Wydział Informatyki - Informatyka (N1)
specjalność: systemy komputerowe i oprogramowanie
Sylabus przedmiotu Programowanie na poziomie sprzętowym:
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 | Programowanie na poziomie sprzętowym | ||
| Specjalność | systemy komputerowe i oprogramowanie | ||
| Jednostka prowadząca | Katedra Architektury Komputerów i Telekomunikacji | ||
| Nauczyciel odpowiedzialny | Krzysztof Makles <Krzysztof.Makles@zut.edu.pl> | ||
| Inni nauczyciele | Dorota Majorkowska-Mech <Dorota.Majorkowska-Mech@zut.edu.pl>, Krzysztof Makles <Krzysztof.Makles@zut.edu.pl> | ||
| ECTS (planowane) | 3,0 | ECTS (formy) | 3,0 |
| Forma zaliczenia | zaliczenie | Język | polski |
| Blok obieralny | 8 | Grupa obieralna | 4 |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
| KOD | Wymaganie wstępne |
|---|---|
| W-1 | Wymagane zaliczenie przedmiotu "Architektura systemów komputerowych" |
| W-2 | Wymagane zaliczenie przedmiotu "Systemy wbudowane" |
| W-3 | Wymagane zaliczenie przedmiotu "Programowanie obiektowe" |
| W-4 | Wymagane zaliczenie przedmiotu "Systemy operacyjne I" |
| W-5 | Wymagane zaliczenie przedmiotu "Systemy operacyjne II" |
Cele przedmiotu
| KOD | Cel modułu/przedmiotu |
|---|---|
| C-1 | Zapoznanie studentów ze współcześnie stosowanymi systemami operacyjnymi dla urządzeń przenośnych. |
| C-2 | Ugruntowanie umiejętności z zakresu teoretycznego i praktycznego wykorzystania operacji bliskosprzętowych w języku C/C++ (operacje na bitach, operowanie bitami na portach, struktury upakowane, pola bitowe, dostęp wariantowy). |
| C-3 | Ukształtowanie umiejętności z zakresu podstaw projektowania i opracowania sterownika urządzenia dla systemu operacyjnego Linux. |
| C-4 | Ukształtowanie umiejętności tworzenia oprogramowania na systemy mikroprocesorowe, ze szczególnym uwzględnieniem układów rekonfigurowalnych, na podstawie dokumentacji zestawów uruchomieniowych. |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
| KOD | Treść programowa | Godziny |
|---|---|---|
| projekty | ||
| T-P-1 | Realizacja oprogramowania bliskosprzetowego dla wybranej platformy mikroprocesorowej dostępnej w zasobach sprzętowych Katedry. Praca w zespołach 2 osobowych. | 12 |
| 12 | ||
| wykłady | ||
| T-W-1 | Przypomnienie i uzupełnienie wiadomości z zakresu systemów operacyjnych oraz programowania systemów wbudowanych (przegląd obecnie stosowanych mikrokontrolerów, omówienie budowy aktualnych systemów operacyjnych stosowanych w urządzeniach przenośnych, pod kątem technik programowania). | 2 |
| T-W-2 | Całkowite i zmiennoprzecinkowe reprezentacje liczb stosowane w urządzeniach mikrokomputerowych. | 2 |
| T-W-3 | Elementy programowania bliskosprzętowego w języku C/C++ (operacje na bitach, operowanie bitami na portach, urządzenia we/wy mapowane w pamięci, struktury upakowane, pola bitowe, dostęp wariantowy). | 4 |
| T-W-4 | Architektura i implementacja sterowników w popularnych systemach operacyjnych (Windows Embedded 6.0 CE, Linux). | 2 |
| 10 | ||
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
| KOD | Forma aktywności | Godziny |
|---|---|---|
| projekty | ||
| A-P-1 | Uczestnictwo w zajęciach projektowych. | 12 |
| A-P-2 | Samodzielna praca studenta nad rozwiązaniem postawionego zadania projektowego. | 44 |
| A-P-3 | Udział w zaliczeniu i konsultacjach | 4 |
| 60 | ||
| wykłady | ||
| A-W-1 | Uczestnictwo w zajęciach wykładowych. | 10 |
| A-W-2 | Studia literaturowe. | 6 |
| A-W-3 | Samodzielne rozwiązywanie zadań o charakterze obliczeniowym. | 12 |
| A-W-4 | Udział w zaliczeniu i konsultacjach | 2 |
| 30 | ||
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
| KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
|---|---|
| M-1 | Wykład z prezentacją. |
| M-2 | Metoda projektów. |
Sposoby oceny
| KOD | Sposób oceny |
|---|---|
| S-1 | Ocena podsumowująca: Ocena końcowa z części projektowej ustalana na podstawie aktywności studenta w trakcie zajęć oraz obrony wykonania projektu. |
| S-2 | Ocena podsumowująca: Ocena końcowa z części wykładowej określana na podstawie egzaminu pisemnego. |
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_O4/09_W01 Student rozróżnia mikrokontrolery stosowane obecnie w technice i potrafi je scharakteryzować. | I_1A_W10 | — | — | C-4 | T-P-1, T-W-1 | M-2 | S-1 |
| I_1A_O4/09_W02 Student nazywa i opisuje współcześnie stosowane systemy operacyjne dla urządzeń przenośnych. Potrafi scharakteryzować modele sterowników urządzeń stosowane we współczesnych systemach operacyjnych. | I_1A_W04 | — | — | C-1 | T-W-1, T-W-4 | M-1 | S-2 |
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_O4/09_U01 Student potrafi opisywać i analizować działanie systemów elektronicznych zawierających elementy programowalne, ze szczególnym uwzględnieniem układów reprogramowalnych. | I_1A_U18 | — | — | C-4 | T-P-1 | M-2 | S-1 |
| I_1A_O4/09_U02 Student potrafi rozwiązać postawione przed nim zadanie projektowe rozwiązywane w zespole, wykorzystujące zestaw uruchomieniowy zawierający mikrokontroler, oraz potrafi sporządzać dokumentację techniczną projektu. | I_1A_U17, I_1A_U02, I_1A_U03, I_1A_U05 | — | — | C-4, C-2 | T-P-1 | M-2 | S-1 |
| I_1A_O4/09_U03 Student potrafi wykorzystywać i stosować wiedzę teroretyczną dotyczącą programowania bliskosprzętowego i rozwiązywać postawione przed nim zadania inżynierskie, potrafi ocenić otrzymane wyniki badań laboratoryjnych, sporządzać sprawozdaia z wykonanych zadań. | I_1A_U19, I_1A_U17, I_1A_U04 | — | — | C-2, C-3 | T-W-3, T-W-2, T-W-4 | M-2 | S-1 |
Zamierzone efekty kształcenia - inne kompetencje społeczne i personalne
| 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_O4/09_K01 Student realizując zadanie projektowe w zespole uzyskuje świadomość odpowiedzialności za wspólnie realizowane zadanie. | I_1A_K03 | — | — | C-4, C-2 | T-P-1 | M-2 | S-1 |
| I_1A_O4/09_K02 Student realizując zadania projektowe rozumie potrzeby dokształcania się i dzielenia się wiedzą w dynamicznie rozwijającym się obszarze nauki, jaką jest informatyka. | I_1A_K01 | — | — | C-1, C-4 | T-P-1, T-W-1 | M-2 | S-1 |
Kryterium oceny - wiedza
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| I_1A_O4/09_W01 Student rozróżnia mikrokontrolery stosowane obecnie w technice i potrafi je scharakteryzować. | 2,0 | Brak projektu przygotowanego w stopniu podstawowym. |
| 3,0 | Projekt wykonany zgodnie z wytycznymi prowadzącego zajęcia w sposób niepełny, nie zawiera elementów wprowadzonych samodzielnie przez studenta. Brak dokumentacji projektu. Student posiada podstawową wiedze dotyczącą elementów składowych projektu (architektura mikrokontrolera, budowa zestawu uruchomieniowego). | |
| 3,5 | Projekt wykonany zgodnie z wytycznymi prowadzącego zajęcia, nie zawiera elementów wprowadzonych samodzielnie przez studenta. Brak dokumentacji projektu. Student potrafi wskazać miejsce wdrożenia opracowanego rozwiązania. | |
| 4,0 | Projekt wykonany zgodnie z wytycznymi prowadzącego zajęcia, zawiera elementy wprowadzone samodzielnie przez studenta. Brak dokumentacji projektu. Student potarfi przeprowadzić dyskusję uzyskanego rozwiązania i zidentyfikować słabe strony rozwiązania. | |
