16. Przedmiot: I/IM2012/12/16/ASK ARCHITEKTURA SYSTEMÓW

SPECJALNOŚĆ
16.
WYDZIAŁ NAWIGACYJNY
KIERUNEK – INFORMATYKA
INFORMATYKA MORSKA (2012)
Przedmiot:
Semestr
II
I/IM2012/12/16/ASK
ARCHITEKTURA SYSTEMÓW KOMPUTEROWYCH
Liczba godzin w tygodniu
Liczba godzin w semestrze
Liczba tygodni
ECTS
w semestrze
A
C
L
A
C
L
15
3E
1
45
15
7
I. Cele kształcenia
Celem kształcenia jest wykształcenie praktycznych umiejętności w zakresie wykorzystania narzędzi informatycznych, w
szczególności architektury systemów komputerowych w różnych dziedzinach działalności człowieka z uwzględnieniem gospodarki morskiej.
II. Wymagania wstępne
Zakres szkoły średniej.
III. Efekty kształcenia i szczegółowe treści kształcenia
Efekty kształcenia, jakie student osiągnie po ukończeniu przedmiotu opisane są w zakresie wiedzy, umiejętności i postaw.
Efekty kształcenia semestr II
Kierunkowe
EK1
Ma podstawową wiedzę w zakresie wykorzystania narzędzi informatycznych.
K_W05
EK2
Posiada umiejętność wykorzystania systemów komputerowych.
Posiada umiejętność wykorzystania architektury systemów z uwzględnieniem gospodarki
morskiej.
K_U07
EK3
K_U07
Metody i kryteria oceny
Ma podstawową wiedzę w zakresie wykorzystania narzędzi informatycznych.
EK 1
Metody oceny
egzamin pisemny, egzamin ustny, zadanie domowe, zaliczenie ćwiczeń, laboratoriów/ symulatorów, sprawozdanie/ raport, projekt, prezentacja, sprawdziany i prace
Kryteria/Ocena
2
3
3,5-4
4,5-5
Kryterium1
Mimo wskazówek eg- Odpowiedzi na pytaOdpowiedzi na pytaOdpowiedzi na pytaPosiada wiedzę o
zaminującego w odnie egzaminującego
nie egzaminującego
nie egzaminującego
podstawowych zasopowiedziach na pytaogólne, przy próbie
zawierają pełną wiezawierają pełną wiebach systemów komnia teoretyczne pojasprecyzowania odpodzę o podstawowych
dzę o podstawowych
puterowych
wiają się znaczne błęwiedzi pojawiają się
zasobach systemów
zasobach systemów
błędy
dy
komputerowych
komputerowych oraz
zawierają wiedzę o
zasadach funkcjonowania tych zasobów
Posiada umiejętność wykorzystania systemów komputerowych.
EK 2
Metody oceny
egzamin pisemny, egzamin ustny, zadanie domowe, zaliczenie ćwiczeń, laboratoriów/ symulatorów, sprawozdanie/ raport, projekt, prezentacja, sprawdziany i prace
Kryteria/Ocena
2
3
3,5-4
4,5-5
Kryterium1
Mimo wskazówek
Wykorzystywanie
Wykorzystywanie
Wykorzystywanie
Metody wykorzystaprowadzącego przy
systemów komputesystemów komputesystemów komputenia systemów kompu- wykorzystaniu metod
rowych określonymi
rowych z uwzględrowych z uwzględterowych.
wykorzystania systeogólnymi przepisami
nieniem gospodarki
nieniem możliwości
mów komputerowych
o sposobach ich użymorskiej.
rozszerzenia ich funkpojawiają się znaczne
cia.
cji.
błędy.
