Politechnika Warszawska - Centralny System Uwierzytelniania

Computer Architecture

Informacje ogólne

Kod przedmiotu:	103A-CTxxx-ISA-ECOAR
Kod Erasmus / ISCED:	(brak danych) / (brak danych)
Nazwa przedmiotu:	Computer Architecture
Jednostka:	Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych
Grupy:	( Computer Systems )-Computer Science, Telecommunications-B.Sc.-EITI ( Computer Systems and Networks - Foundation )-Computer Systems and Networks-M.Sc.-EITI ( Courses in English )--eng.-EITI ( Podstawy informatyki )-Informatyka-inż.-EITI ( Przedmioty techniczne )---EITI ( Technical Courses )--eng.-EITI
Punkty ECTS i inne:	6.00 Podstawowe informacje o zasadach przyporządkowania punktów ECTS: roczny wymiar godzinowy nakładu pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się dla danego etapu studiów wynosi 1500-1800 h, co odpowiada 60 ECTS; tygodniowy wymiar godzinowy nakładu pracy studenta wynosi 45 h; 1 punkt ECTS odpowiada 25-30 godzinom pracy studenta potrzebnej do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się; tygodniowy nakład pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się pozwala uzyskać 1,5 ECTS; nakład pracy potrzebny do zaliczenia przedmiotu, któremu przypisano 3 ECTS, stanowi 10% semestralnego obciążenia studenta.
Język prowadzenia:	angielski
Jednostka decyzyjna:	103000 - Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych
Kod wydziałowy:	ECOAR
Numer wersji:	1
Skrócony opis:	Wykład przedstawia budowę i działanie współczesnego procesora i komputera widziane z poziomu programu użytkowego i systemu operacyjnego. Omawiane są podstawy teoretyczne architektury komputerów, reprezentacje danych w komputerze, konstrukcja użytkowego i systemowego modelu programowego oraz mechanizmy sprzętowe umożliwiające implementację logiki komputera,
Pełny opis:	Zapoznanie studentów z architekturą i zasadami działania współczesnych procesorów i komputerów na poziomie oprogramowania użytkowego i systemu operacyjnego. Nabycie umiejętności programowania niskopoziomowego i hybrydowego. Wykład Pojęcia podstawowe. Taksonomie architektur komputerów, hierarchia pamięci. Dane w pamięci komputera – binarne reprezentacje danych. Dane w pamięci, wyrównanie danych. Dane wektorowe. Wymagania języków wysokiego poziomu. Sekcje pamięci. Stos. Przekazywanie sterowania pomiędzy procedurami. Mapa przestrzeni adresowej programu. Model procesora. Model programowy procesora – zestawy rejestrów, tryby adresowania, model operacji warunkowych. Konstrukcja listy instrukcji - podejście RISC i CISC. Współczsne architektury post-RISC. Wprowadzenie do zajęć laboratoryjnych. Program w komputerze – proces tworzenia – kompilacja, asemblacja, konsolidacja, ładowanie do pamięci. Programowanie asemblerowe. Programowanie hybrydowe. Techniki programowania asemblerowego – realizacja wybranych struktur sterowania i algorytmów. Procesor jednocyklowy – wykonanie instrukcji, ograniczenia. Procesor wielocyklowy z jednostką sterującą, mechanizmy przyspieszające. Potok – synchronizacja, hazardy i opóźnienia. Superpotok. Architektury superskalarne. Synchronizacja wielopotokowej jednostki wykonawczej. Prezentacja współczesnych architektur wielopotokowych. Kieszenie jako warstwa hierarchii pamięci — zasada działania, warianty organizacji. Ilościowy model wydajności hierarchii pamięci. Kieszenie wielowarstwowe, spójność. Problemy wydajnościowe w architekturach superskalarnych i superpotokowych – opóźnienie skoków, opóźnienie danych. Przewidywanie skoków. Sterowanie działaniem kieszeni. Mechanizmy przyspieszające odwołania do danych. Procesory wielowątkowe. Fuzja instrukcji. Wymagania systemu operacyjnego - zasady ochrony zasobów. Systemowy model programowy procesora. Poziomy zaufania. Maszyny wirtualne. Zarządzanie pamięcią. Funkcje systemu zarządzania pamięcią. Metody zarządzania pamięcią — prosta relokacja, segmentacja, stronicowanie. Wyjątki – definicja, klasyfikacja, zastosowanie. Zasady obsługi poszczególnych klas wyjątków. Implementacja systemu pamięci wirtualnej. Przechwycenia w maszynie wirtualnej. Wejście-wyjście – model logiczny i programowy sterownika. Obsługa urządzeń z aktywnym oczekiwaniem, z przerwaniami i przy użyciu bezpośredniego dostępu do pamięci. Urządzenia pamięci masowej – działanie, charakterystyka użytkowa pamięci dyskowych i półprzewodnikowych. Struktury komputerów – przegląd. Architektury: pamięciocentryczna, jedno-, i wieloszynowe, architektury z połączeniami punkt-punkt. Ewolucja struktur komputerów. Ćwiczenia Binarne reprezentacje danych. Dane w pamięci komputera. Wywołanie procedury – konwencje wołania, ramka stosu. Optymalizacje operacji arytmetycznych. Symulacja działania komputera w Logisim. Monitorowanie pracy rzeczywistego komputera – SDC. Laboratorium Programowanie asemblerowe RISC-V w środowisku systemu operacyjnego – symulator RARS. Programowanie hybrydowe x86 i x86-64 – Linux, GCC, NASM.
Literatura:	(tylko po angielsku) D. Patterson, J. Hennessy, Computer Organization and Design, The Hardware/Software Interface: RISC-V Edition, 2nd edition, Elsevier 2021 The RISC-V Instruction Set Manual Volume I: Unprivileged ISA, riscv.org, 2019 Intel® 64 and IA-32 Architectures Software Developer's Manual, Intel Corp. AMD64 Architecture Programmer's Manual, AMD Inc. System V Application Binary Interface, Intel386 Architecture Processor Supplement, 2015 System V Application Binary Interface, AMD64 Architecture Processor Supplement, 2018 RARS RISC-V Architecture Simulator NASM Netwide Assembler Logisim-evolution
Efekty uczenia się:	(tylko po angielsku) Knowledge Understands the principles of computer's operation and execution of programs by hardware. Knows data representations used by computers and is able to use data types efficiently. Is able to identify performance limitations resulting from computer's hardware structure. Understands the rules of computer's resource management and hardware mechanisms related to resource management and protection. Understands the rules of cooperation between computer and its peripheral devices. Knows the common structures of computers. Skills Is able to read and write assembly language and hybrid programs. Is able to identify performance limitations caused by software and determine the possibilities of software optimization. Understands the need to self-study. Uses technical literature. Social competence Is creative as an engineer

