Wydział Informatyki - Informatyka (N1)
specjalność: systemy komputerowe i oprogramowanie
Sylabus przedmiotu Architektura systemów komputerowych:
Informacje podstawowe
Kierunek studiów | Informatyka | ||
---|---|---|---|
Forma studiów | studia niestacjonarne | Poziom | pierwszego stopnia |
Tytuł zawodowy absolwenta | inżynier | ||
Obszary studiów | nauki techniczne, studia inżynierskie | ||
Profil | ogólnoakademicki | ||
Moduł | — | ||
Przedmiot | Architektura systemów komputerowych | ||
Specjalność | przedmiot wspólny | ||
Jednostka prowadząca | Katedra Architektury Komputerów i Telekomunikacji | ||
Nauczyciel odpowiedzialny | Mirosław Łazoryszczak <Miroslaw.Lazoryszczak@zut.edu.pl> | ||
Inni nauczyciele | Magdalena Szaber-Cybularczyk <Magdalena.Szaber@zut.edu.pl>, Mirosław Łazoryszczak <Miroslaw.Lazoryszczak@zut.edu.pl> | ||
ECTS (planowane) | 4,0 | ECTS (formy) | 4,0 |
Forma zaliczenia | egzamin | Język | polski |
Blok obieralny | — | Grupa obieralna | — |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
KOD | Wymaganie wstępne |
---|---|
W-1 | Student ma podstawową wiedzę w zakresie programowania w C++. |
W-2 | Student ma podstawową wiedzę w zakresie układów cyfrowych. |
W-3 | Student ma podstawową wiedzę w zakresie budowy i rodzajów pamięci komputerowych. |
Cele przedmiotu
KOD | Cel modułu/przedmiotu |
---|---|
C-1 | Wiedza o podstawowych architekturach komputerów oraz zarysie historii prac nad tymi architekturami. |
C-2 | Znajomość warunków koniecznych do pracy systemu komputerowego w sytsemach jedno- i wieloprocesorowych. |
C-3 | Umiejętność czytania schematów blokowych architektur procesorów. |
C-4 | Umiejetność pisania podstawowych kodów niskopoziomowych w języku assembler. Znajomość podstawowych zagadnień konstrukcji kodu maszynowego. Umiejetność łączenia kodu niskopoziomowego i wysokopoziomowego w jednej aplikacji. |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
KOD | Treść programowa | Godziny |
---|---|---|
laboratoria | ||
T-L-1 | Budowa płyty głównej typowego komputera. Rozkład układów scalonych na typowej płycie głównej. | 2 |
T-L-2 | Samodzielne złożenie podstawowego systemu komputerowego. | 2 |
T-L-3 | Program samostartujący z dysku USB z wykorzystaniem asemblera x86 oraz przerwań. | 2 |
T-L-4 | WIN32ASM - assembler dla systemu Windows. Przekazywanie parametrów do funkcji przez stos, zmienne lokalne, organizacja pamięci aplikacji oraz koncepcja kolejki komunikatów. | 2 |
T-L-5 | Integracja języka assembler i C++. Wstawki asemblerowe w Visual Studio oraz ich uruchamianie i integrowanie z resztą kodu. | 2 |
T-L-6 | Obsługa portu COM (RS232) w wersji podstawowej, konfigurowanie portu, wysyłanie znaków, sprawdzanie liczby znaków oczekujących w buforze, obieranie znaków z bufora. | 2 |
T-L-7 | Sterowanie robotem przez moduł radiowy z interfejsem USB widzianym jako port COM, wprowadzenie obsługi joysticka w systemie Windows. | 2 |
T-L-8 | Obsługa kamery w systemie Windows z wykorzystaniem interfejsu VfW. | 2 |
T-L-9 | Obsługa karty muzycznej i generowanie dźwięku w systemie Windows. | 2 |
T-L-10 | Obsługa sygnału z mikrofonu w systemie Windows z wykorzystaniem karty dźwiękowej. | 2 |
