Architektura komputerów

KARTA MODUŁU KSZTAŁCENIA
I. Informacje ogólne
I.
1 Nazwa modułu kształcenia
Architektura komputerów
2 Nazwa jednostki prowadzącej moduł
Instytut Informatyki, Zakład Informatyki Stosowanej
3 Kod modułu
(wypełnia koordynator
ECTS)
4 Grupa treści kształcenia
kierunkowego
6 Poziom studiów
studia I stopnia
7
Liczba
punktów
9 Rok studiów,.
10 Liczba godzin w semestrze
III rok,
VI semestr- letni
Wyk.
4
30
Ćw.
Lab.
Sem.
5 Typ modułu
obowiązkowy
ECTS 8 Poziom przedmiotu
średnio- zaawansowany
11 Liczba godzin w tygodniu
Proj.
30
Wyk.
2
Ćw.
Lab.
Sem.
Proj.
2
12 Język wykładowy: polski
13 Wykładowca
dr inż. Ewa Serafin, [email protected]
II. Informacje szczegółowe
14 Wymagania wstępne (zakres wiadomości/umiejętności/kompetencji, jakie powinien posiadać
student przed rozpoczęciem nauki przedmiotu)
1.
2.
Znajomość podstaw informatyki i architektury komputerów sem.I
Znajomość podstaw elektroniki i techniki cyfrowej
15 Cele przedmiotu (oczekiwane efekty kształcenia, kompetencje / umiejętności/wiedza nabyte przez
studentów)
C1
C2
C3
Przedmiot ma dostarczyć najważniejszych wiadomości na temat architektury i organizacji
komputerów
Efektem kształcenia będzie znajomość niezbędnych pojęć i teorii dotyczących budowy i
działania komputerów. Podstawy obejmować będą zarówno sposoby łączenia
elementów i podzespołów
komputerów, jak i typowe konfiguracje spotykane
współcześnie.
Na wykładach omówione zostaną podstawowe elementy składowe, z których buduje się
komputery, sposoby łączenia tych elementów w podzespoły, metody komponowania
komputera z podzespołów, sposoby działania i konstruowania komputerów o różnych
zastosowaniach, współpracę elementów sprzętowych i programowych.
16 Efekty kształcenia w zakresie wiedzy, umiejętności i kompetencji społecznych
odniesienie do celów
kształcenia
nr
student, który zaliczył przedmiot, potrafi:
EK01
EK02
EK03
EK04
EK05
EK06
Wykonywać obliczenia na liczbach binarnych
Pisać proste programy na poziomie assemblera
Rozpoznawać podstawowe cechy architektur
Podać organizację pamięci systemu komputerowego
Prawidłowo opisać budowę i organizację jednostki centralnej
Analizować systemy mikroprocesorowe i komputerowe
17 Treści programowe
forma zajęć - wykłady
liczba
godzin
odniesienie do celów
kształcenia
Poziomy maszynowe i języki
maszynowe, architektura listy
rozkazów.
Tryby adresowania. Reprezentacja
danych. Działania na danych.
2
K_W06, K_W20,
K_W26, K_U01,
K_K01, K_U11
2
W3
Sterowanie przebiegiem programu.
Warunki i rozgałęzienia.
2
W4
Organizacja i hierarchia pamięci.
4
W5
Buforowanie informacji. Pamięć
podręczna – organizacja i obsługa.
2
W6
Komunikacja z otoczeniem –
magistrale.
4
W7
Potokowe przetwarzanie rozkazów.
2
W8
Prognoza i realizacja rozgałęzień.
2
W9
Modele przetwarzania informacji.
Współpraca wielu jednostek
wykonawczych.
Przetwarzanie współbieżne.
2
K_W06, K_W20,
K_W26, K_U01,
K_K01, K_U11
K_W06, K_W20,
K_W26, K_U01,
K_K01, K_U11
K_W06, K_W20,
K_W26, K_U01,
K_K01, K_U11
K_W06, K_W20,
K_W26, K_U01,
K_K01, K_U11
K_W06, K_W20,
K_W26, K_U01,
K_K01, K_U11
K_W06, K_W20,
K_W26, K_U01,
K_K01, K_U11
K_W06, K_W20,
K_W26, K_U01,
K_K01, K_U11
K_W06, K_W20,
K_W26, K_U01,
K_K01, K_U11
Ochrona danych i zarządzanie
pamięci.