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2023/2024 - sem. zimowy" (w trakcie)

Okres:	2023-10-01 - 2024-02-18	Wybrany podział planu: ten tydzień cykl przedmiotu zobacz plan zajęć
Typ zajęć:	Ćwiczenia, 15 godzin, 64 miejsc więcej informacji Laboratorium, 15 godzin, 64 miejsc więcej informacji Wykład, 30 godzin, 64 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy:	Grzegorz Mazur
Prowadzący grup:	Krystian Chachuła, Grzegorz Mazur, Zbigniew Szymański
Lista studentów:	(nie masz dostępu)
Zaliczenie:	Egzamin
Jednostka realizująca:	103200 - Instytut Informatyki

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2022/2023 - sem. letni" (zakończony)

Okres:	2023-02-20 - 2023-09-30	Wybrany podział planu: ten tydzień cykl przedmiotu zobacz plan zajęć
Typ zajęć:	Ćwiczenia, 15 godzin, 60 miejsc więcej informacji Laboratorium, 15 godzin, 60 miejsc więcej informacji Wykład, 30 godzin, 60 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy:	Grzegorz Mazur
Prowadzący grup:	Grzegorz Mazur, Zbigniew Szymański
Lista studentów:	(nie masz dostępu)
Zaliczenie:	Egzamin
Jednostka realizująca:	103200 - Instytut Informatyki

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2022/2023 - sem. zimowy" (zakończony)

Okres:	2022-10-01 - 2023-02-19	Wybrany podział planu: ten tydzień cykl przedmiotu zobacz plan zajęć
Typ zajęć:	Ćwiczenia, 15 godzin, 60 miejsc więcej informacji Laboratorium, 15 godzin, 60 miejsc więcej informacji Wykład, 30 godzin, 60 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy:	Grzegorz Mazur
Prowadzący grup:	Krystian Chachuła, Grzegorz Mazur, Michał Rudowski, Zbigniew Szymański
Lista studentów:	(nie masz dostępu)
Zaliczenie:	Egzamin
Jednostka realizująca:	103200 - Instytut Informatyki

