Základy počítačov
Zo stránky SensorWiki
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 počítačových systémov. Pochopiť princípy hlavných podsystémov číslicových počítačov - procesor, vstupný a výstupný podsystém a pamäťový podsystém. Vedieť popísať štruktúry hlavných podsystémov číslicových počítačov a pracovať s nimi.
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.
Domáce úlohy
1. Riešenie nasledovného problému vám pomôže ostať bdelými aj na zvyšku cvičenia. Preveďte do hexadecimálnej sústavy 12648430DEC).
2. Vysvetlite, prečo programátori oslavujú vianoce už 30 októbra (pomôcka: preveďte 30 z osmičkovej - OCT do desiatkovej sústavy - DEC).
3. Pre adresovanie počítačov v siet internet sa používa IPv6 adresa, ktorá pozostáva z 8 skupín štvorciferných hexadecimálnych číslic oddelených dvojbodkami, napríklad
2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334
Sledovaním sieťovej komunikácie na podozrivom počítači pomocou binárneho analyzátora sme zistili, že najčastejšie komunikuje s nasledovným serverom
0010 1010 0000 0011 : 0010 1000 1000 0000 : 0010 0001 0011 0000 : 1100 1111 0000 0101 : 1111 1010 1100 1110 : 1011 0000 0000 1100 : 0000 0000 0000 0000 : 0000 0000 0000 0000
Preveďte binárny tvar na hexadecimálny a pomocou služby https://ipinfo.io/ zistite, s kým vlastník počítača komunikoval.
4. V ktorej sústave je toto pravda?
a) 10 + 11 = 101 b) 10 + 11 = 21
5. Bonus za 2 body pre prvé riešenie tejto úlohy:
Jedna z prvých expedícií na Mars tam našla zvyšky civilizácie. Z rozličných artefaktov a obrázkov, ktoré tam našli, si vedci odvodili, že tvory, ktoré tu žili mali podobu štvornohých bytostí s jedným chápadlom, ktoré sa na konci rozvetvovalo na nezistený počet "prstov." Po ďalších hľadaniach a čiastočnej analýze marťasnkého písma boli prieskumníci schopní preložiť marťanskú matematiku. Našli nasledujúcu rovnicu:
5x2 - 50x + 125 = 0
pri ktorej boli ako riešenia uvedené x = 5 a x = 8. Prvý výsledok sa zdá byť správny, ale druhý nie. Medzi vedcami bol aj jeden, ktorý našiel dôkazy o tom, že Marťania sa ku svojmu číselnému systému dostali postupne veľmi podobne ako aj my. Čo myslíte, koľko prstov mali Marťania? (Z Bent z Tau Beta Pi , Február 1956).
Cvičenia
Cvičenia prebiehajú v CPU (učebňa C-119).
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:
- prihláste sa do AISu a vypracujte test
- počítame príklady Zobrazenie čísel v počítači
- počítame príklady Kódy a kódovanie
Podmienky absolvovania predmetu
- Znalosť odprezentovanej problematiky
- Získanie zápočtu z cvičení
- 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 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, Pondelok 14:00 - 15:00)
- Ing. Štefan Chamraz, PhD. (UAMT, D-101, Pondelok 14:00 - 15:00)
- Ing. Igor Belai, PhD.
- Ing. Ján Cigánek, PhD.