Základy počítačov
Zo stránky SensorWiki
Novinky
- 10. 9. Aktualizácia na ZS 2024
Ak ste tento predmet už absolvovali minulý rok, môžete požiadať o jeho uznanie a nemusíte tak navštevovať cvičenia znova. Prosím, vyplňte si takúto žiadosť, kde uvediete, že žiadate o uznanie predmetu (prípadne aj všetky, z ktorých máte A, B alebo C) a zanesiete to na PgO. Takéto žiadosti pán prodekan potom bez problémov schvaľuje a je to úplne v poriadku aj z hľadiska účasti na výučbe a pod. Nemusíte potom už nič ďalšie riešiť, rovno máte zapísanú známku v indexe. V prípade, že vám predmet nebol uznaný, musíte riadne navštevovať prednášky aj cvičenia.
Prednášky 2024
- 16. 09. 1️⃣ Základy číslicových počítačov. Zobrazenie informácie v počítači. Analógové (spojité) a číslicové (diskrétne) zobrazenie informácií. Údajové typy a ich zobrazenie. Číselné a znakové kódy. Základné aritmetické operácie - číselne sústavy (binárna, dekadická, hexadecimálna) (slajdy)
- Film 2001: A Space Odyssey (1968) directed by Stanley Kubrick, based on a novel by Arthur C. Clarke.
- Film 2001: A Space Odyssey (1968) directed by Stanley Kubrick, based on a novel by Arthur C. Clarke.
- 23. 09. 2️⃣ Ukladanie informácií v počítači. Kódy ASCII a Unicode, Big Endian, Little Endian. Reálne čísla s pohyblivou rádovou čiarkou, IEEE-754. (slajdy)
- Film The Imitation Game
- Angela Watercutter How Designers Recreated Alan Turing's Code-Breaking Computer for Imitation Game. Wired, 2104.
- Doplnok k formátom s plávajúcou desatinnou čiarkou
- Pentium fdiv bug
- Ariane 5 - opis nehody (video 1, video 2)
- Patriot system timing error
- Google Colab Notebook: https://colab.research.google.com/drive/1RMyuumEOuH13smF9_WIdbbqy109Wh0MC?usp=sharing
Prednášky z minulého roka
- 02. 10. 3️⃣ 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)
Úvod do programovania mikropočítača BBC micro:bit (slajdy) (slajdy)- Robert Keim: What Is an FPGA? An Introduction to Programmable Logic. 2018
- Film Back to the Future a scéna so zosilňovačom
- Stránka micro:bit
- 09. 10. 4️⃣ Spínacie obvody. Relé, elektrónka, tranzistor, integrovaný obvod. Moorov zákon. (slajdy)
- Datasheet obvodu 7400
- Moorov zákon: video
- Simulátor simulator.io
- 16.10. 5️⃣ Sekvenčné obvody. Oneskorenie. Spätná väzba, oscilátor. Kybernetika. (slajdy)
- Z histórie kybernetiky u nás
- Norbert Wiener - video
- Shannon: Theseus demo - video
- 23. 10.6️⃣ Pamäte. Rýchlosť, cena, kapacita. Typy pamätí RWM, ROM, EPROM, EEPROM, FLASH. Adresovanie, dynamická a statická pamäť. (slajdy)
Stavové diagramy a BBC micro:bit (slajdy)- Timeline of computer memory
- Static RAM 2114 1kB datasheet
- EEPROM 2708 1kB datasheet
- Film TRON (1982) a remake TRON Legacy (2010)
- Men In Black 3 | Retro Neuralyzer Scene
- 30. 10. 7️⃣ Základná stavebné prvky procesora. Operačná a riadiaca časť procesora. Inštrukčný súbor. Typy inštrukcií. (slajdy)
- Frederico Faggin: Making of the First Microprocessor.