T-L-11 | ARM9 z systemem Windows CE z wykorzystaniem zdarzenia dotyku maty dotykowej na ekranie, układu czasowego oraz metod rysowania na ekranie. | 2 |
T-L-12 | Zaliczenie zajęc laboratoryjnych | 2 |
24 | ||
wykłady | ||
T-W-1 | Podstawowe pojęcia z zakresu architektury i organizacji systemów komputerowych. Stan obecny i historia rozwoju komputerów. | 2 |
T-W-2 | Działanie komputera. Magistrale wewnętrzne. | 2 |
T-W-3 | Jednostka arytmetyczno-logiczna. Arytmetyka, lista rozkazów, tryby adresowania. | 2 |
T-W-4 | Procesor x86. Przykłady programowania w asemblerze. | 2 |
T-W-5 | Hierarchia pamięci. Pamięć podręczna, sposoby odwzorowania pamięci głównej. | 2 |
T-W-6 | Pamięć wewnętrzna, mechanizmy korekcji błędów, zarządzanie pamięcią. | 2 |
T-W-7 | Pamięć zewnętrzna. | 2 |
T-W-8 | Sposoby obsługi urządzeń wejścia/wyjścia. | 2 |
T-W-9 | Mechanizmy wspierania systemów operacyjnych za pomocą rozwiązań sprzętowych. | 2 |
T-W-10 | Komputery o zredukowanej liście rozkazów - przesłanki rozwoju, cechy, przykłady. | 2 |
T-W-11 | Równoległość na poziomie instrukcji – przetwarzanie superskalarne. | 2 |
T-W-12 | Przetwarzanie równoległe (SMP, klastry, NUMA, obliczenia wektorowe). | 2 |
T-W-13 | Przegląd pozostałych współczesnych rozwiązań (architektury mobilne, GPU, systemy rekonfigurowalne). | 2 |
26 |
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
KOD | Forma aktywności | Godziny |
---|---|---|
laboratoria | ||
A-L-1 | Uczestnictwo w zajęciach | 24 |
A-L-2 | Przygotowanie do zajęć | 20 |
A-L-3 | Przygotowanie sprawozdań z laboratoriów | 22 |
A-L-4 | Udział w konsultacjach | 2 |
68 | ||
wykłady | ||
A-W-1 | Uczestnictwo w zajęciach | 26 |
A-W-2 | Przygotowanie do egzaminu | 22 |
A-W-3 | Udział w konsultacjach | 2 |
A-W-4 | Uczestnictwo w egzaminie. | 2 |
52 |
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
---|---|
M-1 | Wykład informacyjny |
M-2 | Wykład problemowy |
M-3 | Ćwiczenia laboratoryjne |
Sposoby oceny
KOD | Sposób oceny |
---|---|
S-1 | Ocena formująca: Sprawdziany wstępne przed wybranymi ćwiczeniami laboratoryjnymi. |
S-2 | Ocena podsumowująca: Ocena sprawozdań z wykonanych ćwiczeń laboratoryjnych. |
S-3 | Ocena podsumowująca: Egzamin pisemny z elementami problemowymi. |
S-4 | Ocena podsumowująca: Egzamin ustny. |
Zamierzone efekty kształcenia - wiedza
Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
---|---|---|---|---|---|---|---|
I_1A_C/12_W01 Student zna podstawowe architektury i organizacje komputerowe (w tym wybrane architektury mobilne) w ujęciu historycznym oraz współczesnym oraz zna podstawy warstwy fizycznej systemu komputerowego w kontekście środowiska procesora. | I_1A_W10, I_1A_W03, I_1A_W21 | — | — | C-2, C-1 | T-W-5, T-W-4, T-W-2, T-W-1, T-W-8, T-W-12, T-W-3, T-W-6, T-W-7, T-W-9, T-W-10, T-W-11, T-W-13, T-L-1 | M-1, M-2 | S-4, S-1, S-3 |
Zamierzone efekty kształcenia - umiejętności
Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
---|---|---|---|---|---|---|---|
I_1A_C/12_U01 Student umie programować aplikacje wykorzystujace podstawowe urzadzenia i sterowniki sprzetowe oraz potrafi konfigurować systemy komputerowe w celu zapewnienia wymaganej efektywności. | I_1A_U06, I_1A_U04, I_1A_U18 | — | — | C-3, C-4 | T-L-11, T-L-5, T-L-9, T-L-10, T-L-7, T-L-8, T-L-6, T-L-4, T-L-3, T-L-2 | M-3 | S-2 |
