FOI nastava
FOI logo

Lista kolegija iz:

ak.god:
2015/2016
semestar:
3. semestar

2015/2016

6ECTSa

Preddiplomski

Informacijski/Poslovni sustavi v1.1

Program Obavezan
Informacijski sustavi IS Da
Poslovni sustavi PS Ne
3. semestar
2. nastavna godina

Arhitektura računalnih sustava npp:61769

Engleski naziv

Computer Systems Architecture

Katedra

Katedra za informatičke tehnologije i računarstvo

Kategorija ("boja")

TOS

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

Nastava

Predavanje
30sati
Seminar
28sati
Laboratorijske vježbe
2sati

Ishodi učenja predmeta

  • analizirati procesor sa stanovišta skupa instrukcija (ISA model procesora) .
  • analizirati utjecaj arhitekture računala na performanse računala i na izvođenje korisničkih programa i operacijskih sustava
  • objasniti koncept protočnosti i koncept virtualne memorije
  • 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.
  • 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
  • razumjeti arhitekturu računala i princip rada osnovnih komponenti računala i računala kao cjeline
  • 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
  • razumjeti ulazno-izlazni podsustav procesora s naglaskom na izravni pristup memoriji (DMA) i prekidni sustav.

Ishodi učenja programa

  • razumjeti i primijeniti ključne aspekte informacijske tehnologije (programiranje, algoritmi, strukture podataka, baze podataka i znanjarazumjeti 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 suvremene tehničke koncepte i prakse u informacijskim tehnologijama (arhitektura računala, operacijski sustavi, mreže računala)
  • 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 konteksturazumjeti 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

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.

Alati koji se koriste na predmetu

  • EASy68K Editor/Assembler/Simulator for the 68000
    EASy68K Editor/Assembler/Simulator je editor i simulator za procesor Motorola 68000. EASy68K je projekt otvorenog koda i distribuira se pod GNU general public use license.
  • OllyDbg v1.10
    32-bit Assembler-Level Debugger

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.

Preduvjeti

  • Informatika 1
    Cilj kolegija je ujednačavanje, unapređivanja i sistematizacija temeljnih informatičkih znanja i koncepata kroz poznavanje osnovnih elemenata informacijskog i računalnog sustava. Studenti trebaju prepoznati primjenu i funkciju osnovnih elemenata informacijskog sustava u poslovnom okruženju te razumjeti njihovu povezanost s računalnim sustavom. Isto tako će razumjeti i moći opisati princip rada školskog računala na razini pojedine logičke cjeline te kategorizirati sistemsku i aplikativnu programsku potporu. Na pragmatičkoj razini osigurat će se mogućnost primjene računala u rješavanju poslovnih zadataka.
  • Matematika 1
    Cilj predmeta Matematika I je upoznavanje studenata s osnovnim pojmovima diskretne matematike (kao što su matematički modeli, matematička logika te skupovi i relacije) i linearne algebre (matrice, determinante, sustavi linearnih jednadžbi i nejednadžbi) koji su neophodni za prihvaćanje kvantitativnih aspekata znanja u informacijskim i organizacijskim znanostima te priprema studenata za logičko razmišljanje u znanosti i poslovanju. Predmet ima i generičke ciljeve kao što su timski rad, prezentacijske vještine (usmeno i pismeno izražavanje), razumijevanje modela, upotreba literature i razvoj ICT vještina, te posebno strategije rješavanja problemskih zadataka. Nadalje, koncepcija rada omogućava razvoj vještina apstrakcije kod studenata
  • Programiranje 1
    Predmet predstavlja temeljne koncepte programiranja, temeljna znanja rada prevodilaca i interpretatora programskih jezika, metode rješavanja programskih problema te osnove objektnog pristupa

Slični predmeti

  • Arhitektura računala 1, Fakultet elektrotehnike i računarstva
Nastavnik Oblik nastave Tjedana Sati tjedno Grupa
Magdalenić Ivan Predavanje 15 2 1
Seminar 14 2 3
Milić Luka Laboratorijske vježbe 3 1 8
Nema definiranih ispitnih rokova

Arhitektura računalnih sustava - Redovni studenti

Studij: Informacijski/Poslovni sustavi
Akademska godina: 2015/2016

Praćenje rada studenata

Elementi praćenjaBodova
Prisustvovanje nastavi0
Izrada programa u asembleru10
Kratke provjere znanja10
Kolokviji80
ZBROJ100


Bodovna skala ocjena

OdDoOcjena
0 49 nedovoljan (1)
50 60 dovoljan (2)
61 75 dobar (3)
76 90 vrlo dobar (4)
91 100 odličan (5)



Kolokviji

Naziv / Tjedan 1234567891011121314151617 1. razdoblje
udio (%)
2. razdoblje
udio (%)
3. razdoblje
udio (%)
Trajanje Pismeni Usmeni
Kolokvij 1 + 100.0 90 +
Kolokvij 2 + 10.0 90.0 90 +