2
W1
W2
W10
W11
2
K_W06, K_W20,
K_W26, K_U01,
K_K01, K_U11
K_W06, K_W20,
K_W26, K_U01,
K_K01, K_U1106,
W12
W13
Koncepcja pamięci wirtualnej.
Segmentacja i stronicowanie.
Obsługa zdarzeń – przerwania i
wyjątki.
suma godzin
2
K_W06, K_W20,
K_W26, K_U01,
2
K_W06, K_W20,
K_W26, K_U01,
K_K01, K_U11
30
forma zajęć - laboratoria
L1
L2
L3
L4
L5
L6
L7
L8
L9
L108
L11
L12
Poznanie wybranego programu do
symulacji komputerowej układów
cyfrowych i praktyczna realizacja
zadanych elementów.
Analiza i realizacja zadanych układów
logicznych z pomocą programu
symulacyjnego.
Realizacja układowa półsumatora i
sumatora (wielobitowego)
Analiza sekwencyjnych układów
przełączających (układy z pamięcią)
przerzutników asynchronicznych.
Analiza rejestrów i ich realizacja
układowa rejestry z równoległym
wprowadzaniem i wyprowadzaniem
informacji, rejestry przesuwne.
Przykłady rozwiązań technicznych
liczników (jednokierunkowe,
rewersyjne)
Praktyczne wykonanie i symulacja
działania komparatora 4-bitowego w
programie. Kodery i dekodery –
realizacja praktyczna i symulacja
działania
Przykłady realizacji konwerterów
kodów (np. NKB w Graya itp.).
Multipleksery i demultipleksery.
Projektowanie i realizacja pamięci
RAM, ROM
Schemat funkcjonalny
mikrokomputera. Budowa systemu
komputerowego – magistrale, BIOS –
funkcje, upgrade. Program Setup
BIOS.
Pamięci zewnętrzne w komputerze –
konfiguracja, podłączenie.
Podstawy programowania
komputerów w rozkazach
liczba
godzin
odniesienie do celów
kształcenia
4
K_W06, K_W21,
K_U01, K_U11, K_K01
2
K_W06, K_W21,
K_U01, K_U11, K_K01
2
K_W06, K_W21,
K_U01, K_U11, K_K01
2
K_W06, K_W21,
K_U01, K_U11, K_K01
2
K_W06, K_W21,
K_U01, K_U11, K_K01
2
K_W06, K_W21,
K_U01, K_U11, K_K01
2
K_W06, K_W21,
K_U01, K_U11, K_K01
2
K_W06, K_W21,
K_U01, K_U11, K_K01
4
K_W06, K_W21,
K_U01, K_U11, K_K01
2
K_W06, K_W21,
K_U01, K_U11, K_K01
2
K_W06, K_W21,
K_U01, K_U11, K_K01
4
K_W06, K_W21,
K_U01, K_U11, K_K01
maszynowych. Języki
programowania. Translator. Proste
programy na poziomie asemblera.
suma godzin
30
18 Narzędzia/metody dydaktyczne
1.
2.
Wykład wspomagany prezentacją multimedialną
Ćwiczenia w laboratorium realizacja samodzielnych zadań symulacyjnych– sprzęt i
oprogramowanie
19 Sposoby oceny (F – formująca, P – podsumowująca)
F1.
Laboratorium: sprawdziany wejściowe, sprawozdania.
F2.
Wykład: egzamin końcowy.
20 Obciążenie pracą studenta
forma aktywności
Godziny kontaktowe z nauczycielem
Przygotowanie się do laboratorium
Przygotowanie się do zajęć
Przygotowanie do egzaminu
SUMA
SUMARYCZNA LICZBA PUNKTÓW ECTS DLA
PRZEDMIOTU
średnia liczba godzin na zrealizowanie aktywności
60
10
10
20
100
4
21 Literatura podstawowa i uzupełniająca
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Komorowski W.: Krótki kurs architektury i organizacji komputerów, , MIKOM, 2004.
Skorupski A. :Podstawy budowy i działania komputerów, , WKŁ, 2000. .
Stallings W.: Organizacja i architektura systemu komputerowego, , WNT, 2000.
Metzger P: Anatomia PC, wyd Helion, 2006.
Biernat J.: Architektura komputerów, , Oficyna Wydawnicza Polit. Wrocławskiej, 1999
Clark S.H.A.: W sercu PC. Wyd. HELION. Gliwice 2003
Kruk S.: Cwiczenia z asemblera, Wyd. MIKOM. Warszawa 1999
Patterson D., Hennessy J.: Computer Organizatin and design. Elsevier 2005.
Wojtuszkiewicz K.: Jak działa komputer. Wyd. MIKOM. Warszawa 1999
Literatura uzupełniająca
1. Materiały udostępnione na www.intel.com
2. Materiały udostępnione na www.amd.com
3. Materiały udostępnione na www.nvidia.com
4. Materiały udostępnione na www.microsoft.com
5. Materiały udostępnione na www.ubuntu.com , www.ubuntu.pl
6. Materiały udostępnione na www.debian.org
7. Materiały udostępnione na www.vmware.com
8. Materiały udostępnione na www.virtualbox.org
9. Materiały udostępnione na www.apachefriends.org
22 Formy oceny - szczegóły
na ocenę 2
nr efektu
(ndst)
Nie potrafi
EK01
EK02
wykonywać
obliczeń na
liczbach
binarnych
Nie zna
assmeblra
EK03
Nie zna
podstawowych
architektur
komputera
EK04
Nie zna zasad
budowy i
organizacji
pamięci
EK05
Nie zna budowy
procesora
na ocenę 3 (dst)
na ocenę 4 (db)
na ocenę 5 (bdb)
Wykonywać
obliczenia na
liczbach
binarnych
Wykonywać
obliczenia na
liczbach
binarnych
Wykonywać
obliczenia na
liczbach binarnych
Zna komendy
assemblera
Pisać proste
programy na
poziomie
assemblera
Potrafi
rozpoznawać
podstawowe
cechy architektur
Pisać proste
programy na
poziomie
assemblera
Potrafi
szczegółowo
rozpoznawać
podstawowe
cechy architektur
Zna budowę i
organizację
pamięci w
komputerze
Zna szczegółowo
budowę i
organizację
pamięci w
komputerze
Potrafi
prawidłowo opisać
budowę i
organizację
najnowszych
koncepcji budowy
procesora
Analizować
systemy
mikroprocesorowe
i komputerowe
Zna klasyczną
koncepcję
budowy
komputera wg
vonNeumanna,
oraz etapy cyklu
rozkazowego
Zna podstawy
budowy i
organizacji
pamięci w
komputerze
Potrafi
prawidłowo
opisać budowę i
organizację
procesora
Potrafi
prawidłowo
opisać budowę i
organizację wielu
koncepcji
budowy
procesora
EK06
EK07
EK08
III.
Inne przydatne informacje
22 Inne przydatne informacje o przedmiocie
1.
2.
Informacja, gdzie można zapoznać się z prezentacjami do zajęć, instrukcjami do laboratorium, itp.
3.
4.
Informacja na temat terminu zajęć (dzień tygodnia/godzina).
Informacja na temat konsultacji (godziny+miejsce).
Limit osób w grupie:12, sala laboratoryjna wyposażona w komputery.
Tabela podsumowująca.
Efekt kształcenia
Odniesienie danego
efektu do efektów
zdefiniowanych dla
całego programu
(„kierunkowych”)
Cele przedmiotu
Treści programowe
Narzędzia dydaktyczne
Sposób oceny
C1,C2,C3
W1,
Wykład wspomagany
prezentacją
multimedialną
Ćwiczenia w
laboratorium realizacja
samodzielnych zadań
symulacyjnych– sprzęt i
oprogramowanie
F1,F2
C1,C2,C3
W2L1,L2
j.w.
F1,F2
C1,C2,C3
W3,W4,W5,L3,L4
j.w.
F1,F2
C1,C2,C3
W6,W7,W8,W9,L5,L6
j.w.
F1,F2
C1,C2,C3
W9,W10,W11,W12,L7,L8,L9
j.w.
F1,F2
C1,C2,C3
W9,W10,W11,W12,W13,L10,L11
j.w.
F1,F2
EK01
K_W06
EK02
EK03
EK04
EK05
EK06
K_W06, K_U01,
K_U11
K_W06, K_W20,
K_W26, K_U01,
K_K01, K_U11
K_W06, K_U01
K_W06, K_U01,
K_U11
K_W06, K_W20,
K_W21, K_W26,
K_U01, K_K01
Strona | 6