Předmět: Architektura počítačů

» Seznam fakult » PRF » KI
Název předmětu Architektura počítačů
Kód předmětu KI/PCA
Organizační forma výuky Přednáška + Cvičení
Úroveň předmětu Bakalářský
Rok studia nespecifikován
Semestr Zimní
Počet ECTS kreditů 4
Vyučovací jazyk Čeština
Statut předmětu Povinný, Povinně-volitelný
Způsob výuky Kontaktní
Studijní praxe Nejedná se o pracovní stáž
Doporučené volitelné součásti programu Není
Vyučující
  • Burle Jan, Ing. Ph.D.
  • Kuba Pavel, Ing. Ph.D.
  • Balín Kamil, Mgr.
Obsah předmětu
1. Vývoj PC, generace počítačů, základní technické charakteristiky, hlavní představitelé, V/V zařízení. 2. Architektura číslicových počítačů: druhy a význam architektur, použití, principy. Konstrukce současných číslicových počítačů: hlavní stavební prvky, typy počítačů podle různých hledisek, skříně počítačů (CASE), hlučnost a chlazení počítačů, ergonomie. 3. Základní deska a sběrnicová architektura: popis komponent základní desky, architektury čipsetů a řadičů (Northbridge, Southbridge). BIOS (Setup), UEFI. 4. Typy a vývoj periferních sběrnic (ISA - PCIExpress), přenosy dat v počítačovém systému: základní dělení, standardy, charakteristiky, využití, srovnání. 5. Základní pojmy z procesorové techniky, struktura mikroprocesoru, patice, architektury procesorů (RISC, CISC), dělení a charakteristiky. Aritmeticko-logická jednotka, řadič, příznakový registr, pokročilé architektury. 6. Vnitřní stavba mikroprocesorů, struktura instrukce počítače. Instrukční soubor, strojový cyklus (zřetězení instrukcí, superskalární architektura). Adresy a způsoby adresování v reálném a chráněném režimu. 7. Paměti: obecné rozdělení pamětí, typy pamětí v počítači, obecné parametry pamětí. Polovodičové paměti typu ROM/RWM: typy, charakteristické parametry, princip fungování, využití. Moduly operační paměti: typy a vývoj. Rychlé vyrovnávací paměti: využití, principy činnosti. SSD: výrobní technologie, princip činnosti. 8. Fyzická struktura pevných disků: základní konstrukce, parametry, fyzikální princip čtení a zápisu kódování dat. Adresování diskových bloků. Rozhraní pro komunikaci s okolím, rozhraní pro připojování pevných disků. RAID pole: typy, realizace, výhody. 9. Logická struktura pevných disků: MBR, diskový oddíl. Souborový systém FAT a NTFS: princip činnosti, výhody a nevýhody. Srovnání NTFS a FAT. 10. Optické disky: konstrukce CD/ DVD/BD mechaniky (schéma), fyzikální princip čtení a zápisu, CD/DVD/BD média. Kódování dat a souborové systémy, rozdíly formátů. Magnetooptické disky: konstrukce mechaniky, fyzikální princip čtení a zápisu, výhody a nevýhody. Další paměťové systémy: typy, konstrukce, principy zápisu a čtení dat, média. 11. Zobrazovací jednotky a grafický podsystém: fyzikální princip a schéma CRT, druhy, parametry. Fyzikální princip LCD, schéma buňky, druhy (TN, IPS, VA), parametry. Plazmové a 3D technologie. OLED. Grafický adaptér: GPU, grafická paměť. Grafická pipeline. 12. Zvukový podsystém: záznam zvuku, digitalizace, kvalita záznamu. Rozhraní. Přehrávání zvuku, FM syntéza, wave table syntéza, V/V rozhraní. Typy souborů. 13. Periferní zařízení. V/V zařízení: klávesnice, myš, tiskárny (druhy, principy činnosti), scanner, touchpad. Rozhraní pro komunikaci s okolím: paralelní × sériová rozhraní, typy rozhraní, popis rozhraní, srovnání rozhraní (USB, DisplayPort, Thunderbolt apod.). Náplň cvičení (zahrnuje práci s využitím virtuálního stroje) Bezpečnost, návrh počítačové sestavy, instalace a konfigurace OS, psaní skriptů/automatizace činnosti, záloha, RAID pole Náplň laboratoří 1. stavba PC, řešení problémů hardwarového typu, údržba PC 2. měření fyzikálních charakteristik (napětí, proud, výkon aj.), diagnostika a testování

Studijní aktivity a metody výuky
nespecifikováno
Výstupy z učení
Tento předmět je uceleným kurzem počítačového hardwaru. Studenti se seznámí s principy a technologiemi jednotlivých konstrukčních prvků počítačů architektury IBM PC. Budou probrány jednotlivé subsystémy počítače se zaměřením na moderní trendy, základní i rozšiřující komponenty počítače včetně V/V zařízeních s ohledem na očekávaný vývoj problematiky. Předmět je postaven tak, aby posluchači měli po teoretické přednášce možnost prakticky se seznámit s jednotlivými komponentami PC v rámci samostatné práce v laboratorních praktikách. Úkolem praktika je seznámit se především s hardwarem počítače typu IBM PC a jeho příslušenstvím formou řešení laboratorních úloh. Výuka probíhá v laboratořích v menších skupinách a slouží k procvičení znalostí získaných v přednášce. Hlavní náplní je stavba několika typů počítače, jejich konfigurace, instalace základního softwaru a řešení případných problémů hardwarového či softwarového typu. Studenti si vyzkouší diagnostiku a základní měření elektrických veličin.

Předpoklady
nespecifikováno

Hodnoticí metody a kritéria
nespecifikováno
Zápočet: aktivní účast na cvičení a laboratořích, odevzdání protokolů z měření Zkouška: písemný test, po jeho splnění následuje ústní část zkoušky (ověření teoretických znalostí)
Doporučená literatura
  • Broža P. Instalujeme a konfigurujeme počítač. CP Books. 2005.
  • DEMBOWSKI K. Mistrovství v Hardware. Computer Press, Praha, 2009.
  • Horák J. BIOS a Setup. Computer Press, Praha, 2010.
  • Horák J. Hardware. Computer Press, Praha, 2009.
  • Meyer M. Osobní počítač. Computer Press, Praha, 2006. ISBN 9788025108345.
  • Winkler P. Velký počítačový lexikon. Computer Press, Praha, 2005. EAN 9788025123317..


Studijní plány, ve kterých se předmět nachází
Fakulta Studijní plán (Verze) Kategorie studijního oboru/specializace Doporučený ročník Doporučený semestr