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2021/2022 - sem. letni" (zakończony)

Okres:	2022-02-23 - 2022-09-30	Wybrany podział planu: ten tydzień cykl przedmiotu zobacz plan zajęć
Typ zajęć:	Ćwiczenia, 15 godzin, 60 miejsc więcej informacji Laboratorium, 15 godzin, 60 miejsc więcej informacji Wykład, 30 godzin, 60 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy:	Grzegorz Mazur
Prowadzący grup:	Grzegorz Mazur, Zbigniew Szymański
Lista studentów:	(nie masz dostępu)
Zaliczenie:	Egzamin
Jednostka realizująca:	103200 - Instytut Informatyki

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2021/2022 - sem. zimowy" (zakończony)

Okres:	2021-10-01 - 2022-02-22	Wybrany podział planu: ten tydzień cykl przedmiotu zobacz plan zajęć
Typ zajęć:	Ćwiczenia, 15 godzin, 72 miejsc więcej informacji Laboratorium, 15 godzin, 72 miejsc więcej informacji Wykład, 30 godzin, 72 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy:	Grzegorz Mazur
Prowadzący grup:	Rajmund Kożuszek, Grzegorz Mazur, Zbigniew Szymański
Lista studentów:	(nie masz dostępu)
Zaliczenie:	Egzamin
Jednostka realizująca:	103200 - Instytut Informatyki

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2020/2021 - sem. letni" (zakończony)

Okres:	2021-02-20 - 2021-09-30	Wybrany podział planu: ten tydzień cykl przedmiotu zobacz plan zajęć
Typ zajęć:	Ćwiczenia, 15 godzin, 60 miejsc więcej informacji Laboratorium, 15 godzin, 60 miejsc więcej informacji Wykład, 30 godzin, 60 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy:	Grzegorz Mazur
Prowadzący grup:	Rajmund Kożuszek, Grzegorz Mazur, Zbigniew Szymański
Lista studentów:	(nie masz dostępu)
Zaliczenie:	Egzamin
Jednostka realizująca:	103200 - Instytut Informatyki

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2020/2021 - sem. zimowy" (zakończony)

Okres:	2020-10-01 - 2021-02-19	Wybrany podział planu: ten tydzień cykl przedmiotu zobacz plan zajęć
Typ zajęć:	Ćwiczenia, 15 godzin, 48 miejsc więcej informacji Laboratorium, 15 godzin, 48 miejsc więcej informacji Wykład, 30 godzin, 48 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy:	Grzegorz Mazur
Prowadzący grup:	Rajmund Kożuszek, Grzegorz Mazur, Zbigniew Szymański
Lista studentów:	(nie masz dostępu)
Zaliczenie:	Egzamin
Jednostka realizująca:	103200 - Instytut Informatyki

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2019/2020 - sem. letni" (zakończony)

Okres:	2020-02-22 - 2020-09-30	Wybrany podział planu: ten tydzień cykl przedmiotu zobacz plan zajęć
Typ zajęć:	Ćwiczenia, 15 godzin, 48 miejsc więcej informacji Laboratorium, 15 godzin, 48 miejsc więcej informacji Wykład, 30 godzin, 48 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy:	Grzegorz Mazur
Prowadzący grup:	Rajmund Kożuszek, Grzegorz Mazur, Zbigniew Szymański
Lista studentów:	(nie masz dostępu)
Zaliczenie:	Egzamin
Jednostka realizująca:	103200 - Instytut Informatyki

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2019/2020 - sem. zimowy" (zakończony)

Okres:	2019-10-01 - 2020-02-21	Wybrany podział planu: ten tydzień cykl przedmiotu zobacz plan zajęć
Typ zajęć:	Ćwiczenia, 15 godzin, 48 miejsc więcej informacji Laboratorium, 15 godzin, 48 miejsc więcej informacji Wykład, 30 godzin, 48 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy:	Grzegorz Mazur
Prowadzący grup:	Rajmund Kożuszek, Grzegorz Mazur, Zbigniew Szymański
Lista studentów:	(nie masz dostępu)
Zaliczenie:	Egzamin
Jednostka realizująca:	103200 - Instytut Informatyki

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2018/2019 - sem. letni" (zakończony)

