Sadržaj se učitava...
mdi-home Početna mdi-account-multiple Djelatnici mdi-script Studiji mdi-layers Katedre mdi-calendar-clock Raspored sati FOI Nastava search apps mdi-login
Arhitektura računalnih sustava
Computer Systems Architecture
2013/2014
6 ECTSa
Informacijski i poslovni sustavi 1.1 (PDS)
Katedra za informatičke tehnologije i računarstvo
TOS
3. semestar
Osnovne informacijemdi-information-variant Izvođači nastavemdi-account-group Nastavni plan i programmdi-clipboard-text-outline Model praćenjamdi-human-male-board Ispitni rokovimdi-clipboard-check-outline Rasporedmdi-calendar-clock Konzultacijemdi-account-voice
Izvođenje kolegija
Studij Studijski program Semestar Obavezan
Informacijski i poslovni sustavi 1.1 (PDS) Poslovni sustavi 5 izborni
Informacijski i poslovni sustavi 1.1 (PDS) Informacijski sustavi 3 obavezan
Informacijski i poslovni sustavi 1.1 (PDS) Poslovni sustavi 3 izborni
Cilj kolegija
Cilj kolegija je upoznavanje studenata s građom i načinom rada suvremenih računarskih sustava temeljenih na procesorima CISC i RISC. U okviru kolegija studenti će usvojiti principe rada osnovnih funkcijskih komponenti računala te će na osnovu toga moći procijeniti performanse računala i utjecaj na izvršavanje korisničkih programa. Studenti će se upoznati s principima programiranja u asembleru
Preduvjeti
Norma kolegija
Predavanja
30 sati
Seminar
28 sati
Vježbe u praktikumu
2 sati
Nastavnik Uloga na kolegiju Oblik nastave Tjedana Sati Grupa
Magdalenić Ivan Nositelj Predavanja
Seminar
15
14
2
2
1
3
Ribarić Slobodan Nositelj
Cmuk Drago Vanjski suradnik Vježbe u praktikumu 2 1 7
Sadržaj predavanja
  • Funkcijski model računalnog sustava
    Uvod, model obrade, Turingov stroj kao apstraktni izvršitelj, definicija i klasifikacija arhitekture računala.
  • Von Neumannov model računala
    Funkcijske jedinice, centralna procesna jedinica (CPU): upravljačka jedinica (CU) i aritmetičko-logička jedinica (ALU), memorija, ulazno-izlazna jedinica (IO), faze PRIBAVI i IZVRŠI, instrukcijski ciklus.
  • Uloga i svojstvo procesora
    Pojednostavljeni model mikroprocesora, sabirnica i stanje na sabirnici, osnovne komponente standardne arhitekture.
  • Osnovne značajke CISC i RISC procesora
    ISA model RISC procesora. Programski model procesora, strojne instrukcije, skup instrukcija, format instrukcija (razlika CISC i RISC pristupa), načini adresiranja, tipovi podataka: cjelobrojni, znakovni i brojevni nizovi, brojevi s pomičnim zarezom, podatkovne strukture značajne u arhitekturi.
  • Protočni model RISC procesora
    Procjena ubrzanja rada, Hazardi u protočnoj strukturi i njihovo rješavanje.
  • Upravljačka jedinica
    Prijenos upravljanja na instrukcijskoj razini, prijenos upravljanja između dviju programskih struktura, pozivanje i vraćanje iz potprograma, posluživanje prekida, gniježđenje i rekurzivno pozivanje programa, stožna (LIFO) struktura.
  • Analiza slučaja za procesor naprednije arhitekture
    Sklopovska i mikroprogramska izvedba CU, koncept protočnosti, protočna upravljačka jedinica.
  • Aritmetičko logička jedinica (ALU)
    Poluzbrajalo (HA), potpuno zbrajalo (FA), sklopovi za posmak, izvedba aritmetičkih operacija, izvedba logičkih operacija.
  • Standardni pristup oblikovanju ALU
    Sklopovska realizacija jednostavne ALU jedinice.
  • Memorijski sustav
    Memorija: sklopovski aspekti (bistabili, memorijske ćelije, SRAM, DRAM, organizacija: 2D, 3D, 2 i 1/2 D, ciklusi čitanja i pisanja, brzina pristupa), programski aspekti (naslovni prostor, kapacitet, adresna zrnatost, poravnanje, uređaj bajtova).
  • Memorijska hijerarhija
    Načini ubrzanja: memorija s preklapanjem, priručna memorija (organizacija, način smještanja i zamjene blokova, načini obnavljanja glavne memorije, algoritmi zamjene blokova, problem koherentnosti).
  • Virtualna memorija
    Organizacija logičkog i fizičkog adresnog prostora, adresno preslikavanje, straničenje, segmentacija, segmentacija sa straničenjem.
