Architektura systemów komputerowych

Architektura systemów komputerowych
B. Informacje szczegółowe
Elementy składowe
przedmiotu
Opis
Nazwa przedmiotu
Architektura systemów komputerowych Kod przedmiotu
0600­IS1­1ASK Nazwa kierunku
Informatyka Nazwa jednostki prowadzącej
kierunek
Wydział Matematyki i Informatyki, Instytut Informatyki Język przedmiotu
polski
Liczba godzin zajęć
dydaktycznych oraz forma
prowadzenia zajęć
Laboratorium, 30 godz. Rok studiów / semestr
I / 2 Liczba punktów ECTS
5 Prowadzący
dr inż. Wiesław Półjanowicz, mgr inż. Eugenia Mironowicz, prof. Teodor
Breczko Treści merytoryczne
przedmiotu
Konwersja systemów liczbowych. Arytmetyka komputerów ­ dodawanie,
odejmowanie, mnożenie liczb dwójkowych (całkowitych dodatnich, ze
znakiem w zapisie U2). Arytmetyka zmiennoprzecinkowa. Logika
komputerów. Operacje logiczne. Układy i funkcje logiczne. Bramki logiczne.
Minimalizacja funkcji logicznych z pomocą twierdzeń algebry Boolea, metodą
tablic Karnaugha. Poznanie programu do symulacji komputerowej układów
cyfrowych – (Digital Works lub Multimedia Logic lub CEDAR Logic Simulator) i
praktyczna ich realizacja w programach symulacyjnych. Analiza układów
logicznych i ich realizacja z pomocą programu symulacyjnego Digital Works
(lub Multimedia Logic, CEDAR Logic Simulator). Realizacja bramek logicznych
(AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR, XNOR). Realizacja układowa półsumatora i
sumatora (wielobitowego) programem Digital Works w oparciu o makra.
Realizacja układowa subtraktora (wielobitowego) programem Digital Works.
Analiza sekwencyjnych układów przełączających (układy z pamięcią) w
programie Digital Works lub CEDAR Logic Simulator). Analiza przerzutników
asynchronicznych. Wykorzystanie przerzutników synchronicznych ( RS, JK )–
w układach z pamięcią i ich praktyczna realizacja programem Digital Works
(CEDAR Logic Simulator). Praktyczna realizacja oraz wykorzystanie
przerzutników synchronicznych ( D, T) – w układach z pamięcią w programie
Digital Works (lub CEDAR Logic Simulator). Analiza rejestrów i ich realizacja
układowa. Budowa rejestrów z równoległym wprowadzaniem i
wyprowadzaniem informacji. Realizacja rejestrów przesuwnych
(szeregowych). Przykłady rozwiązań technicznych liczników
(jednokierunkowe, rewersyjne) Praktyczne wykonanie i symulacja działania
komparatora 4­bitowego w programie Digital Works (lub CEDAR Logic
Simulator, Multimedia Logic). Kodery i dekodery – realizacja praktyczna i
symulacja działania Przykłady realizacji konwerterów kodów (np. NKB w
Graya itp.). Multipleksery i demultipleksery – sposoby realizacji praktycznej
w programie Digital Works Projektowanie i realizacja pamięci RAM, ROM –
programem Digital Works (CEDAR Logic Simulator). Schemat funkcjonalny
mikrokomputera. Budowa systemu komputerowego – magistrale, BIOS –
funkcje, upgrade. Program Setup BIOS. Pamięci zewnętrzne w komputerze –
konfiguracja, podłączenie. Podstawy programowania komputerów w
rozkazach maszynowych. Języki programowania ­ niskopoziomowe.
Translator. Proste programy na poziomie asemblera. Efekty kształcenia wraz ze
sposobem ich weryfikacji
Opanowanie umiejętności i nabycie kompetencji w: analizie prostych układów
sekwencyjnych i kombinacyjnych; obliczaniu reprezentacji liczb całkowitych i
rzeczywistych oraz wykonywania podstawowych operacji arytmetycznych na
tych reprezentacjach; pisaniu prostych programów na poziomie asemblera z
użyciem instrukcji warunkowych, pętli, operacji na liczbach całkowitych.
Sposoby weryfikacji efektów kształcenia: obserwacja aktywności na
zajęciach, kolokwia zaliczeniowe. Forma i warunki zaliczenia
przedmiotu
Ćwiczenia praktyczne, zaliczenie kolokwium końcowego z oceną. Uzyskanie
51% maksymalnej liczby wszystkich punktów. W semestrze może być jedna
nieobecność nieusprawiedliwiona. Literatura podstawowa:
1. Stallings W. , Organizacja i architektura systemu komputerowego, WNT,
2004.
2. Chalk B.S., Organizacja i architektura komputerów, WNT, 1998.
3. Skorupski A., Podstawy budowy i działania komputerów, WKŁ, 2004.
4. Null L., Lobur J., Struktura organizacyjna i architektura systemów
komputerowych, Helion, 2004.
Wykaz literatury podstawowej
5. Pochopień B. , Arytmetyka w systemach cyfrowych
i uzupełniającej
Literatura uzupełniająca:
1. Metzger P., Anatomia PC. Architektura komputerów zgodnych z IBM PC.
Kompeendium. Wiedza o architekturze komputerów PC w pigułce, Helion,
2008.
2. Sacha K., Rydzewski A, Mikroprocesor: w pytaniach i odpowiedziach,
Wyd. 2. Wydaw. Naukowo­Techniczne, 1987.
3. Mueller S., Rozbudowa i naprawa komputera. Helion, 2003.