| 4,5 | Projekt wykonany zgodnie z wytycznymi prowadzącego zajęcia, zawiera elementy wprowadzone samodzielnie przez studenta. Przygotowana podstawowa dokumentacja projektowa. Student potrafi ocenić mocne i słabe strony uzyskanego rozwiązania. | |
| 5,0 | Projekt wykonany zgodnie z wytycznymi prowadzącego zajęcia, zawiera elementy wprowadzone samodzielnie przez studenta. Przygotowana pełna dokumentacja projektowa. Student potrafi ocenić mocne i słabe strony uzyskanego rozwiązania, oraz obronić opracowane rozwiązanie. Potrafi wskazać praktyczne zastosowania opracowanego rozwiązania. | |
| I_1A_O4/09_W02 Student nazywa i opisuje współcześnie stosowane systemy operacyjne dla urządzeń przenośnych. Potrafi scharakteryzować modele sterowników urządzeń stosowane we współczesnych systemach operacyjnych. | 2,0 | Wiedza z części wykładowej sprawdzana jest w drodze egzaminu pisemnego, ocenianego w skali punktowej. Student nie potrafi przywołać wiedzy dotyczącej systemów operacyjnych i modeli sterowników urządzeń. |
| 3,0 | Wiedza z części wykładowej sprawdzana jest w drodze egzaminu pisemnego, ocenianego w skali punktowej. Student potrafi określić podział architektury sterowników i opisać podział architektury sterowników ze względu na ich implementację, moduł ładujący oraz ładowanie do pamięci. | |
| 3,5 | Wiedza z części wykładowej sprawdzana jest w drodze egzaminu pisemnego, ocenianego w skali punktowej. Student potrafi określić podział architektury sterowników i scharakteryzować każdy z typów architektury sterowników. | |
| 4,0 | Wiedza z części wykładowej sprawdzana jest w drodze egzaminu pisemnego, ocenianego w skali punktowej. Student potrafi określić podział architektury sterowników i scharakteryzować każdy z typów architektury sterowników. Zna funkcje interfejsu strumieniowego w powiązaniu z systemem operacyjnym. Rozróżnia sterowniki działające w trybie urzytkownika, oraz sterowniki działające w trybie jądra. | |
| 4,5 | Wiedza z części wykładowej sprawdzana jest w drodze egzaminu pisemnego, ocenianego w skali punktowej. Student potrafi określić podział architektury sterowników i scharakteryzować każdy z typów architektury sterowników. Zna funkcje interfejsu strumieniowego w powiązaniu z systemem operacyjnym. Rozróżnia sterowniki działające w trybie urzytkownika, oraz sterowniki działające w trybie jądra. Potrafi wskazać zastosowanie obiektu reflektora i określić jego funkcje. | |
| 5,0 | Wiedza z części wykładowej sprawdzana jest w drodze egzaminu pisemnego, ocenianego w skali punktowej. Student posiada pełną wiedzę dotyczącą systemów operacyjnych dla urządzeń przenośnych, oraz architektur sterowników. Potrafi krytycznie ocenić różne architektury sterowników. Potrafi powiązać wiedzę dotyczącą sterowników urządzeń z wiedzą dotyczącą aspektów działania systemów operacyjnych. |
Kryterium oceny - umiejętności
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| I_1A_O4/09_U01 Student potrafi opisywać i analizować działanie systemów elektronicznych zawierających elementy programowalne, ze szczególnym uwzględnieniem układów reprogramowalnych. | 2,0 | Nie potrafi wymienić i nazwać popularnych mikrokontrolerów. Nie posiada elementarnej wiedzy na temat układów reprogramowalnych. |
| 3,0 | Student potrafi wymienić i nazwać popularne mikrokontrolery, oraz wyliczyć i opisać architektury układów reprogramowalnych. | |
| 3,5 | Student potrafi wymienić i nazwać popularne mikrokontrolery, oraz wyliczyć i opisać architektury układów reprogramowalnych. Potrafi przeprowadzić analize działania podstawowych elementów zestawu uruchomieniowego. | |
| 4,0 | Student potrafi wymienić i nazwać popularne mikrokontrolery, oraz wyliczyć i opisać architektury układów reprogramowalnych. Potrafi przeprowadzić analize działania wszystkich elementów zestawu uruchomieniowego. | |