Opis elemenata praćenja

Elementi praćenja Bodovi Uvjet Opis Nadoknada
Granica Opis Rok
Prisustvovanje na predavanjima, seminarima i laboratorijskim vježbama 0 6 Na predavanjima se 4 puta nasumično obavlja provjera prisustvovanja. Na seminarskim vježbama se 4 puta nasumično obavlja provjera prisustvovanja. Na laboratorijskim vježbama se svaki puta obavlja provjera prisustvovanja. Dozvoljena su 4 izostanka. Provjera se može provesti objedinjeno s kratkim testom (10 minutni test) koji ispituje gradivo koje je obrađivano na nastavi. Ako student preda program iz asemblera prije termina laboratorijskih vježbi na njih nije dužan doći i evidentira mu se kao da je bio prisutan. Ako student nije u mogućnosti prisustvovati predavanjima, seminarskim vježbama ili kolokvijima obavezan se javiti sa pripadajućom dokumentacijom u roku od tjedan dana nakon izostanka. 4 Dodatni referat. Javiti se nastavniku nakon objave evidencije prisustvovanja, najkasnije do kraja zadnjeg tjedna u kojem se izvodi nastava u tekućem semestru. Kraj zimskog semestra
Izrada programa u asembleru 10 1 Rok za predaju programa iz asemblera je zadnji tjedan nastave. Način bodovanja će biti objavljen na web stranicama predmeta. Studenti koji ponovno upisuju predmet mogu prenijeti bodove iz asemblera iz prošle godine, ako se jave u prvih pet tjedana. Predaja programa iz asemblera uključuje usmeno ispitivanje od strane nastavnika.
Kratke provjere znanja 10 0 Dvije kratke provjere znanja obavljaju se na predavanjima. Kratke provjere znanja traju 10 minuta i sastoje se od kratkih pitanja na zaokruživanje i/ili na dopisivanje. Kratke provjere znanja ujedno služe i kao evidencija prisustvovanja na predavanjima.
Kolokviji 80 16 Svaki kolokvij se sastoji od teorijskog i problemskog dijela. Teorijski dio kolokvija se piše prvih 30 minuta. Pitanja na teorijskom dijelu su tipa odaberi jedan između ponuđenih odgovora, dopiši ili nacrtaj. Problemski dio kolokvija se piše 60 minuta. Na problemskom dijelu se rješavaju složeniji zadaci koji zahtijevaju razumijevanje gradiva i primjenu znanja pri rješavanju konkretnog problema.
Za ocjenu je potrebno na teorijskom dijelu kolokvija i na problemskom dijelu kolokvija (ukupno na oba kolokvija) dobiti minimalno 40% bodova i ukupno na oba kolokvija dobiti minimalno 50% bodova.
Uvjet za potpis je dobiti minimalno 20 % bodova na oba kolokvija (ukupni broj bodova na oba kolokvija neovisno da li su bodovi s teorijskog ili problemskog dijela).
Prepisivanje je zabranjeno te povlači disciplinsku odgovornost.


Rekapitulacija uvjeta za potpis:

- Prisustvovanje nastavi : 6/10 provjera prisustva

- Predaja programa iz asemblera: 1 bod

- 20% bodova na kolokviju : 16 bodova

Arhitektura računalnih sustava - Izvanredni studenti

Studij: Informacijski/Poslovni sustavi
Akademska godina: 2015/2016

Izvanredni studenti mogu odabrati jedan od sljedeća tri modela:

A. Mogu se uključiti u nastavu zajedno s redovitim studentima. U tom slučaju trebaju se u prva dva tjedna nastave javiti nastavniku i izjasniti da prihvaćaju sve obaveze dolazaka na nastavu koje vrijede za redovite studente, uključujući i polaganje ispita putem sustava kontinuiranog praćenja. Studenti koji izaberu model A će biti automatski prijavljeni na ispitni predrok (upis ocjene dobivene kroz kontinuirano praćenje).

B. Ako izvanredni studenti ne mogu pohađati nastavu zajedno s redovitim studentima tada mogu izaći na kolokvije i uspjeh na kolokviju će im se povećati proporcionalno za 10 bodova (jer ne pišu kratke provjere znanja). Studenti koji izaberu model B će biti automatski prijavljeni na ispitni predrok (upis ocjene dobivene kroz kontinuirano praćenje).

C. Izvanredni studenti koji  ne mogu pohađati nastavu zajedno s redovitim studentima i ne žele polagati predmet putem kontinuiranog praćenja, dužni su predati program iz asemblera do kraja zadnjeg tjedna nastave u tekućem semestru. Predaja programa iz asemblera je uvjet za pristup ispitnim rokovima. Studenti koji izaberu model C neće biti automatski prijavljeni na ispitni predrok (upis ocjene dobivene kroz kontinuirano praćenje).