Okres:	2019-02-18 - 2019-09-30	Wybrany podział planu: ten tydzień cykl przedmiotu zobacz plan zajęć
Typ zajęć:	Ćwiczenia, 15 godzin, 36 miejsc więcej informacji Laboratorium, 15 godzin, 36 miejsc więcej informacji Wykład, 30 godzin, 36 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy:	Grzegorz Mazur
Prowadzący grup:	Rajmund Kożuszek, Grzegorz Mazur, Zbigniew Szymański
Lista studentów:	(nie masz dostępu)
Zaliczenie:	Egzamin
Jednostka realizująca:	103200 - Instytut Informatyki

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2018/2019 - sem. zimowy" (zakończony)

Okres:	2018-10-01 - 2019-02-17	Wybrany podział planu: ten tydzień cykl przedmiotu zobacz plan zajęć
Typ zajęć:	Ćwiczenia, 15 godzin, 48 miejsc więcej informacji Laboratorium, 15 godzin, 48 miejsc więcej informacji Wykład, 30 godzin, 48 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy:	Grzegorz Mazur
Prowadzący grup:	Rajmund Kożuszek, Grzegorz Mazur, Zbigniew Szymański
Lista studentów:	(nie masz dostępu)
Zaliczenie:	Egzamin
Jednostka realizująca:	103200 - Instytut Informatyki

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2017/2018 - sem. letni" (zakończony)

Okres:	2018-02-19 - 2018-09-30	Wybrany podział planu: ten tydzień cykl przedmiotu zobacz plan zajęć
Typ zajęć:	Ćwiczenia, 15 godzin, 36 miejsc więcej informacji Laboratorium, 15 godzin, 36 miejsc więcej informacji Wykład, 30 godzin, 36 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy:	Grzegorz Mazur
Prowadzący grup:	Grzegorz Mazur, Zbigniew Szymański
Lista studentów:	(nie masz dostępu)
Zaliczenie:	Egzamin
Jednostka realizująca:	103200 - Instytut Informatyki

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2017/2018 - sem. zimowy" (zakończony)

Okres:	2017-10-01 - 2018-02-18	Wybrany podział planu: ten tydzień cykl przedmiotu zobacz plan zajęć
Typ zajęć:	Ćwiczenia, 15 godzin, 41 miejsc więcej informacji Laboratorium, 15 godzin, 41 miejsc więcej informacji Wykład, 30 godzin, 41 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy:	Grzegorz Mazur
Prowadzący grup:	Grzegorz Mazur
Lista studentów:	(nie masz dostępu)
Zaliczenie:	Egzamin
Jednostka realizująca:	103200 - Instytut Informatyki

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2016/2017 - sem. letni" (zakończony)

Okres:	2017-02-20 - 2017-09-30	Wybrany podział planu: ten tydzień cykl przedmiotu zobacz plan zajęć
Typ zajęć:	Ćwiczenia, 15 godzin, 25 miejsc więcej informacji Laboratorium, 15 godzin, 25 miejsc więcej informacji Wykład, 30 godzin, 25 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy:	Grzegorz Mazur
Prowadzący grup:	Grzegorz Mazur
Lista studentów:	(nie masz dostępu)
Zaliczenie:	Egzamin
Jednostka realizująca:	103200 - Instytut Informatyki

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2016/2017 - sem. zimowy" (zakończony)

Okres:	2016-10-01 - 2017-02-19	Wybrany podział planu: ten tydzień cykl przedmiotu zobacz plan zajęć
Typ zajęć:	Ćwiczenia, 15 godzin, 35 miejsc więcej informacji Laboratorium, 15 godzin, 35 miejsc więcej informacji Wykład, 30 godzin, 35 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy:	Grzegorz Mazur
Prowadzący grup:	Grzegorz Mazur
Lista studentów:	(nie masz dostępu)
Zaliczenie:	Egzamin
Jednostka realizująca:	103200 - Instytut Informatyki

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2015/2016 - sem. letni" (zakończony)

Okres:	2016-02-23 - 2016-09-30	Wybrany podział planu: ten tydzień cykl przedmiotu zobacz plan zajęć
Typ zajęć:	Ćwiczenia, 15 godzin, 45 miejsc więcej informacji Laboratorium, 15 godzin, 45 miejsc więcej informacji Wykład, 30 godzin, 45 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy:	Grzegorz Mazur
Prowadzący grup:	Grzegorz Mazur
Lista studentów:	(nie masz dostępu)
Zaliczenie:	Egzamin
Jednostka realizująca:	103200 - Instytut Informatyki

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2015/2016 - sem. zimowy" (zakończony)