| 4,5 | Student potrafi wymienić i nazwać popularne mikrokontrolery, oraz wyliczyć i opisać architektury układów reprogramowalnych. Potrafi przeprowadzić analize działania wszystkich elementów zestawu uruchomieniowego. Potrafi opisać architekturę i sposób wykorzystania magistrali łączącej elementy zestawu uruchomieniowego. | |
| 5,0 | Student potrafi wymienić i nazwać popularne mikrokontrolery, oraz wyliczyć i opisać architektury układów reprogramowalnych. Potrafi przeprowadzić analize działania wszystkich elementów zestawu uruchomieniowego. Potrafi opisać architekturę i sposób wykorzystania magistrali łączącej elementy zestawu uruchomieniowego. Posiada umiejętność planowania architektury rozwązania, które ma być określone w strukturze reprogramowalnej. | |
| I_1A_O4/09_U02 Student potrafi rozwiązać postawione przed nim zadanie projektowe rozwiązywane w zespole, wykorzystujące zestaw uruchomieniowy zawierający mikrokontroler, oraz potrafi sporządzać dokumentację techniczną projektu. | 2,0 | Brak projektu przygotowanego w stopniu podstawowym. |
| 3,0 | Projekt wykonany zgodnie z wytycznymi prowadzącego zajęcia w sposób niepełny, nie zawiera elementów wprowadzonych samodzielnie przez studenta. Brak dokumentacji projektu. Student potrafi dobrać zestaw uruchomieniowy (zawierający mikrokontroler) do postawionego zadania. | |
| 3,5 | Projekt wykonany zgodnie z wytycznymi prowadzącego zajęcia, nie zawiera elementów wprowadzonych samodzielnie przez studenta. Brak dokumentacji projektu. Student potrafi dobrać zestaw uruchomieniowy (zawierający mikrokontroler) do postawionego zadania. | |
| 4,0 | Projekt wykonany zgodnie z wytycznymi prowadzącego zajęcia, zawiera elementy wprowadzone samodzielnie przez studenta. Brak dokumentacji projektu. Student potrafi dobrać zestaw uruchomieniowy (zawierający mikrokontroler) do postawionego zadania. Wykorzystuje interfejsy dostępne w zestawie uruchomieniowym do komunikacji opracowanego rozwiązania ze światem zewnętrznym. | |
| 4,5 | Projekt wykonany zgodnie z wytycznymi prowadzącego zajęcia, zawiera elementy wprowadzone samodzielnie przez studenta. Przygotowana podstawowa dokumentacja projektowa. Student potrafi dobrać zestaw uruchomieniowy (zawierający układ reprogramowalny) do postawionego zadania. | |
| 5,0 | Projekt wykonany zgodnie z wytycznymi prowadzącego zajęcia, zawiera elementy wprowadzone samodzielnie przez studenta. Przygotowana pełna dokumentacja projektowa. Student potrafi dobrać zestaw uruchomieniowy (zawierający układ reprogramowalny) do postawionego zadania. Wykorzystuje interfejsy dostępne w zestawie uruchomieniowym do komunikacji opracowanego rozwiązania ze światem zewnętrznym. | |
| I_1A_O4/09_U03 Student potrafi wykorzystywać i stosować wiedzę teroretyczną dotyczącą programowania bliskosprzętowego i rozwiązywać postawione przed nim zadania inżynierskie, potrafi ocenić otrzymane wyniki badań laboratoryjnych, sporządzać sprawozdaia z wykonanych zadań. | 2,0 | Student nie wykonał postawionych mu zadań. |
| 3,0 | Student zna podstawowe reprezentacje liczb i potrafi wykonywać na nich operacje matematyczne. Zna i potrafi zaprezentować pojęcie nadmiaru. | |
| 3,5 | Student zna podstawowe reprezentacje liczb i potrafi wykonywać na nich operacje matematyczne. Zna i potrafi zaprezentować pojęcie nadmiaru. Zna i potrafi wykazać w programie zjawisko zakresu dla danej reprezentacji liczb. Potrafi aplikować obliczenia w reprezentacji stałoprzecinkowej. | |
