Architektura komputerów

Celem przedmiotu jest zapoznanie słuchaczy z podstawami techniki cyfrowej i architektury współczesnych komputerów, zasadami działania procesorów, konstrukcją hierarchii pamięci oraz oceną ich wydajności.

Treści kształcenia:

Logika binarna i kody liczbowe.

Reprezentacja danych. Liczby całkowite, zmiennopozycyjne.

Podstawy arytmetyki cyfrowej.

Przegląd architektur komputerów. Koncepcje mechanizmów systemowych i sprzętowych.

Organizacja: magistral, arbitrażu, DMA, dekodowania rozkazu i pracy sekwencera, ALU.

Układy procesorowe. Architektury CISC i RISC. Przetwarzanie SISD, SIMD, MIMD. Architektury procesorów.

Przetwarzanie potokowe. Architektura superskalarna.

Pamięć, pamięć podręczna, hierarchia pamięci. Przestrzeń IO, przerwania, komunikacja z urządzeniami zewnętrznymi.

MMU. Ochrona pamięci procesów. Wirtualizacja.

Architektury mikroprocesorowe. Przykłady.

Model pamięciowy programu, kompilacja, stos wykonania, rejestry indeksowe, sterta.

Budowa i działanie mikrojądra, stos systemowy, zmiana kontekstu, mikrojądro wieloprocesorowe.

Literatura i oprogramowanie:

1. W. Stallings, Organizacja i architektura systemu komputerowego.

2. N. Nisan, S. Schocken, Elementy systemów komputerowych, WNT, 2009.

3. D. Patterson, J. Hennessy, Computer organization and design, Elsevier.

4. J. Baranowski, B. Kalinowski, Z. Nosal, Układy elektroniczne, część III, układy i systemy cyfrowe.

5. J. Biernat, Arytmetyka komputerów, Warszawa, PWN 1996.

6. G. Mazur, Architektura komputerów - preskrypt do wykładu.

7. Witold Komorowski: Instrumenta computatoria. Wybrane architektury komputerów, Wydawnictwo Helion, 2000.

8. Jerzy Mieścicki: Wstęp do Informatyki. BTC, Legionowo 2013.

Student może otrzymać do 20 pkt za aktywność podczas ćwiczeń, oraz 80 pkt za sprawdzian końcowy. Próg zaliczenia wynosi 41 pkt, w tym minimum 38p ze sprawdzianu. Rozkład progów kolejnych ocen to sekwencja 53, 65, 77 i 89 pkt.