prvky, časovanie, synchrónne a asynchrónne obvody, aplikácie v komunikačných systémoch.
5. (B) Pamäť a periférie mikropočítača, DMA, externá a interná pamäť, vyrovnávacia pamäť, počítadlá a časovače, prevodníky A/D a D/A, vstupy a výstupy.
6. (Ch) Architektúry počítačov, mikroprocesor, mikropočítač, von Neumannova a Harvardská architektúra, prerušenia, pipelining, mikrokód, cache, multiprocesorové systémy.
7. (Ch) Operačné systémy, procesy, ovládače, bezpečnosť, systémy reálneho času, multi user a multi proces.
8. (Ch) Základy počítačových sietí a komunikácií, sériový komunikačný protokol, bluetooth, wifi, TCP/IP, bezpečnosť.

<iframe width="600" height="600" src="https://www.asm80.com/embed.html#Tk9QCk5PUAo="></iframe>

Type the question here...

	The correct answer.
	Wrong or misleading answer.
	Wrong or misleading answer.
	Wrong or misleading answer.

          Voliteľnosť  Povinný  
             Semester  Zimný semester  
       Počet kreditov  6.00  
   Ukončenie predmetu  Skúška  
            Prednáška  2.00 hod./tyždeň  
             Cvičenie  2.00 hod./tyždeň 
               Garant  doc. Ing. Katarína Žáková, PhD.

Pozri aj stránku predmetu v AISe.

Cieľ predmetu

Získať znalosti o základnej koncepcii číslicových počítačov a o multiprocesorových a multipočítačových systémoch. Pochopiť princípy hlavných podsystémov číslicových počítačov - procesor, vstupný a výstupný podsystém a pamäťový podsystém. Vedieť popísať štruktúry hlavných podsystémov číslicových počítačov a multiprocesorových a multipočítačových systémov.

Prednášky

   História. Základy číslicovýchch počítačov. Číslicový počítač s von Neumannovou architektúrou. Číslicový počítač s Harvardskou architektúrou. Klasifikácia počítačov. Generácie počítačov.
   Procesory s architektúrou RISC a CISC. Typy pamätí. Správa a ochrana pamäti.
   Zobrazenie informácie v počítači. Číslicové zobrazenie informácií. Údajové typy a ich zobrazenie. Číselné a znakové kódy. Základné aritmetické operácie - číselne sústavy.
   Základná stavebné prvky procesora. Operačná a riadiaca časť procesora.
   Inštrukčný súbor. Typy inštrukcií. Formát inštrukcie. Inštrukcie - práca s pamäťovým systémom počítača. Spôsoby adresácie .
   Zbernice. Zbernicová architektúra počítača. Jednoprocesorové a viacprocesorové zbernice, arbitrácia prístupu. Multiplexovaná zbernica. Príklady štandardných zberníc.
   Vstupno-výstupných podsystém. I/O karty. Paralelný port. Vstup a výstup logických a číslicových hodnôt. A/D a D/A prevodníky. Riadiace počítače. Elektromagnetická kompatibilita.
   Prerušovací podsystém. Zdroje a obsluha prerušenia.
   Počítadlá a časovače. RTC.
   Sériové rozhranie. UART. I2C,...
   Grafika, grafické karty.
   Počítačové siete - charakteristika a ich rozdelenie. Sieťové médiá. Správa, rámec, paket. 

   --> Slajdy z prednášok. 

Literatúra

1. Krajčovič, T.: Počítače. Skriptum FEI STU, 2000. (dostupne v kniznici FEI)
2. David A. Patterson, John L. Hennessy: Computer Organization and Design ARM Edition: The Hardware Software Interface. The Morgan Kaufmann Series in Computer Architecture and Design.
3. Horák, Jaroslav: Hardware. Computer Press, 2007. (a mnoho podobných)
4. Slajdy z prednášok.

Zaujímavé a užitočné odkazy:

   Užitočné odkazy:
       ASCII tabuľka
       Hamming Code Tool 

   Michal Vojkůvka: Základy informatiky a výpočetní techniky (VUT Brno)

Cvičenia

Cvičenia prebiehajú v CPU (učebňa DL-10). Programujeme v prostredí Microsoft Visual C++. Ak chcete pracovať aj doma a nemáte Microsoft Visual C++, môžete použiť aj niektorý iný kompilátor. Jednoducho sa používa napríklad Bloodshed Dev-C++, existuje aj voľne dostupná verzia Microsoft Visual Studio Express. Celkový prehľad kompilátorov nájdete na wikipedii. Z nich si už určite vyberiete.

Cvičenia sú organizované v troch štvortýždňových blokoch. V každom z nich sú definované úlohy, ktoré treba vyriešiť, nie je určené v akom poradí.

Blok 1: Reprezentácia čísel a operácie s nimi.

   Úvod, oboznámenie s pravidlami, harmonogramom, BOZP, zadanie úloh.
   Číselné sústavy, prevody, zobrazenie čísel, (číslo so znamienkom ,PRC)
   Aritmetické a logické operácie (*,/,+,-), overflow, strojová nula, ... .
   Matematické funkcie (napr. sin(x), atd. ) 

--> Zadania úloh bloku 1

Blok 2: Základy programovania periférií vo Windows.

   Základy assembleru x86 (vložený inline assembler), procesor.
   Obsluha a programovanie hardwarových zariadení - grafika
   Komunikácia s obsluhou: tvorba jednoduchého dialógového okna, klávesnica a myš.
   Práca s multimédiami. 

--> Zadania úloh bloku 2

Blok 3: Projekt -- sériová komunikácia, terminál.

   Práca na projekte I.
   Práca na projekte II.
   Práca na projekte III.
   Odovzdávanie projektov, zápočet. 

--> Zadania úloh bloku 3

Hodnotenie cvičení:

   Úlohy z bloku 1: 12 bodov
   Úlohy z bloku 2: 16 bodov
   Úlohy z bloku 3: 12 bodov 

Podmienky na udelenie zápočtu:

   absolvovanie všetkých cvičení (max. 1 ospravedlnená neúčasť)
   vypracovanie a odovzdanie úloh v každom bloku aspoň za 5 bodov 

Prácu študenta kontroluje a zápočty udeľuje cvičiaci deného krúžku.

Kontakty

Za menom je uvedené pracovisko, miestnosť a konzultačné hodiny. Zamestnanci STU majú e-mailové adresy v tvare meno.priezvisko@stuba.sk

Vyučujúci:

Ing. Richard Balogh, PhD. (UAMT, D-110, Pondelok 14:00 - 15:00) Ing. Štefan Chamraz, PhD. (UAMT, D-101, Pondelok 14:00 - 15:00)