Sylabus předmětu EBC-AP - Architektura počítačů (PEF - ZS 2020/2021)


     ECTS sylabus          Sylabus          Rozvrh          


     Čeština          Angličtina          


Kód předmětu: EBC-AP
Název v jazyce výuky: Architektura počítačů
Název česky: Architektura počítačů
Název anglicky: Computer Architecture
Způsob ukončení a počet kreditů: zkouška (5 kreditů)
(1 ECTS kredit = 28 hodin studijní zátěže)
Forma výuky/Rozvrhovaná výuka: prezenční, 2/2 (počet hodin přednášek týdně / počet hodin cvičení týdně)
kombinovaná, 16/0 (počet hodin přednášek za období / počet hodin cvičení za období)
Jazyk výuky: čeština
Typ studia: bakalářský
Semestr: ZS 2020/2021
Vyučující: prof. Ing. Cyril Klimeš, CSc. (garant)
Výchozí předměty: ne Státní bakalářská zkouška a ne Výpočetní technika II
 
Zaměření předmětu:
Předmět seznamuje studenty s historií a především současným stavem počítačové architektury na různých úrovních abstrakce. Student bude schopen se orientovat v dynamicky se rozvíjející architektuře počítačových systémů a dovede pro řešení konkrétního problému vybrat optimální hardwarovou konfiguraci.
 
Obsah předmětu:
1.1. týden (dotace 2/2)
 
a.PŘEDNÁŠKA: Motivace (cíl předmětu), organizace výuky a podmínky ukončení, smysl a cíl semestrální práce, požadavky na semestrální práci (obsahové, formální), pravidla typografie a citování zdrojů.
b.CVIČENÍ: Seznámení s Arduino IDE a s jazykem (knihovnou) Wiring.

2.2. týden (dotace 2/2)
 
a.PŘEDNÁŠKA: Struktura počítače, historický vývoj výpočetní techniky (generace počítačů, principy J. von Neumanna).
b.CVIČENÍ: Základní struktury jazyka Wiring.

3.3. týden (dotace 2/2)
 
a.PŘEDNÁŠKA: Logické obvody.
b.CVIČENÍ: Pokročilejší struktury jazyka Wiring.

4.4. týden (dotace 2/2)
 
a.PŘEDNÁŠKA: Procesory – struktura, instrukce, instrukční cyklus, registry, měření výkonu.
b.CVIČENÍ: Knihovní a uživatelsky definované funkce jazyka Wiring.

5.5. týden (dotace 2/2)
 
a.PŘEDNÁŠKA: Techniky zvyšování výpočetního výkonu počítačů, paralelizace výpočtů.
b.CVIČENÍ: Arduino – sériová komunikace a cykly.

6.6. týden (dotace 2/2)
 
a.PŘEDNÁŠKA: Aktuální procesory serverů, osobních počítačů a přenosných zařízení (Intel, AMD, IBM, ARM, …), očekávaný vývoj.
b.CVIČENÍ: Arduino – grafický výstup.

7.7. týden (dotace 2/2)
 
a.PŘEDNÁŠKA: Principy drátových datových přenosů.
b.CVIČENÍ: Arduino – práce s pamětí (FLASH, SRAM, EEPROM).

8.8. týden (dotace 2/2)
 
a.PŘEDNÁŠKA: Principy bezdrátových datových přenosů.
b.CVIČENÍ: Arduino – komunikace a periférie.

9.9. týden (dotace 2/2)
 
a.PŘEDNÁŠKA: Současné sběrnice a rozhraní počítačů, základní desky, čipové sady.
b.CVIČENÍ: Arduino – měření napětí.

10.10. týden (dotace 2/2)
 
a.PŘEDNÁŠKA: Paměti – paměťová hierarchie počítače, typy a technologie pamětí, kvalitativní a kvantitativní parametry pamětí.
b.CVIČENÍ: Logické obvody (simulace v simulačním softwaru).

11.11. týden (dotace 2/2)
 
a.PŘEDNÁŠKA: Vstupní zařízení počítače.
b.CVIČENÍ: Hardware osobního počítače.

12.12. týden (dotace 2/2)
 
a.PŘEDNÁŠKA: Výstupní zařízení počítače.
b.CVIČENÍ: Obhajoby semestrálních prací.

13.13. týden (dotace 2/2)
 
a.PŘEDNÁŠKA: Grafické adaptéry, zobrazovací jednotky, GPGPU.
b.CVIČENÍ: Obhajoby semestrálních prací.

14.14. týden (dotace 2/2)
 
a.PŘEDNÁŠKA: Hardware mainframů, datových center a superpočítačů.
b.CVIČENÍ: Obhajoby semestrálních prací.

 
Výstupy předmětu:
-- obsah této položky nebyl definován --
Typ předmětu: povinný
Ročník: Předmět může být studován libovolně v průběhu studia.
Pracovní stáže: Není vyžadována žádná povinná pracovní stáž.
Doporučené moduly studia: -
 
Aktivity a studijní zátěž (počet hodin studijní zátěže):
DruhPrezenční studiumKombinované studium
Přímá výuka
     přednáška28 h16 h
     cvičení28 h0 h
     konzultace0 h40 h
     veřejná prezentace (ústní)2 h2 h
Samostudium
     příprava na zkoušku44 h44 h
     příprava prezentace8 h8 h
     zpracování seminární práce30 h30 h
Celkem140 h140 h
 
Požadavky na ukončení:
K ukončení předmětu je vyžadována obhajoba semestrální práce (je třeba získat alespoň 20 bodů z 30) a splnění písemného znalostního testu (je třeba získat alespoň 40 bodů ze 70). V semestrální práci studenti vybírají optimální HW, SW nebo službu pro určenou cílovou skupinu (např. tiskárnu pro malou firmu, notebook pro studenta apod.). Test obsahuje přibližně 30 otázek a úkolů. V součtu je ke složení zkoušky třeba získat alespoň 60 bodů. Předmět je možné studovat i během zahraničního výjezdu.
 
Literatura:
TypAutorNázevMísto vydáníNakladatelRokISBN
ZJEDLIČKA, P.Architektura počítačůBrnoMendelova univerzita v Brně2019978-80-7509-650-0
DPRINCETON UNIVERSITY,  .Computer Architecture
DGeorgia Institute of Technology, High Performance Computer Architecture. E-learningový kurz zdarma [online]. URL: https://eu.udacity.com/course/high-performance-computer-architecture--ud007.
DMassachusetts Institute of Technology, Computation Structures - Part 1: Digital Circuits. E-learningový kurz zdarma [online]. URL: https://www.edx.org/course/computation-structures-part-1-digital-mitx-6-004-1x-0.
DMassachusetts Institute of Technology, Computation Structures - Part 2: Computer Architecture. E-learningový kurz zdarma [online]. URL: https://www.edx.org/course/computation-structures-2-computer-mitx-6-004-2x.
DMassachusetts Institute of Technology, Computation Structures - Part 3: Computer Organization. E-learningový kurz zdarma [online]. URL: https://www.edx.org/course/computation-structures-3-computer-mitx-6-004-3x-0.
DoXy Online s. r. o. Svět hardware [online]. © 1998-2019. URL: http://www.svethardware.cz. ISSN 1213-0818.

Zzákladní literatura
Ddoporučená literatura


Poslední změnu provedl Ing. Jiří Gruber dne 7. 10. 2019.

Typ výstupu: