Předmět: Principy počítačů

» Seznam fakult » FEI » KAM
Název předmětu Principy počítačů
Kód předmětu KAM/KPRPN
Organizační forma výuky Seminář
Úroveň předmětu Bakalářský
Rok studia nespecifikován
Semestr Zimní
Počet ECTS kreditů 4
Vyučovací jazyk Čeština
Statut předmětu Povinný
Způsob výuky Kontaktní
Studijní praxe Nejedná se o pracovní stáž
Doporučené volitelné součásti programu Není
Vyučující
  • Dušek František, doc. Ing. CSc.
Obsah předmětu
1. Přenos a zpracování informace (znalosti, informace, data, signály), úloha výpočetní techniky a její vývoj. Pojmy kódování, šifrování a komprimace. 2. Části počítače a jejich funkce (procesor, sběrnice, operační paměť, periferní zařízení), instrukční soubor, program, adresa, adresní prostor a fyzická paměť, architektury počítače (harwardská, von Neuman, CISC, RISC) 3. Procesor (registry, řadič, ALU, řízení sběrnice), instrukce (operační kód, operandy, adresace), vykonávání programu (sekvence, větvení, podprogram), nutné podmínky běhu programu, přerušení (synchronní, asynchronní), komunikace s periferními zařízeními (porty / adresní prostor, cyklus / přerušení / DMA) 4. Sběrnice - funkce a vlastnosti (přenosová rychlost / chybovost, paralelní / sériová, synchronní / asynchronní). Operační paměť - funkce a vlastnosti (ROM / RAM, rychlost, kapacita, realizace). 5. Periferní zařízení - klávesnice, myš, zobrazovací zařízení, tiskárny (řádkové, maticové, laserové, inkoustové), externí paměť (HDD, CD/DVD), datová síť 6. Urychlení vykonávání programu - hyperskalární architektura (VLIW), SIMD, pipelining, hierarchická struktura paměti (cache), DDRx, vícekanálový přístup (moduly DRAM). Ochrana paměti (user / kernel, logická / fyzická adresa, přístup k paměti RW / R / E), virtuální paměť. 7. Mikroprocesory/mikrokontrolery - speciální zařízení DI/DO, AD / DA, čítač / časovač, PWM, USART, SPI, I2C. 8. Start programu - BIOS funkce, RTC, zaváděcí zařízení, funkce OS, typy OS (jedno / více úlohový / uživatelský, reálného času), části OS (jádro, ovladače, shell), služby OS a uživatelský program. 9. Uživatelské rozhraní (textové / grafické), konvence OS, OOP a OS Windows, událostmi řízený program - realizace v OS Windows. Pomocné programy OS Windows. 10. Programovací jazyky (strojový kód, assembler, vyšší programovací jazyky). Podprogram, procedura a funkce. Překládaný a interpretovaný program. Části programu v operační paměti - kód, data (statická / dynamická / heap), zásobník. 11. Tvorba programu - editor, překladač, spojovací program, knihovník. Ladění programu - debugger, profiler. Spuštění a ukončení programu. Kombinace programovacích jazyků a volání systémových služeb. Statické a dynamické knihovny. Počítačové viry. 12. Programování - strukturovaný program / událostmi řízený program. Datové typy a algoritmus. Synchronní / asynchronní V/V operace, výjimky. 13. Základní datové typy a programové konstrukce, lokální a globální proměnné, viditelnost, parametry funkce, ukazatele Obsah seminářů odpovídá výše uvedeným tématům přednášek.

Studijní aktivity a metody výuky
Monologická (výklad, přednáška, instruktáž), Dialogická (diskuze, rozhovor, brainstorming), Metody samostatných akcí
  • Kontaktní výuka - 12 hodin za semestr
  • Domácí příprava na výuku - 48 hodin za semestr
  • Semestrální práce - 40 hodin za semestr
  • Příprava na zkoušku - 20 hodin za semestr
Výstupy z učení
Předmět je zaměřen na vysvětlení principů funkce technického i programového vybavení a na získání představy o významu a vzájemných souvislostech některých pojmů používaných ve výpočetní technice.
Student po absolvování předmětu prokazuje základní znalosti principů výpočetní techniky, a to jak z oblasti HW tak i SW. Je schopen vysvětlit a popsat funkce základních částí počítače a systémového programového vybavení. Umí charakterizovat předností a omezení různých řešení.
Předpoklady
Předpokládají se základní znalosti z informatiky a fyziky ze střední školy.

Hodnoticí metody a kritéria
Ústní zkouška, Posouzení zadané práce

Student vypracuje semestrální práci podle zadání. První částí ústní zkoušky je diskuze seminární práce. V druhé části zkoušky student dostane jednu otázku vztahující k některému z témat přednášek.
Doporučená literatura
  • Dembowski, Klaus. Mistrovství v hardware. Brno: Computer Press, 2009. ISBN 978-80-251-2310-2.
  • Horák, Jaroslav. Hardware : učebnice pro pokročilé. Brno: Computer Press, 2007. ISBN 978-80-251-1741-5.
  • Minasi, Mark. Velký průvodce hardwarem. Praha: Grada, 2002. ISBN 80-247-0273-8.


Studijní plány, ve kterých se předmět nachází
Fakulta Studijní plán (Verze) Kategorie studijního oboru/specializace Doporučený ročník Doporučený semestr