Kryterium2
Prezentacja metod
Prezentacja metod
Prezentacja metod
Prezentacja metod
Prezentacje.
wykorzystania systewykorzystania systewykorzystania systewykorzystania systemów komputerowych
mów komputerowych mów komputerowych mów komputerowych
przeprowadzona na
przeprowadzona na
przeprowadzona na
przeprowadzona na
opracowanym modelu opracowanym modelu opracowanym modelu opracowanym modelu
odpowiedniego zasoodpowiedniego zasoodpowiedniego zasoodpowiedniego zasobu zawiera znaczne
bu zawiera ogólną
bu zawiera uwzględbu dodatkowo zawiebłędy.
ilustrację ich funkcjo- nienie szczególnych
ra rozszerzenie możnowania .
możliwości, które po- liwości wybranego
siada wybrany środek. zasobu.
Posiada umiejętność wykorzystania architektury systemów z uwzględnieniem gospodarki morEK 3
skiej.
Metody oceny
egzamin pisemny, egzamin ustny, zadanie domowe, zaliczenie ćwiczeń, laboratoriów/ symulato-
SPECJALNOŚĆ
Kryteria/Ocena
Kryterium1
Metody tworzenia
systemów komputerowych.
Kryterium2
Metody formułowania paramietrów
optymalizacji systemów komputerowych.
rów, sprawozdanie/ raport, projekt, prezentacja, sprawdziany i prace
2
3
3,5-4
Mimo wskazówek
Opisanie systemów
Opisanie systemów
prowadzącego, stwokomputerowych nie
komputerowych
rzone opisanie systeuwzględnia wszystuwzględnia wszystkie
mów komputerowych kich niezbędnych
niezbędne komponenzawiera znaczne błęty.
komponentów.
dy.
Mimo wskazówek
Stworzone opisanie
Stworzone opisanie
prowadzącego, stwosystemów komputesystemów komputerzone opisanie systerowych zawiera kom- rowych zawiera
mów komputerowych ponenty systemu wywszystkie niezbędne
zawiera znaczne błębrane według przedkomponenty.
dy.
stawionego wzorca
bez uwzględnienia
niezbędnych szczegółów.
Szczegółowe treści kształcenia
SEMESTR II
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
ARCHITEKTURA SYSTEMÓW KOMPUTEROWYCH
4,5-5
Opisanie systemów
komputerowych
uwzględnia wszystkie
niezbędne komponenty i rozszerzone.
Stworzone opisanie
systemów komputerowych zawiera
wszystkie niezbędne
komponenty oraz wykorzystuje dodatkowe
zasoby dla zwiększenia wydajności systemu.
AUDYTORYJNE
45 GODZ.
Wprowadzenie — pojęcie komputera, taksonomie architektur komputerowych, pojęcie hierarchii pamięci. Maszyna
von Neumanna, architektury Harvard, Princeton, Harvard-Princeton.
Dane — typy, reprezentacje, organizacja i adresowanie pamięci. Konwencje Big-Endian i Little-Endian. Wyrównanie naturalne. Dane wektorowe.
Synteza aplikacyjnego modelu programowego na podstawie wymagań języka wysokiego poziomu.
Budowa modelu programowego — rejestry, tryby adresowania, model operacji warunkowych, lista instrukcji. Konstrukcja modelu programowego w podejściu CISC i RISC.
Przykłady modeli programowych RISC (MIPS) i CISC (x86). Jednostki zmiennopozycyjne i wektorowe.
Synteza jednocyklowej jednostki wykonawczej. Jednostki wielocyklowe. Przejście od jednostki jednocyklowej do
potokowej.
Struktura potoku. Problemy synchronizacji i opóźnienia w prostym potoku. Superpotok.
Jednostki wielopotokowe (superskalarne) — zasady działania, hazardy i opóźnienia.
Kieszenie jako warstwa hierarchii pamięci. Organizacja i zasady działania. Model wydajności. Reakcja na zapis
danych. Wielopoziomowe systemy kieszeni.
Metody redukcji opóźnień w procesorach superpotokowych i superskalarnych. Przewidywanie skoków. Sposoby
redukcji opóźnienia danych.
