Architektura komputerów (ćwiczenia) - 2018/2019

Opis zajęć
Informacje ogólne
Prowadzący:prof. dr hab. Anatoliy Melnyk
Organizator:Wydział Matematyki, Informatyki i Architektury Krajobrazu - Instytut Matematyki i Informatyki
Liczba godzin tydzień/semestr: 1/15
Język wykładowy:Język polski
Cele przedmiotu
C1 - Przekazanie wiedzy o przedstawianiu informacji w komputerze
C2 - Przekazanie wiedzy o budowie komputera
C3 - Przekazanie wiedzy o ogólnej organizacji funkcjonowania komputera
Wymagania wstępne
W1 - Wiadomości z matematyki i informatyki na poziomie szkoły średniej
Efekty kształcenia dla przedmiotu
WIEDZA (K_W01)
W1 - Student poznaje właściwości architektury komputera von Neumanna, główne funkcje komputera, funkcjonalne węzły komputera, ich zadania i główne charakterystyki, typy komputerów, zasady organizacji pamięci z dowolnym dostępem.
W2 – Student poznaje sposób wykonania rozkazów w komputerze, kodowanie rozkazów w komputerze, formaty rozkazów, sposoby adresowania pamięci, klasyfikację architektury komputera.
W3 - Student poznaje pozycyjny system liczbowy, metody konwersji pomiędzy systemami liczbowymi, prezentację liczb ze znakiem, standard ISO reprezentacji liczb zmiennoprzecinkowych, wykonanie operacji na liczbach zmiennoprzecinkowych.
W4 – Student poznaje wykonywanie operacji algebraicznych na systemach pozycyjnych, algorytm Booth\'a, dodawanie i odejmowanie liczb zmiennoprzecinkowych.
W5 - Student poznaje algebrę Bool’a i jej zastosowanie do projektowania układów logicznych.
W6 - Student poznaje konstruowanie układów kombinacyjnych i sekwencyjnych, działanie przerzutników synchronicznych i asynchronicznych.

UMIEJĘTNOŚCI(K_U04,K_U06,K_U30)
U1 - Student potrafi konwertować liczby z jednego systemu liczbowego na inny system.
U2 - Student potrafi projektować proste układy cyfrowe oraz układy kombinacyjne.
U3 – Student potrafi napisać podstawowy program w asemblerze.

KOMPETENCJE SPOŁECZNE (K_K01,K_K07)
K1 - Student potrafi podejmować dyskusję na temat architektury współczesnych systemów komputerowych.
Metody dydaktyczne
wykład konwersatoryjny z prezentacją multimedialną, dyskusja, indywidualna praca ze studentem, metody dialogowe i problemowe, metody nauczania wspieranego technikami informacyjnymi, praca z tekstem, praca w grupie, zajęcia prowadzone w pracowni komputerowej wyposażonej w rzutnik multimedialny.
Treści programowe przedmiotu
Wykład:
Rozwój architektury komputerów, główne funkcje komputera, funkcjonalne węzły komputera, ich zadania i główne charakterystyki, aspekty technologiczne, prawo Moore’a, typy komputerów, zasady organizacji pamięci z dowolnym dostępem, pamięć asocjacyjna, rejestrowa pamięć procesora, wykonanie rozkazów w komputerze, kodowanie rozkazów w komputerze, formaty rozkazów, lista instrukcji, sposoby adresowania pamięci, klasyfikację architektury komputera, reprezentacja danych, pozycyjny system liczbowy, konwersja dwójkowego systemu liczbowego na dziesiętny i odwrotnie, prezentacja liczb ze znakiem, format z ruchomym przecinkiem, wykonanie operacji na liczbach z ruchomym przecinkiem, główne operacje obróbki danych, podstawy techniki cyfrowej, bramki logiczne, układy kombinacyjne, układy sekwencyjne, konstruowanie układów kombinacyjnych i sekwencyjnych, działanie przerzutników synchronicznych i asynchronicznych, logiczne operacje, dodawanie dwójkowych liczb bez znaków i ze znakami, mnożenie dwójkowych liczb bez znaków, mnożenie dwójkowych liczb ze znakami, mnożenie dwójkowych liczb algorytmem Booth\'a, algorytmy dzielenia ze wznowieniem i bez wznowienia pozostałości, dodawanie i odejmowanie liczb z ruchomym przecinkiem, procesor komputera architektury CISC, RISK, superskalarnej i wektorowej, procesory z bardzo długim słowem instrukcji, jednostka arytmetyczno-logichna, jednostka kierowania, organizacja pamięci.

Cwieczenia:
Reprezentacja danych, pozycyjny system liczbowy, konwersja dwójkowego systemu liczbowego na dziesiętny i odwrotnie, prezentacja liczb ze znakiem, format z fiksowanym przecinkiem, wykonanie operacji na liczbach z fiksowanym przecinkiem, dodawanie dwójkowych liczb bez znaków i ze znakami, mnożenie dwójkowych liczb bez znaków, mnożenie dwójkowych liczb ze znakami, format z ruchomym przecinkiem, operacje arytmetyczne nad liczbami z ruchomym przecinkiem, podstawy techniki cyfrowej, bramki logiczne, układy kombinacyjne, układy sekwencyjne, konstruowanie układów kombinacyjnych i sekwencyjnych.
Kryteria oceny i sposoby weryfikacji zakładanych efektów kształcenia
Zaliczenie ćwiczeń - 2 kolokwia (50% oceny końcowej) w połowie semestru i na ostatnich zajęciach. Praca domowa (50% oceny końcowej).

Egzamin pisemny (dla osób, które zaliczyły ćwiczenia) w formie testu z wiedzy przekazanej na wykładzie.

Skala ocen:
poniżej 50% niedostateczny (2.0)
Szczegółowe zasady oceniania są podawane studentom z każdą edycją przedmiotu.

W1,W2,W3,W4,W5,W6, U1, U2, U3 – test, kolokwium, praca domowa, przygotowanie do zajęć
K1 – praca i aktywność na zajęciach

GODZINOWE EKWIWALENTY PUNKTÓW ECTS
Godziny realizowane w ramach programu studiów:
Wykład 15, Ćwiczenia 15
Łączna liczba godzin z udziałem nauczyciela akademickiego 30
Liczba punktów ECTS z udziałem nauczyciela akademickiego 2

Praca własna:
Przygotowanie do zajęć 5
Studiowanie literatury 5
Przygotowanie do kolokwiów i egzaminu 5
Łączna liczba godzin 15
Liczba punktów ECTS 1

Sumaryczna liczba punktów ECTS dla modułu 3
Literatura podstawowa i uzupełniająca
LITERATURA PODSTAWOWA:
1. Andrew S. Tanenbaum. Strukturalna organizacja systemów komputerowych, Helion, 2006
2. Stallings William. Organizacja i Architektura Systemu Komputerowego.Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, 2004.
3. L. Null, J. Labur, Struktura organizacyjna i architektura systemów komputerowych, Helion, 2005
4. A. Melnyk, Architektura komputera. VOD, 2008
LITERATURA UZUPEŁNIAJĄCA:
1. J. Biernat, Arytmetyka komputerów, PWN, 1996
2, S. Gryś, Arytmetyka komputerów, PWN, 2007.
3. D.A. Patterson, J.L. Hennessy, Computer Architecture. A Quantitative Approach. 6th Edition. Morgan Kaufmann, 2017
Kierunek studiów: Informatyka (stacjonarne I stopnia)
Lokalizacja w planach rocznych:
Etap:Rok I - Semestr 1
Punkty ECTS: 0
Forma zaliczenia: Zal. na ocenę