Okres:	2015-10-01 - 2016-02-22	Wybrany podział planu: ten tydzień cykl przedmiotu zobacz plan zajęć
Typ zajęć:	Ćwiczenia, 15 godzin, 26 miejsc więcej informacji Laboratorium, 15 godzin, 26 miejsc więcej informacji Wykład, 30 godzin, 26 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy:	Grzegorz Mazur
Prowadzący grup:	Grzegorz Mazur
Lista studentów:	(nie masz dostępu)
Zaliczenie:	Egzamin
Jednostka realizująca:	103200 - Instytut Informatyki

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2014/2015 - sem. letni" (zakończony)

Okres:	2015-02-23 - 2015-09-30	Wybrany podział planu: ten tydzień cykl przedmiotu zobacz plan zajęć
Typ zajęć:	Ćwiczenia, 15 godzin, 45 miejsc więcej informacji Laboratorium, 15 godzin, 45 miejsc więcej informacji Wykład, 30 godzin, 45 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy:	Grzegorz Mazur
Prowadzący grup:	Grzegorz Mazur
Lista studentów:	(nie masz dostępu)
Zaliczenie:	Egzamin
Jednostka realizująca:	103200 - Instytut Informatyki

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2014/2015 - sem. zimowy" (zakończony)

Okres:	2014-09-29 - 2015-02-22	Wybrany podział planu: ten tydzień cykl przedmiotu zobacz plan zajęć
Typ zajęć:	Ćwiczenia, 15 godzin, 24 miejsc więcej informacji Laboratorium, 15 godzin, 24 miejsc więcej informacji Wykład, 30 godzin, 24 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy:	Grzegorz Mazur
Prowadzący grup:	Grzegorz Mazur
Lista studentów:	(nie masz dostępu)
Zaliczenie:	Egzamin
Jednostka realizująca:	103200 - Instytut Informatyki

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2013/2014 - sem. letni" (zakończony)

Okres:	2014-02-24 - 2014-09-28	Wybrany podział planu: ten tydzień cykl przedmiotu zobacz plan zajęć
Typ zajęć:	Ćwiczenia, 15 godzin, 45 miejsc więcej informacji Laboratorium, 15 godzin, 45 miejsc więcej informacji Wykład, 30 godzin, 45 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy:	Grzegorz Mazur
Prowadzący grup:	Grzegorz Mazur
Lista studentów:	(nie masz dostępu)
Zaliczenie:	Egzamin
Jednostka realizująca:	103200 - Instytut Informatyki

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2013/2014 - sem. zimowy" (zakończony)

Okres:	2013-10-01 - 2014-02-23	Wybrany podział planu: ten tydzień cykl przedmiotu zobacz plan zajęć
Typ zajęć:	Ćwiczenia, 15 godzin, 45 miejsc więcej informacji Laboratorium, 15 godzin, 45 miejsc więcej informacji Wykład, 30 godzin, 45 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy:	Grzegorz Mazur
Prowadzący grup:	Grzegorz Mazur
Lista studentów:	(nie masz dostępu)
Zaliczenie:	Egzamin
Jednostka realizująca:	103200 - Instytut Informatyki

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2012/2013 - sem. letni" (zakończony)

Okres:	2013-02-20 - 2013-09-30	Wybrany podział planu: ten tydzień cykl przedmiotu zobacz plan zajęć
Typ zajęć:	Ćwiczenia, 15 godzin, 45 miejsc więcej informacji Laboratorium, 15 godzin, 45 miejsc więcej informacji Wykład, 30 godzin, 45 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy:	Grzegorz Mazur
Prowadzący grup:	Grzegorz Mazur
Lista studentów:	(nie masz dostępu)
Zaliczenie:	Egzamin
Jednostka realizująca:	103200 - Instytut Informatyki

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2012/2013 - sem. zimowy" (zakończony)

Okres:	2012-10-01 - 2013-02-19	Wybrany podział planu: ten tydzień cykl przedmiotu zobacz plan zajęć
Typ zajęć:	Ćwiczenia, 15 godzin, 45 miejsc więcej informacji Laboratorium, 15 godzin, 45 miejsc więcej informacji Wykład, 30 godzin, 45 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy:	Grzegorz Mazur
Prowadzący grup:	Grzegorz Mazur
Lista studentów:	(nie masz dostępu)
Zaliczenie:	Egzamin
Jednostka realizująca:	103200 - Instytut Informatyki

Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Politechnika Warszawska.