- Zoom Into a Microchip - National Informal STEM Education Network (NISE Net)
- Papierový počítač CGS
- 6. 11. 8️⃣ 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)
- Jednodoskový počítač PMI-80
- Osobný počítač PMD-85
- Školský robot KOLKA
- Aritmetický koprocesor i8087
- Ťahák na cvičenia s výberom inštrukcií
- 13. 11. 9️⃣ Mikroprocesor III. Zásobník, prerušenie, podprogramy. Hierarchia počítačov, mainframe, workstation, embedded. Meranie výkonu počítačov.(slajdy)
- 20. 11. 🔟 Georg Jaggle, TU Wien: Inputs and outputs ((Lecture in english). Vstupy a výstupy. Digitálny vstup, výstup, displej, klávesnica, multiplexovanie. ((slajdy))
- Úvodné video Matrix - computer interface
- Video z prezentácie Timo Boll vs. robot
- Romeo humanoid robot grasping demonstration
- Blue Danube Airskin collaborative robotics
- Paro therapeutic robot
- Thymio educational robot
- 10.12. William Carbone, IBM: Towards Augmented Intelligence. Tools and Skills for the Cognitive Era. Invited lecture.
- slajdy
- IBM Watson Academy (free online courses)
- Link to IBM Cloud (1 month free, ask me for promo codes to prolong it)
- Smart Wildlife project
- Use The Force - Move a BB-8 with Your Mind
- Quantum computing
- Tanmay Bakshi video
- Tanmay Bakshi: books
- Text analyzer demo
- Free Cognitive Courses and Lessons
- IBM Centennial Film 100 X 100 A century of achievements that have changed the world
- .11. Vstupno-výstupných podsystém. I/O karty. Paralelný port. Vstup a výstup logických a číslicových hodnôt (slajdy).
- .12. Prenos údajov. Zbernicová architektúra počítača. Zbernice. Sériové rozhranie a UART. Jednoprocesorové a viacprocesorové zbernice, arbitrácia prístupu. Multiplexovaná zbernica. Príklady štandardných zberníc (slajdy).
--> Slajdy z prednášok.
Literatúra
Zoznam odporúčanej študijnej literatúry:
- Sarah L. Harris and David M. Harris: Digital Design and Computer Architecture. Morgan Kaufman, 3rd ed., 2016. ISBN: 9789382291527
- David Patterson and John Hennessy: Computer Organization and Design ARM Edition. 1st Ed. Morgan Kaufmann, 2016. ISBN: 9780128017333
- Tibor Krajčovič: Počítače. Vydavateľstvo STU, Bratislava, 2000. Skriptá sú dostupné v knižnici FEI STU.
- Richard Balogh: Vybrané kapitoly z mikropočítačov: I. časť: Hardware. Bratislava: Vydavateľstvo Spektrum STU, 2023. ISBN 978-80-227-5285-5. Skriptá sú dostupné v knižnici FEI STU.
Internetové zdroje:
Cvičenia
Cvičenia prebiehajú prezenčne v učebni D-010 a D-119 (výpočtové stredisko) podľa rozvrhu. V prípade choroby alebo inej opodstatnenej neprítomnosti si môžete cvičenie nahradiť v ľubovoľnom inom termíne v danom týždni.
Cvičenie 1
Úlohy:
- prihlásiť sa na PC dočasným heslom a nájsť si v AISe mail s vlastným prihlasovacím menom a heslom.
- prihlásiť sa svojim menom a heslom
- webstránka predmetu bude http://senzor.robotika.sk - prvá ikonka vľavo hore v tabuľke ZPOC
- Riešime príklady na prevody DEC-BIN-HEX-ASCII: Prevody medzi číselnými sústavami
- nájdite si v AISe vstupný testík a vyplňte ho
Teória k cvičeniam: Číselné sústavy Príklady: Prevody medzi číselnými sústavami
Cvičenie 2
Úlohy:
- počítame jednoduché príklady Aritmetika v dvojkovej sústave
- počítame príklady Kódy a kódovanie
- počítame príklady Zobrazenie čísel v počítači
- 15 min. pred koncom cvičenia sa prihláste do AISu a vypracujte test
Teória k cvičeniam: Aritmetické operácie v dvojkovej sústave alebo aj Khan Academy
Cvičenie 3
Základy programovania.
Návody: BBC micro:bit.