  • Ulazno izlazni (IO) sustav računala
    Programirani uvjetni i bezuvjetni IO prijenos, memorijsko preslikavanje i izdvojeno IO preslikavanje.
  • Prekidni ulazno-izlazni prijenos
    Organizacija prekida, hijerarhija prekidnih struktura, vektorski prekid.
  • Obrada iznimaka
    Organizacija iznimaka, vrste iznimaka.
Sadržaj seminara/vježbi
  • Uvodne vježbe
    Opis sadržaja seminara iz arhitektura računalskih sustava. Upoznavanje sa komponentama računala i vježbe sastavljanja stolnih računala.
  • Asembler
    Upoznavanje sa naredbama u asemblerskom jeziku. Upoznavanje sa simulatorom procesora Motorola 68000 Easy68K. Primjer disasembliranja i obrnutog inženjeringa za Intelovu platformu x86.
  • Turingov stroj
    Upoznavanje sa principima rada Turingovog stroja. Izrada programa za Turingov stroj.
  • Digitalna elektronika
    Upoznavanje sa principom rada tranzistora. Upoznavanje sa označavanjem i principima rada osnovnih logičkih vrata, dekodera, multipleksora, zbrajala i bistabila. Pozicioni brojevni sustav. Digitalna aritmetika u određenom modulu. Definicije nepotpunog i potpunog komplementa. Prikaz načina kodiranja negativnih brojeva u računalu.
  • Memorijski adresni prostor
    Upoznavanje sa pojmovima: adresna zrnatost, poravnavanje podataka, uređenju memorije manje značajni bajt prvo i više značajni bajt prvo, kapacitet memorije. Rješavanje zadataka u kojima se vide principi izbora memorijskih modula unutar računala, izračun kapaciteta memorijskih modula i određivanje adresnog prostora.
  • Stanja u registrima i na sabirnicama računala
    Upoznavanje sa pojednostavljenim modelom 8-bitnog mikroprocesora. Rješavanje zadataka u kojima se za određeni niz instrukcija određuje stanje registara u procesoru i stanja na vanjskim sabirnicama računala u svakom taktu izvođenja.
  • Tipovi podataka
    upoznavanje sa pojmovima: Podržani tip podataka, diskretni i nediskretni tip podataka. Upoznavanje sa standardom za zapis brojeva sa pomičnim decimalnim zarezom IEEE Task P754. Konverzija realnih brojeva prema IEEE Task P754 standard.
  • Digitalna aritmetika
    Upoznavanje sa načinom određivanja stanja zastavica u statusnom registru procesora. Izvođenje aritmetičkih operacija uz određivanje stanja zastavaica u statusnom registru procesora.
  • Stog, potprogram, prekid
    Upoznavanje sa principima rada i realizacije stoga. Rješavanje zadataka u kojima se prezentira princip rada procesora pri pozivanju potprograma i obradi prekida.
  • Memorija
    Upoznavanje sa pojmovima: memorijska hijerarhija, organizacije priručne memorije. Određivanje foramta virtualne i fizičke adrese. Rješavanje zadataka vezanih uz algoritme zamjene stranica.
Ishodi učenja kolegija
  • razumjeti arhitekturu računala i princip rada osnovnih komponenti računala i računala kao cjeline
  • analizirati utjecaj arhitekture računala na performanse računala i na izvođenje korisničkih programa i operacijskih sustava
  • prilagoditi algoritme i programski kod tako da se izvršavaju efikasnije uzimajući u obzir karakteristike, performanse i interakciju između funkcijskih komponenti računala. Prepoznati i objasniti osnovne instrukcije asemlerskog jezika
  • preporučiti računala sa najboljim odnosom performanse/cijena s obzirom na specifične potrebe što uključuje razumijevanje kako pojedine varijante, kao što su više memorije ili viši takt procesora, utječu na izvršavanje programa.
  • razumjeti format zapisa podataka i instrukcija u binarnom brojevnom sustavu i objasniti kako format zapisa podataka utječe na točnost aritmetičkih operacija i preciznost prikaza brojeva
  • analizirati procesor sa stanovišta skupa instrukcija (ISA model procesora) .
  • objasniti koncept protočnosti i koncept virtualne memorije
  • razumjeti ulazno-izlazni podsustav procesora s naglaskom na izravni pristup memoriji (DMA) i prekidni sustav.