| 4,0 | Student zna podstawowe reprezentacje liczb i potrafi wykonywać na nich operacje matematyczne. Zna i potrafi zaprezentować pojęcie nadmiaru i zakresu. Potrafi aplikować operacje matematyczne w formacie 16.16 i 32.32. | |
| 4,5 | Student zna podstawowe reprezentacje liczb i potrafi wykonywać na nich operacje matematyczne. Zna i potrafi zaprezentować pojęcie nadmiaru i zakresu. Potrafi aplikować operacje matematyczne w formacie 16.16 i 32.32. Potrafi stosować struktury upakowane. | |
| 5,0 | Student zna podstawowe reprezentacje liczb i potrafi wykonywać na nich operacje matematyczne. Zna i potrafi zaprezentować pojęcie nadmiaru i zakresu. Potrafi aplikować operacje matematyczne w formacie 16.16 i 32.32. Potrafi stosować struktury upakowane i dostęp wariantowy. |
Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| I_1A_O4/09_K01 Student realizując zadanie projektowe w zespole uzyskuje świadomość odpowiedzialności za wspólnie realizowane zadanie. | 2,0 | Student, nie dzieli się swoją wiedzą i umiejętnościami z pozostałymi członkami zespołu, nie wspiera pracy zespołu. |
| 3,0 | Student, pracując w zespole, wspiera pracę zespołu. | |
| 3,5 | Student, pracując w zespole, dzieli się swoją wiedzą i umiejętnościami z pozostałymi członkami zespołu, wspiera pracę zespołu. | |
| 4,0 | Student, pracując w zespole, dzieli się swoją wiedzą i umiejętnościami z pozostałymi członkami zespołu, aktywnie wspiera pracę zespołu. | |
| 4,5 | Student, pracując w zespole, dzieli się swoją wiedzą i umiejętnościami z pozostałymi członkami zespołu, aktywnie wspiera pracę zespołu. Powierzone zadanie realizuje w sposób odpowiedzialny. | |
| 5,0 | Student, pracując w zespole, dzieli się swoją wiedzą i umiejętnościami z pozostałymi członkami zespołu, aktywnie wspiera pracę zespołu. Powierzone zadanie realizuje w sposób odpowiedzialny i zgodnie z ustaleniami zespołu. | |
| I_1A_O4/09_K02 Student realizując zadania projektowe rozumie potrzeby dokształcania się i dzielenia się wiedzą w dynamicznie rozwijającym się obszarze nauki, jaką jest informatyka. | 2,0 | Student, w trakcie realizacji zadania, nie sięga po literaturę podstawową przedmiotu, nie poszukuje dodatkowych źródeł informacji. |
| 3,0 | Student, w trakcie realizacji zadania, sięga po literaturę podstawową przedmiotu. | |
| 3,5 | Student, w trakcie realizacji zadania, poszukuje dodatkowych źródeł informacji dotyczących zadania. | |
| 4,0 | Student, w trakcie realizacji zadania, poszukuje dodatkowych źródeł informacji dotyczących zadania, wskazuje takie źródła informacji pozostałym członkom zespołu. | |
| 4,5 | Student, w trakcie realizacji zadania, poszukuje dodatkowych źródeł informacji dotyczących zadania, wskazuje takie źródła informacji pozostałym członkom zespołu oraz innym zespołom lub studentom. | |
| 5,0 | Student, w trakcie realizacji zadania, poszukuje dodatkowych źródeł informacji dotyczących zadania, wskazuje takie źródła informacji pozostałym członkom zespołu oraz innym zespołom lub studentom. Chętnie sięga po literaturę podstawową przedmiotu. |
Literatura podstawowa
- D. W. Lewis, Między asemblerem a językiem C. Podstawy oprogramowania wbudowanego., Read Me Eremis, Warszawa, 2004
- R. Love, Linux. Programowanie systemowe., Helion, Gliwice, 2008
- R. Hyde, Asembler. Sztuka programowania., Helion, Gliwice, 2010
Literatura dodatkowa
- V. Pirogow, Asembler. Podręcznik programisty., Helion, Gliwice, 2005
- K. Kaspersky, Optymalizacja kodu. Efektywne wykorzystanie pamięci., Read Me Eremis, Warszawa, 2003
- D. Bovet, Understanding the Linux Kernel., O’Reilly Media, San Francisco, 2005
- J. Corbet, A. Rubini, G. Kroah-Hartman, Linux Device Drivers., O'Reilly Media, San Francisco, 2005