Wymagania wieloprocesowego systemu operacyjnego. Zasady ochrony zasobów komputera. Funkcje systemu zarządzania pamięcią.
Implementacja zarządzania pamięcią — prosta relokacja, segmentacja, stronicowanie. Podstawy realizacji systemu
pamięci wirtualnej. Optymalizacja stronicowania.
Wyjątki — definicja, klasyfikacja. Obsługa wyjątków.
Podstawy organizacji wejścia wyjścia. Obsługa urządzeń zewnętrznych przy użyciu aktywnego oczekiwania, przerwań i DMA.
Struktura komputera jednoprocesorowego i jej ewolucja od lat 60 XX w. do współczesności.
SEMESTR II
1.
WYDZIAŁ NAWIGACYJNY
KIERUNEK – INFORMATYKA
INFORMATYKA MORSKA (2012)
ARCHITEKTURA SYSTEMÓW KOMPUTEROWYCH
LABORATORYJNE
15 GODZ.
Ćwiczenia laboratoryjne obejmują zagadnienia z zakresu tematyki realizowanej na zajęciach audytoryjnych.
Bilans nakładu pracy studenta w semestrze II
Godziny zajęć z bezpośrednim udziałem nauczyciela: wykłady
Godziny zajęć z bezpośrednim udziałem nauczyciela, o charakterze praktycznym:
ćwiczenia, laboratoria, symulatory, zajęcia projektowe
Godziny zajęć z bezpośrednim udziałem nauczyciela: udział w konsultacjach, zaliczeniach / egzaminach poza godz. zajęć dydaktycznych
Własna praca studenta, w tym: przygotowanie do ćwiczeń, laboratoriów, symulatorów, w tym wykonanie sprawozdań, zadań
Własna praca studenta: realizacja zadań projektowych
Własna praca studenta: przygotowanie do zaliczenia, egzaminu
Łączny nakład pracy
Godziny
45
15
ECTS
4
40
20
40
164
7
87
SPECJALNOŚĆ
WYDZIAŁ NAWIGACYJNY
KIERUNEK – INFORMATYKA
INFORMATYKA MORSKA (2012)
Nakład pracy związany z zajęciami wymagającymi bezpośredniego udziału nauczycieli:
Nakład pracy związany z zajęciami o charakterze praktycznym:
64
115
4
3
Zaliczenie przedmiotu
Wszystkie rodzaje zajęć z danego przedmiotu, odbywane w jednym semestrze, podlegają łącznemu zaliczeniu. Ocena z
przedmiotu wynika z oceny poszczególnych zajęć, i oceny ewentualnego egzaminu i jest obliczana zgodnie z podanymi zasadami (średnia ważona): A/(E) 40%, C 30% L 30%; A/ (E) 40%, L 60%; A/(E) 40%, C 20%, L 20%, P 20%.
Ocena niedostateczna z zaliczenia którejkolwiek formy przedmiotu w semestrze powoduje niezaliczenie przedmiotu.
Zaliczenie przedmiotu w semestrze powoduje przyznanie studentowi liczby punktów ECTS przypisanej temu przedmiotowi.
IV. Literatura podstawowa
1. Biernat J., Arytmetyka komputerów, Wydawnictwo Naukowe PWN 1996.
2. Patterson D., Hennessy J., Computer Organization and design, Elsevier 2005.
3. http://wazniak.mimuw.edu.pl
4. Zieliński B.,Układy mikroprocesorowe. Przykłady rozwiązań. 2002.
V. Literatura uzupełniająca
1. Materiały firmowe - dokumenty techniczne dostępne w sieci WWW - MIPS, Intel, AMD.
2. Specyfikacje Application Binary Interface.
3. Metzger P.,Anatomia PC. Kompendium. Wydanie IV. 2008.
VI. Prowadzący przedmiot
Koordynator przedmiotu
prof. dr hab. inż. Evgeny Ochin
Pozostałe osoby prowadzące zajęcia
[email protected]
ZITM