UIINK04 Architektura počítačových systémů

Filozoficko-přírodovědecká fakulta v Opavě
zima 2023
Rozsah
12/0/0. Přednáška 12 HOD/SEM. 3 kr. Ukončení: zk.
Vyučující
Ing. Richard Pečonka (přednášející)
RNDr. Šárka Vavrečková, Ph.D. (přednášející)
Garance
Ing. Richard Pečonka
Ústav informatiky – Filozoficko-přírodovědecká fakulta v Opavě
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je otevřen studentům libovolného oboru.
Cíle předmětu
Cílem předmětu je seznámit studenty s funkcemi komponent v počítači. Výuka je zaměřena na obvyklá řešení, se kterými se studenti mohou setkat v praxi.
Výstupy z učení
Student bude po absolvování předmětu schopen:
- rozpoznávat různé součástky uvnitř počítače, orientovat se v běžných rozhraních a jejich verzích, umět popsat jednotlivé součásti základní desky,
- porozumět různým procesorovým architekturám, struktuře procesoru, funkci instrukčních sad, pokročilým metodám zpracování instrukcí,
- rozpoznávat současné typy procesorů od různých výrobců, vyhledávat jejich vlastnosti, srovnávat,
- vysvětlit funkci vnitřních pamětí, umět popsat typické vlastnosti, popsat princip vnějších pamětí a rozdíly mezi různými typy,
- rozumět funkci sběrnic, různých typů rozšiřujících karet, popsat strukturu I/O systému,
- vysvětlit princip systémů napájení a chlazení.
Osnova
  • 1. Historie výpočetní techniky. Struktura počítače, BIOS, UEFI.
  • 2.-3. Konektory a rozhraní.
  • 4.-5. Základní deska, čipset, sběrnice.
  • 6.-7. Procesory. Procesorové architektury, instrukční sady, metody zpracování instrukcí, různé typy procesorů.
  • 8.-9. Vlastnosti procesorů, techniky zvyšování výkonu procesorů.
  • 10. Vnitřní paměť.
  • 11. Vnější paměť - pevný disk, optické paměti, flash paměti, SSD. RAID.
  • 12. I/O zařízení. Rozšiřující karty - grafické, zvukové, síťové.
  • 13. Napájení a chlazení. Základní údržba a diagnostika počítače.
Literatura
    povinná literatura
  • VAVREČKOVÁ, Šárka. Architektura počítačových systémů. Slezská univerzita v Opavě, 2024 (skripta jsou průběžně aktualizována. 232 s.
    doporučená literatura
  • HORÁK, J. Hardware - učebnice pro pokročilé. Praha: Computer Press, 2007. ISBN 978-80-251-1741-5. info
  • PATTERSON, David A. a John L. HENNESSY. Computer organization and design: the hardware/software interface. RISC-V edition. Cambridge, Massachusetts: Morgan Kaufmann Publis, 2017. ISBN 978-012-8122-75. info
  • SCHAUMONT, Patrick R. A practical introduction to hardware/software codesign. 2nd ed. New York: Springer, 2013. ISBN 978-146-1437-369. info
  • LEDIN, Jim a FARLEY, Dave. Modern Computer Architecture and Organization. Second edition. Expert Insight. Birmingham: Packt Publishing, 2022. ISBN 978-180-3238-234.
  • Stránky výrobců procesorů: http://ark.intel.com/, https://products.amd.com, https://www.arm.com/products/
  • Tom’s Hardware [online]. Dostupné na: http://www.tomshardware.com/
  • BEN ABDALLAH, Abderazek. Advanced Multicore Systems-On-Chip: Architecture, On-Chip Network, Design. Springer, 2017. ISBN 978-981-1060-922.
  • Hardware Secrets: Uncomplicating the Complicated [online]. Dostupné na: http://www.hardwaresecrets.com
Výukové metody
Přednáška
Interaktivní přednáška
Přednáška s diskusí
Projekce (statická, dynamická)
Metody hodnocení
Praktická zkouška, seznam možných otázek na webu vyučujícího.
Další komentáře
Studijní materiály
Předmět je dovoleno ukončit i mimo zkouškové období.
Předmět je zařazen také v obdobích zima 2019, zima 2020, zima 2021, zima 2022, zima 2024.