Základy počítačov
Zo stránky SensorWiki
Novinky
Prednášky 2022
- 19.09. 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.
- 27.09. Ukladanie informácií v počítači. Kódy ASCII a Unicode, Big Endian, Little Endian. Reálne čísla s pohyblivou rádovou čiarkou, IEEE-754. (slajdy)
Úvod do programovania mikropočítača BBC micro:bit (slajdy)- Film The Imitation Game
- Angela Watercutter How Designers Recreated Alan Turing's Code-Breaking Computer for Imitation Game. Wired, 2104.
- Stránka micro:bit
- 04.10. 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)
- Súťaž NxP Cup
- Doplnok k formátom s plávajúcou desatinnou čiarkou
- Pentium fdiv bug
- Ariane 5 - opis nehody (video)
- Patriot system timing error
- Robert Keim: What Is an FPGA? An Introduction to Programmable Logic. 2018
- Film Back to the Future a scéna so zosilňovačom
- 11. 10. Spínacie obvody. Relé, elektrónka, tranzistor, integrovaný obvod. Moorov zákon. (slajdy)
Úvod do programovania mikropočítača BBC micro:bit (slajdy) - 18.10. Sekvenčné obvody. Oneskorenie. Spätná väzba, oscilátor. Kybernetika. (slajdy)
- 5. 11. 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
- 12. 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
- 19. 11. 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
- 26. 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)
- Jednodoskový počítač PMI-80
- Osobný počítač PMD-85
- Školský robot KOLKA
- Aritmetický koprocesor i8087
- Ťahák na cvičenia s výberom inštrukcií
- 3. 12. Mikroprocesor III. Zásobník, prerušenie, podprogramy. Hierarchia počítačov, mainframe, workstation, embedded. Meranie výkonu počítačov.(slajdy)
- 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).
- .12. William Carbone, IBM: Computing: vision for the Future. Invited lecture. History and status now. Limits and beyonds. Computers as a service. Future challenges: blokchain, quantum computing, cognitive computing, clouds and services, internet of things. More information...
- slajdy
- History of computers - partI.
- History of computers - partII.
- IBM Watson Academy (free online courses)
- Link to IBM Cloud (1 month free, ask me for promo codes to prolong it)
- AI Music by IBM Watson
- Video Johna Cohna, ktoré sme nevideli:
--> Slajdy z prednášok.
Literatúra
Zoznam odporúčanej študijnej literatúry:
- David Patterson 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.
Internetové zdroje:
Cvičenia
Prvé štyri cvičenia budú on-line a potom sa uvidí. V prípade prezenčnej výučby sú cvičenia plánované v CPU (učebňa D-010).
Cvičenie 1
Teória: Číselné sústavy Príklady: Prevody medzi číselnými sústavami
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
- vyskúšať si Eduroam meno a heslo
- nájdite si v AISe vstupný testík a vyplňte ho
- 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
Cvičenie 2
Teória: Aritmetické operácie v dvojkovej sústave
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
Viac informácií: Khan Academy
Cvičenie 3
Základy programovania.
Úlohy:
- Práca so simulátorom pre mikropočítač - návody: BBC micro:bit.
→ Link do programovacieho prostredia - 15 min. pred koncom cvičenia sa prihláste do AISu a vypracujte test
Cvičenie 4
Teória: Logické obvody
Úlohy:
- Kombinačné logické obvody
- 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:
- Vyskúšajte funkciu blokov z knižnice MUSIC
- Naprogramujte niektorú logickú funkciu premenných A a B
- 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
ToDo: napr. svetielko v aute - lave tlacidlo su lave dvere, prave su prave dvere, pripadne este nieco tretie je ignition,
Cvičenie 6
Teória:
- Sekvenčné obvody alebo Sequential Logic Circuits
- https://technobyte.org/flip-flops-latches-designing-truth-tables/
Úlohy:
- Sekvenčné logické obvody
- 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:
- 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 logických obvodov
Cvičenie 9
Mikroprocesor.
Úlohy:
- Práca so simulátorom ASM80 pre mikropočítač
- 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
- Na konci cvičenia sa prihláste do AISu a vypracujte test
Cvičenie 12
Tímová práca
Úlohy:
- Na začiatku cvičenia sa prihláste do AISu a vypracujte test
- Bežiaci text s micro:bit
Podmienky absolvovania predmetu
- Znalosť odprezentovanej problematiky
- absolvovanie všetkých cvičení (max. 1 ospravedlnená neúčasť)
- vypracovanie všetkých testíkov
aspoň na polovicuna primeraný počet bodov - 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:
- Ing. Richard Balogh, PhD. (UAMT, D-110)
- Ing. Štefan Chamraz, PhD. (UAMT, D-108)
- Ing. Račkay, Ing. Belai a Ing. Pacek - doktorandi