Operácie

Základy počítačov

Z SensorWiki



Novinky

Opakovanci: uznavanie predmetu

Ak ste tento predmet uz absolvovali minuly rok, mozete poziadat o jeho uznanie a nemusite navstevovat cvicenia znova. Prosim, vyplnte si takuto ziadost, kde uvediete, ze ziadate o uznanie predmetu (pripadne aj vsetky, z ktorych mate A, B alebo C) a zanesiete to na PgO panovi Psotkovi.

Taketo ziadosti pan prodekan potom bez problemov schvaluje a je to uplne v poriadku aj z hladiska ucasti na vyucbe a pod. Nemusite potom uz nic dalsie riesit, rovno mate zapisanu znamku v indexe.

Čierna skrinka

  • Čierna skrinka - odtiaľto môžete anonymne posielať svoje otázky a pripomienky.


Prednášky

  • 22.09. Základy číslicových počítačov. Číslicový počítač s von Neumannovou a Harvardskou architektúrou. Klasifikácia počítačov. (slajdy)
    Zobrazenie informácie v počítači. Číslicové zobrazenie informácií. Údajové typy a ich zobrazenie. Číselné a znakové kódy. Základné aritmetické operácie - číselne sústavy. (slajdy)
  • 29.09. Kódy ASCII a Unicode. Ukladanie informácií v počítači, Big Endian, Little Endian. Reálne čísla s pohyblivou rádovou čiarkou, IEEE-754. (slajdy)
    Úvod do programovania mikropočítača BBC micro:bit (slajdy)
  • 06.10. Kombinačné logické obvody. Boolova algebra, DeMorganove pravdilá. Pravdivostná tabuľka, logická schéma, úplný systém logických funkcií. Analýza a syntéza logických obvodov. Polovičná a úplná sčítačka. (slajdy)
  • 13.10. Spínacie obvody. Relé, elektrónka, tranzistor, integrovaný obvod. Moorov zákon. Oneskorenie. (slajdy)
    Úvod do programovania mikropočítača BBC micro:bit (slajdy)
  • 20.10. Sekvenčné obvody. Spätná väzba, oscilátor. Kybernetika. (slajdy)
  • 27.10. Pamäte. Rýchlosť, cena, kapacita. Typy pamätí RWM, ROM, EPROM, EEPROM, FLASH. Adresovanie, dynamická a statická pamäť. (slajdy 1-31)
  • 3.11. Základná stavebné prvky procesora. Operačná a riadiaca časť procesora. Inštrukčný súbor. Typy inštrukcií. (slajdy)
  • 10.11. Mikroprocesor II. Matematický koprocesor. Inštrukčný súbor. Typy inštrukcií. Formát inštrukcie. Inštrukcie - práca s pamäťovým systémom počítača. Spôsoby adresácie. Procesory s architektúrou RISC a CISC. Asembler, jazyk symbolických adries, simulátor a emulátor. (slajdy)
  • 17.11. Štátny sviatok
  • 24.11. Pamäte II. Externé pamäte, pevné a optické disky. Polia RAID (slajdy 31-63). Zbernice. Sériové rozhranie a UART. (slajdy).
  • 1.12. Mikroprocesor III. Zásobník, prerušenie, podprogramy. Hierarchia počítačov, mainframe, workstation, embedded. Meranie výkonu počítača. (slajdy)
  • 8.12. 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. Počítadlá a časovače. RTC.
  • 12.12. Adrian Jackson, IBM: The Computer of (near) Future. Invited lecture. Cloud (Saas, Paas, Iaas). Cognitive computing - Whats that all about. Quantum Computing. The known unknowns + Information on IBM internship program
ComputerOfTheNearFuture.png

Adrian Jackson is a multi-skilled Senior IT Professional with extensive Cloud, DevOps, Development, technical architecture, release management and project management experience gained within a broad range of organisations operating across multiple business sectors across the globe. Thorough and detailed Cloud architecture knowledge built over many years, a true advocate of “Cloud First” thinking and a practitioner of best practices, seeing the TCO and cost saving opportunities of moving to the cloud. Outstanding experience of designing and directing the implementation of Continuous Integration and Delivery Pipelines. Leading DevOps, environment support, technology architecture and infrastructure design activities and advising team members and management on the principles and benefits of Continuous Delivery and DevOps. A proven ability to lead both local and remote technical / development teams and to successfully deliver agreed solutions of the highest quality, often within complex and challenging environments. A leader who has successfully built DevOps practices for multiple organisations, hiring the right candidates for the job and helping existing members of staff transform into a DevOps role and instilling the core principals. A developer who will turn his hand to most languages, most recently GOLANG building a modern web app using micro-service architecture and docker based containers for responsive auto scaling(simple, blisteringly fast, small footprint, docker integration builtin) and also systems tooling, docker, Terraform etc.