Praćenje rada studenata - Model A

Elementi praćenjaBodova
Izrada programa u asembleru10
Kratke provjere znanja10
Kolokviji80
ZBROJ100


Praćenje rada studenata - Model B

Elementi praćenjaBodova
Izrada programa u asembleru10
Kolokviji90
ZBROJ100


Praćenje rada studenata - Model C

Elementi praćenjaBodova
Izrada programa u asembleru1
ZBROJ1


Bodovna skala ocjena

OdDoOcjena
0 49 nedovoljan (1)
50 60 dovoljan (2)
61 75 dobar (3)
76 90 vrlo dobar (4)
91 100 odličan (5)



Kolokviji

Naziv / Tjedan 1234567891011121314151617 1. razdoblje
udio (%)
2. razdoblje
udio (%)
3. razdoblje
udio (%)
Trajanje Pismeni Usmeni
Kolokvij 1 + 100.0 90 +
Kolokvij 2 + 10.0 90.0 90 +


Opis elemenata praćenja - Model A

Elementi praćenja Bodovi Uvjet Opis Nadoknada
Granica Opis Rok
Kratke provjere znanja 10 Dvije kratke provjere znanja obavljaju se na predavanjima. Kratke provjere znanja traju 10 minuta i sastoje se od kratkih pitanja na zaokruživanje i/ili na dopisivanje. Kratke provjere znanja ujedno služe i kao evidencija prisustvovanja na predavanjima.
Izrada programa u asembleru 10 1 Rok za predaju programa iz asemblera je zadnji tjedan nastave. Način bodovanja će biti objavljen na web stranicama predmeta. Studenti koji ponovno upisuju predmet mogu prenijeti bodove iz asemblera iz prošle godine, ako se jave u prvih pet tjedana. Predaja programa iz asemblera uključuje usmeno ispitivanje od strane nastavnika.
Kolokviji 80 Svaki kolokvij se sastoji od teorijskog i problemskog dijela. Teorijski dio kolokvija se piše prvih 30 minuta. Pitanja na teorijskom dijelu su tipa odaberi jedan između ponuđenih odgovora, dopiši ili nacrtaj. Problemski dio kolokvija se piše 60 minuta. Na problemskom dijelu se rješavaju složeniji zadaci koji zahtijevaju razumijevanje gradiva i primjenu znanja pri rješavanju konkretnog problema.
Za ocjenu je potrebno na teorijskom dijelu kolokvija i na problemskom dijelu kolokvija (ukupno na oba kolokvija) dobiti minimalno 40% bodova i ukupno na oba kolokvija dobiti minimalno 50% bodova.
Uvjet za potpis je dobiti minimalno 20 % bodova na oba kolokvija (ukupni broj bodova na oba kolokvija neovisno da li su bodovi s teorijskog ili problemskog dijela).
Prepisivanje je zabranjeno te povlači disciplinsku odgovornost.


Opis elemenata praćenja - Model B

Elementi praćenja Bodovi Uvjet Opis Nadoknada
Granica Opis Rok
Izrada programa u asembleru 10 1 Rok za predaju programa iz asemblera je zadnji tjedan nastave. Način bodovanja će biti objavljen na web stranicama predmeta. Studenti koji ponovno upisuju predmet mogu prenijeti bodove iz asemblera iz prošle godine, ako se jave u prvih pet tjedana. Predaja programa iz asemblera uključuje usmeno ispitivanje od strane nastavnika.
Kolokviji 80 Svaki kolokvij se sastoji od teorijskog i problemskog dijela. Teorijski dio kolokvija se piše prvih 30 minuta. Pitanja na teorijskom dijelu su tipa odaberi jedan između ponuđenih odgovora, dopiši ili nacrtaj. Problemski dio kolokvija se piše 60 minuta. Na problemskom dijelu se rješavaju složeniji zadaci koji zahtijevaju razumijevanje gradiva i primjenu znanja pri rješavanju konkretnog problema.
Za ocjenu je potrebno na teorijskom dijelu kolokvija i na problemskom dijelu kolokvija (ukupno na oba kolokvija) dobiti minimalno 40% bodova i ukupno na oba kolokvija dobiti minimalno 50% bodova.
Uvjet za potpis je dobiti minimalno 20 % bodova na oba kolokvija (ukupni broj bodova na oba kolokvija neovisno da li su bodovi s teorijskog ili problemskog dijela).
Prepisivanje je zabranjeno te povlači disciplinsku odgovornost.


Opis elemenata praćenja - Model C

Elementi praćenja Bodovi Uvjet Opis Nadoknada
Granica Opis Rok
Izrada programa u asembleru 1 Rok za predaju programa iz asemblera je zadnji tjedan nastave. Način bodovanja će biti objavljen na web stranicama predmeta. Studenti koji ponovno upisuju predmet mogu prenijeti bodove iz asemblera iz prošle godine, ako se jave u prvih pet tjedana. Predaja programa iz asemblera uključuje usmeno ispitivanje od strane nastavnika.


Rekapitulacija uvjeta za pravo izlaska na ispit:

Predaja programa iz asemblera i točni odgovori na sva postavljena pitanja. 

Predavanje Seminar Auditorne vježbe Laboratorijske vježbe Vježbe (jezici, tzk) Ispit Kolokviji Nadoknade Demonstrature
Copyright © 2015 FOI Varaždin. All Rights Reserved. Sva prava pridržana.
Povratak na vrh