→ Link do programovacieho prostredia
Úlohy:
- Programy pre micro:bit
- naprogramujte jednoduchú animáciu
- naprogramujte jednoduché minutky počítajúce smerom nadol
- naprogramujte hraciu kocku
- vyskúšajte, ako funguje Matematika a micro:bit
- 15 min. pred koncom cvičenia sa prihláste do AISu a vypracujte test
Cvičenie 4
Úlohy:
- Kombinačné logické obvody
- 15 min. pred koncom cvičenia sa prihláste do AISu a vypracujte test
Teória: Logické obvody
Cvičenie 5
Základy programovania.
Práca so simulátorom pre mikropočítač (slajdy z prednášky)
→ Link do programovacieho prostredia
Úlohy:
- Naprogramujte hru kameň, papier, nožnice
- Naprogramujte niektorú logickú funkciu premenných A a B (pozri napr. Logic Lab)
- Naprogramujte ovládanie interiérového svetielka v aute (ľavé/pravé dvere a pri pohybe zhasne)
- Naprogramujte tester reakčnej doby (náhodne sa rozsvieti A alebo B a hráč musí stlačiť korešpondujúce tlačidlo, pričom sa zmeria čas od zobrazenia po stlačenie)
- 15 min. pred koncom cvičenia sa prihláste do AISu a vypracujte test
Cvičenie 6
Úlohy:
- Sekvenčné logické obvody
- 15 min. pred koncom cvičenia sa prihláste do AISu a vypracujte test
Teória k cvičeniam:
- Sekvenčné obvody alebo Sequential Logic Circuits
- https://technobyte.org/flip-flops-latches-designing-truth-tables/
Cvičenie 7
Základy programovania.
Práca so simulátorom pre mikropočítač BBC micro:bit
→ Link do programovacieho prostredia
Úlohy:
- Stavové diagramy s micro:bit
- 15 min. pred koncom cvičenia sa prihláste do AISu a vypracujte test
Cvičenie 8
Laboratórne cvičenie.
Úlohy:
- Zapojte a odmerajte vlastnosti kombinačných a sekvenčných obvodov podľa návodu Meranie s logickými obvodmi
- 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 :)
Cvičenie 9
Mikroprocesor.
Úlohy:
- ZPOC 9: Základy programovania v strojovom kóde (
old version) - Na konci cvičenia sa prihláste do AISu a vypracujte test
Cvičenie 10
Senzory na micro:bit
Úlohy:
- Senzory na mikropočítači micro:bit
- Na konci cvičenia sa prihláste do AISu a vypracujte test
Cvičenie 11
Komunikácia s micro:bitmi
Úlohy:
- Komunikácia a micro:bit 2023 (staré verzie:
Komunikácia a micro:bit alebo Bezdrôtová komunikácia a micro:bit) - Na konci cvičenia sa prihláste do AISu a vypracujte test
- Okrem toho môžete vypracovať všetky testy, ktoré ste zameškali v priebehu semestra
Cvičenie 12
Robotický simulátor
Úlohy:
- Robotický simulátor PRIA IDE
- Link do programovacieho prostredia
- Na konci cvičenia sa prihláste do AISu a vypracujte test
Podmienky absolvovania predmetu
- Znalosť odprezentovanej problematiky,
- absolvovanie všetkých cvičení (max. 1 ospravedlnená neúčasť),
- vypracovanie všetkých testíkov
aspoň na polovicuna primeraný počet bodov, - a získanie potrebného počtu bodov na skúške (min. 50% písomky).
Prácu študenta kontroluje a body udeľuje cvičiaci daného krúžku.
Kontakty
Za menom je uvedené pracovisko a miestnosť. Zamestnanci STU majú e-mailové adresy v tvare meno.priezvisko@stuba.sk
Vyučujúci:
- doc. Ing. Richard Balogh, PhD. (UAMT, D-110, streda 10:00)
- Ing. Belai (D-126, streda 10:00), Ing. Hlavatý, Ing. Michalovič (D-212, streda 10:00) a Ing. Račkay (D-215, stvrtok 14:00) - doktorandi