Nestihli sme: Počítačové siete - charakteristika a ich rozdelenie. Sieťové médiá. Správa, rámec, paket. Zbernicová architektúra počítača. Jednoprocesorové a viacprocesorové zbernice, arbitrácia prístupu. Multiplexovaná zbernica. Príklady štandardných zberníc. História. Generácie počítačov.

   --> Slajdy z prednášok.

Literatúra

Zoznam odporúčanej študijnej literatúry:

Internetové zdroje:

Cvičenia

Cvičenia prebiehajú v CPU (učebňa C-119).


Cvičenie 1

Teória: Číselné sústavy Príklady: Prevody medzi číselnými sústavami

Úlohy:

  1. prihlásiť sa na PC dočasným heslom a nájsť si v AISe mail s vlastným prihlasovacím menom a heslom.
  2. prihlásiť sa svojim menom a heslom
  3. vyskúšať si Eduroam meno a heslo
  4. nájdite si v AISe vstupný testík a vyplňte ho
  5. webstránka predmetu bude http://senzor.robotika.sk - prvá ikonka vľavo hore v tabuľke ZPOC
  6. Riešime príklady na prevody DEC-BIN-HEX-ASCII: Prevody medzi číselnými sústavami


Cvičenie 2

Teória: Aritmetické operácie v dvojkovej sústave

Úlohy:

  1. počítame jednoduché príklady Aritmetika v dvojkovej sústave
  2. počítame príklady Kódy a kódovanie
  3. počítame príklady Zobrazenie čísel v počítači
  4. 15 min. pred koncom cvičenia sa prihláste do AISu a vypracujte test


Viac informácií: Khan Academy


Cvičenie 3

Základy programovania.

Úlohy:

  1. Práca so simulátorom pre mikropočítač - návody: BBC micro:bit.
             → Link do programovacieho prostredia
  2. 15 min. pred koncom cvičenia sa prihláste do AISu a vypracujte test


 

Cvičenie 4

Teória: Logické obvody

Úlohy:

  1. Kombinačné logické obvody
  2. 15 min. pred koncom cvičenia sa prihláste do AISu a vypracujte test


Cvičenie 5

Základy programovania.

Práca so simulátorom pre mikropočítač (slajdy z prednášky)
         → Link do programovacieho prostredia


Úlohy:

  1. Naprogramujte animáciu na reálnej micro:bit doštičke
  2. Naprogramujte hru kameň, papier, nožnice
  3. Naprogramujte aspoň dve rozličné logické funkcie premenných A a B
  4. Naprogramujte tester reakčnej doby (náhodne sa rozsvieti A alebo B a hráč musí stlačiť korešpondujúce tlačidlo, pričom sa zmeria čas od zobrazenia po stlačenie)
  5. 15 min. pred koncom cvičenia sa prihláste do AISu a vypracujte test


 

Cvičenie 6

Teória: Sekvenčné obvody

Úlohy:

  1. Sekvenčné logické obvody
  2. 15 min. pred koncom cvičenia sa prihláste do AISu a vypracujte test



Cvičenie 7

Základy programovania.

Práca so simulátorom pre mikropočítač BBC micro:bit
         → Link do programovacieho prostredia

Úlohy:

  1. Stavové diagramy s micro:bit
  2. 15 min. pred koncom cvičenia sa prihláste do AISu a vypracujte test


 

Cvičenie 8

Laboratórne cvičenie.

Úlohy:

  1. Zapojte a odmerajte vlastnosti kombinačných a sekvenčných obvodov podľa návodu Meranie logických obvodov
  2. Keď to zvládnete, stačí k dvom obvodom z cvičenia pridať ešte 32 a máte hotový celý 8-bitový mikropočítač... Kliknutím na obrázok získate kompletný návod :)
TTLcomputer.jpg


Cvičenie 9

Mikroprocesor.

Úlohy:

  1. Na začiatku cvičenia sa prihláste do AISu a vypracujte test
  2. Práca so simulátorom ASM80 pre mikropočítač

Zabudnuté inštrukcie

Ižinieri v Silicon Valley našli v archívoch dokument, z ktorého vyplýva, že niektoré assemblerovské inštrukcie, ktoré autori procesorov vytvorili sa napokon do procesorov nedostali. Ktovie prečo?

