Lacezar Licev: Architektury počítačů a paralelních systémů - prezenční studium

Přednáší : prof. Ing. Lačezar Ličev, CSc., prof. h.c.
Cvičí: Ing. Petr Olivka, Ph.D., Ing. David Seidl, Ph.D., Ing. Jakub Hendrych a Ing. Radim Kunčický

Předmět nepředpokládá žádné speciální znalosti v oblasti počítačů. Cílem předmětu je poskytnout posluchači základní přehled o HW systémech počítačů. Některé systémy jsou demonstrovány na osobních počítačích (dostupná architektura).

Odpřednášeno:
  1. Technologie výroby číslicových obvodů. Architektura počítače dle von Neumanna, harvardská, základní vlastnosti a principy činnosti.
  2. Strojová instrukce, adresování, adresní prostory. Měření výkonu počítačů..
  3. Principy komunikace s perifériemi, V/V brány, programové řízení, přerušení, řešení priorit. Činnost DMA kanálu a kanálu (SCSI), rozdíly v činnosti.
  4. Procesory CISC a RISC, základní rysy a podněty pro vznik, zřetězení, predikce skoků, hazardy, základní zástupci RISC.
  5. Procesory Intel, vývojová řada, základní rysy a vnitřní architektura.
  6. Procesory jiných firem, jejich vlastnosti a oblasti použití.
  7. Monolitické počítače, požadavky na konstrukci, vlastnosti a použití, typické integrované periférie. Mikrokontrolery firmy Microchip a Atmel.
  8. Organizace pamětí v počítačích, paměťová hierarchie. Vnitřní paměti statické, dynamické, organizace virtuální paměti. Paměti vnější - magnetické, optické, magneto-optické. Rozhraní IDE PATA/SATA.
  9. Sběrnice, rozdělení signálů na adresní, datové a řídící. Cyklus sběrnice. Základní vlastnosti PCI, AGP a PCI Express technologie. USB.
  10. Videoadaptéry a zobrazovací jednotky. Princip činnosti zobrazovací jednotky a tvorby obrazu.
  11. Moderní trendy architektur počítačů. Architektury paralelních systémů a počítačů.
  12. Pokročilé architektury počítačů GPU - CUDA. Historie výpočtů na grafických akcelerátorech.
  13. Paralelní architektury grafických procesorů (CUDA - Architektura Fermi).
  14. Super počítače a počítačové clustery a High Performance Computing.
Laboratorní cvičení z předmětu APPS :

  1. Zadání úloh,
  2. Zdrojové kódy,
  3. Ukázka programování s vlákny,
  4. Technický manuál k procesoru ATmega32 - zkrácení,
  5. Technický manuál k procesoru ATmega32 - kompletní,
  6. Technický manuál k dig. teploměru,
  7. Technický manuál k expanderu,
  8. USB ovladač pro AVR-KIT do OS Windows CDS-inf,
  9. GPGPU a CUDA technologie.
  1. Atmega32 - stručně,
  2. Informace o mikropočítači ATmega32 a AVR Studio 5 (včetně simulátoru) si můžete stáhnout ze stránek firmy Atmel.,
  3. Programátorská dokumentace pro FM rádio, Norma popisující RDS a Zkrácený výběr z dokumentace SI4735 a EN50067 SI-EN-SHORT.

Literatura:
  1. Hlavička: Architektura počítačů, skriptum FEL ČVUT, 1994, 1999.
  2. Hrbáček J.: Mikrořadiče PIC 16CXX, BEN - Technická literatura, 1998, Praha.
  3. Blatný J., Dábek V.: Standardizace číslicových rozhraní, skriptum, Brno 1990.
  4. Ličev L.: Architektura počítačů, skriptum FEI VŠB TUO, 1996.
  5. Ličev L.: Architektura počítačů I, skriptum FEI VŠB TUO, 1999. Architektura počítačů I,.
  6. Ličev L.: Architektura počítačů II, skriptum FEI VŠB TUO, 1999. Architektura počítačů II,.
  7. Ličev L.: Architektura počítačů CD, FEI TUO, 2008.
  8. Ličev L., Morkes D.: Procesory - architektura, funkce, použití, Computer press Praha, 1999.
  9. Pechal S.: Monolitické počítače, BEN - Technická literatura, 1998, Praha.
  10. Valášek: Monolitické mikroprocesory a mikropočítače, SNTL, Praha 1989.
  11. Pracovní texty k architekturám počítačům: Disky, Komunikace, Monitory, Monolity, Paměti a Technologie .
  12. Hennesy, J. L., Patterson, D. A.: Computer Architecture : A Quantitative Approach, Third Edition, San Francisco, Morgan Kaufmann Publishers, Inc., 2002.
  13. Hennesy, J. L., Patterson, D. A.: Computer Organization and Design : The Hardware / Software Interface, Third Edition, Morgan Kaufmann Publishers, 2004.
  14. Velký průvodce hardware, Grada, 2002
  15. Internet: Webovské stránky světových výrobců počítačů a počítačových komponentů. Webovské stránky vedoucích publikačních serverů v ČR a zahraničí.
  16. Članky - jak pracuje počítač.
  17. Patterson, D.: The Top 10 Innovations in the New NVIDIA Fermi Architecture, and the Top 3 Next Challenges. 2009.
  18. Brodtkorb, A., Dyken, D., Hagen, T., Hjelmervik, J. and Storaasli, O.: State-of-the-art in heterogeneous computing. 2010.
  19. Brookwood, N.: NVIDIA Solves the GPU Computing Puzzle. 2009.
  20. Glaskowsky, P.: NVIDIA’s Fermi: The First Complete