Ishodi učenja programa
  • razumjeti stanje i trendove razvoja suvremenih informacijskih i komunikacijskih tehnologija (ICT), razumjeti njihov utjecaj na pojedinca, organizaciju i društvo te procijeniti njihovu primjenjivost u zadanom kontekstu
  • razumjeti i primijeniti ključne aspekte informacijske tehnologije (programiranje, algoritmi, strukture podataka, baze podataka i znanja
  • razumjeti i primijeniti suvremene tehničke koncepte i prakse u informacijskim tehnologijama (arhitektura računala, operacijski sustavi, mreže računala)
  • razumjeti i primijeniti matematičke metode, modele i tehnike primjerene rješavanju problema iz područja informacijskih i poslovnih sustava
  • razumjeti bitne čimbenike koji utječu na poslovanje organizacije i pojedinaca te primijeniti osnovne metode i koncepte planiranja, upravljanja i obračuna poslovanja
  • analizirati stanje, identificirati prilike i definirati probleme s kojima se susreću organizacije i pojedinci u primjeni ICT, te formulirati rješenja uz primjenu ICT
  • razumjeti osnovna vertikalna područja primjene ICT (industrija, zdravstvo, promet, turizam, država i sl.), te horizontalne aplikacije (uredski sustavi, DSS, CRM, ERP, DMS i sl.)
  • razumjeti i primijeniti suvremene metodološke pristupe razvoja organizacijskih i informacijskih sustava, te oblikovanja organizacije i organizacijske strukture
  • razumjeti suvremene organizacijske koncepte i upravljati organizacijskom kulturom
  • modelirati poslovne procese i podatke u organizacijama i primijeniti modele u razvoju informacijskih i poslovnih sustava
  • razumjeti i primijeniti metode, tehnike razvoja informacijskih i programskih sustava u suvremenim razvojnim okolinama
  • razumjeti i primijeniti procese, metode i tehnologije upravljanja IT uslugama i resursima te podrške i pružanja različitih vrsta usluga vezanih uz ICT
  • razumjeti i primijeniti etička načela, zakonsku regulativu i norme koje se primjenjuju u struci
  • razumjeti osnovna načela i metode upravljanja organizacijom i uspješno raditi u timu
  • uspješno komunicirati s klijentima, korisnicima i kolegama na verbalan i pisani način uz primjenu odgovarajuće terminologije uključujući i sposobnost komunikacije o struci na stranom jeziku
  • pratiti stručnu literaturu na hrvatskom i stranom jeziku, pripremiti i samostalno održati prezentacije na hrvatskom i stranom jeziku stručnoj i općoj publici, te kritičku evaluaciju prezentirane stručne teme
  • razumjeti i primijeniti vještine učenja potrebne za cjeloživotno učenje i nastavak obrazovanja na diplomskom studiju
  • razumjeti i primijeniti osnovne principe planiranja i razvoja karijere u struci i vlastitih poduzetničkih poduhvata
  • poznavati ključne aspekte informacijske tehnologije
  • identificirati i razumjeti bitne čimbenike koji utječu na poslovanje organizacije i pojedinaca te primijeniti osnovne metode i koncepte planiranja, upravljanja i obračuna poslovanja
  • prepoznati osnovna vertikalna područja primjene ICT (industrija, zdravstvo, promet, turizam, država i sl.), te horizontalne aplikacije (uredski sustavi, DSS, CRM, ERP, DMS i sl.)
  • razumjeti metode, tehnike razvoja informacijskih i programskih sustava u suvremenim razvojnim okolinama
  • razumjeti procese, metode i tehnologije upravljanja IT uslugama i resursima te podrške i pružanja različitih vrsta usluga vezanih uz ICT
  • identificirati ključne podatke i informacije za donošenje racionalnih poslovnih odluka
  • analizirati i vrednovati rezultat poslovanja, te predložiti unapređenje poslovnog sustava.
  • PROBAnje OPISivanja....
Osnovna literatura
  • Ribarić, S. Naprednije arhitekture mikroprocesora. Element, Zagreb, 2006.
  • Ribarić, S. Arhitekture računala RISC i CSIC. Školska knjiga, Zagreb, 1996.
Dopunska literatura
  • Tanenbaum, S. Structured Computer Organization. 5th ed., Upper Saddle River, Prentice-Hall, 2006.
  • Hennessy, J.L.; Patterson, D. A. Computer Architecture: A Quantative Approach. 4th ed., Morgan Kaufmann, San Francisco, 2007.
Slični kolegiji
  • Arhitektura računala 1, Fakultet elektrotehnike i računarstva
Redoviti studenti Izvanredni studenti
izvanredni rok
Datum: 15.04.2024.
Vrijeme: 16:00
Opis: Na Fakultetu
U kalendaru ispod se nalaze konzultacije predmetnih nastavnika, no za detalje o konzultacijama možete provjeriti na profilu pojedinog predmetnog nastavnika.
2024 © Fakultet organizacije i informatike, Centar za razvoj programskih proizvoda