    BPDI    Be Polite, Don't Interrupt
    CLD     Call a Doctor
    CRB     Crash and Burn
    CRN     Convert to Roman Numerals
    DAC     Divide And Conquer
    DMNS    Do what I Mean, Not what I Say
    EPI     Execute Programmer Immediately
    GE      Generate  Error
    IBP     Insert Bug and Proceed
    IAN     Illogical AND
    IOR     Illogical OR
    JBW     Jump Both Ways
    JPO     Jump on Power Off
    JRA     Jump to Random Address
    LLI     Lose Last Instruction
    RNR     Rather Not Run
    RPM     Read Programmer's Mind
    SWOM    Store in Write Only Memory



 

Cvičenie 10

Senzory na micro:bit

Úlohy:

  1. Senzory na mikropočítači micro:bit
  2. Na konci cvičenia sa prihláste do AISu a vypracujte test


Cvičenie 11

Komunikácia s micro:bitmi

Úlohy:

  1. Na začiatku cvičenia sa prihláste do AISu a vypracujte test
  2. Komunikácia a micro:bit‎‎


Cvičenie 12

Tímová práca

Úlohy:

  1. Na začiatku cvičenia sa prihláste do AISu a vypracujte test
  2. Bežiaci text s micro:bit‎‎‎‎





Domáce úlohy

Za vyriešenie týchto úloh môžete získať okrem dobrého pocitu aj bonusové body. Nezíska ich každý, ale ten, kto ako prvý pošle ich riešenie na adresu balogh@elf.stuba.sk Ak budú riešenia aj s postupom a tie budú dostatočne odlišné, môžu bonusové body získať aj viacerí. Prečiarknuté body znamenajú, že úlohu môžete stále ešte riešiť sebe pre radosť, ale body, žiaľ, už nedostanete.


1. (1 bod) Riešenie nasledovného problému vám pomôže udržať bdelosť aj na zvyšku cvičenia. Preveďte do hexadecimálnej sústavy 12648430DEC.

2. (1 bod) Vysvetlite, prečo programátori oslavujú vianoce už 30 októbra (pomôcka: preveďte 30 z osmičkovej - OCT do desiatkovej sústavy - DEC).

3. (2 body) Naprogramujte na micro:bite takú hraciu kocku (1-6), na ktorej bude šestka padať dvakrát tak často ako ostatné čísla. Pošlite program v javascripte, alebo screenshot programu v blokoch.

4. (2 body)
Záhadné skrinky slečny Portie
V Shakespearovej hre Kupec Benátsky kupci vystupuje krásna, mladá a vzdelaná žena, Portia. Pytačov trápi troma skrinkami - zlatou, striebornou a olovenou - v jednej z nich je obrázok s podobizňou krásnej Portie. Nápadník, ktorý by chcel získať Portiu za ženu, musí najprv určiť, v ktorej skrinke sa podobizeň nachádza. Ak bude mať šťastie (alebo je dostatočne múdry) a uhádne, smie sa s ňou oženiť. Na vrchnáku každej skrinky je nápis, ktorý mu má pri voľbe napomôcť. Portia dala na skrinky tieto nápisy:

      Zlatá             Strieborná          Olovená
      OBRAZ               OBRAZ              OBRAZ
    JE V TEJTO        NIE JE V TEJTO     NIE JE V ZLATEJ
     SKRINKE             SKRINKE            SKRINKE

Nápadníkovi prezradila, že z tých troch nápisov je pravdivý nanajvýš jeden. Ktorú skrinku si mal nápadník vybrať?


Podmienky absolvovania predmetu

  1. Znalosť odprezentovanej problematiky
  2. Získanie zápočtu z cvičení
  3. Získanie potrebného počtu bodov na skúške (min. 50% písomky)


Podmienky na udelenie zápočtu:

  • absolvovanie všetkých cvičení (max. 1 ospravedlnená neúčasť)
  • vypracovanie všetkých testíkov aspoň na polovicu na primeraný počet bodov

Prácu študenta kontroluje a zápočty udeľuje cvičiaci daného 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, piatok 12:00 - 13:00)
  • Ing. Štefan Chamraz, PhD. (UAMT, D-108, štvrtok 14:00 - 15:00)
  • Ing. Igor Belai, PhD. (UAMT, D-126, streda 13:00 - 14:00)
RozvrhHodin.png