Kryterium oceny - wiedza
Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
---|---|---|
I_1A_C/12_W01 Student zna podstawowe architektury i organizacje komputerowe (w tym wybrane architektury mobilne) w ujęciu historycznym oraz współczesnym oraz zna podstawy warstwy fizycznej systemu komputerowego w kontekście środowiska procesora. | 2,0 | Nie spełnia minimalnych wymagań na ocene pozytywną. |
3,0 | Opisuje podstawowe architektury komputerów oraz zagadnienia warstwy fizycznej otoczenia procesora. Zna podstawy asemblera. | |
3,5 | Opisuje i rozumie działanie podstawowych architektur komputerowych oraz zagadnienia warstwy fizycznej otoczenia procesora dostrzegając wpływ poszczególnych składowych na wydajność systemu. Zna podstawy asemblera. | |
4,0 | Opisuje i rozumie działanie podstawowych architektur komputerowych oraz zagadnienia warstwy fizycznej otoczenia procesora rozumiejąc wpływ poszczególnych składowych na wydajność systemu. Zna asembler w omawianym zakresie. | |
4,5 | Jak na ocenę 4,0 oraz jest w stanie samodzielnie analizować działanie znanych systemów komputerowych. | |
5,0 | Jak na ocenę 4,5 oraz w stanie samodzielnie analizować działanie i wyciągać wnioski w zakresie dowolnych systemów komputerowych. |
Kryterium oceny - umiejętności
Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
---|---|---|
I_1A_C/12_U01 Student umie programować aplikacje wykorzystujace podstawowe urzadzenia i sterowniki sprzetowe oraz potrafi konfigurować systemy komputerowe w celu zapewnienia wymaganej efektywności. | 2,0 | Nie spełnia minimalnych wymagań na ocene pozytywną. |
3,0 | Potrafi w stopniu podstawowym wykonać elementarne zadania polegające na programowaniu elementów systemu wybranych platform komputerowych z wykorzystaniem języka asemblera i języków wyższego poziomu. | |
3,5 | Potrafi samodzielnie wykonać elementarne zadania polegające na programowaniu elementów systemu wybranych platform komputerowych z wykorzystaniem języka asemblera i języków wyższego poziomu. | |
4,0 | Potrafi samodzielnie wykonać zadania polegające na programowaniu elementów systemu wybranych platform komputerowych zapewniając ich współdziałanie z wykorzystaniem języka asemblera i języków wyższego poziomu. | |
4,5 | Jak na ocenę 4,0 oraz potrafi wykazać inicjatywę w zakresie sposobu rozwiązania postawionych problemów. | |
5,0 | Jak na ocenę 4,5 oraz dodatkowo potrafi wskazać i przeanalizować rozwiązania alternatywne. |
Literatura podstawowa
- Stallings W., Organizacja i architektura systemu komputerowego. Projektowanie systemu a jego wydajność., WNT, Warszawa, 2004, 3
- Nisan N., Schocken S., Elementy systemów komputerowych. Budowa nowoczesnego komputera od podstaw, WNT, Warszawa, 2008, 1
Literatura dodatkowa
- Hennessy J. L., Patterson D. A., Computer Architecture. A Quantitative Approach, Elsevier, Morgan Kaufmann, 2007, 4
- Patterson D. A., Hennessy J. L., Computer Organization and Design. The hardware/software interface, Elsevier, Morgan Kaufmann, 2009, 4
- Kirk D. B., Hwu W. W., Programmin Massively Parallel Processors. A Hnds-on Approach, Elsevier, Morgan Kaufmann, 2010
- Ceruzzi P. E., A History of Modern Computing, MIT Press, 2003