Wierk - Wydział Informatyki, Elektroniczne Ramy Kwalifikacji

Wydział Informatyki
Kierunek studiów	Informatyka							Poziom i forma studiów	pierwszego stopnia inżynierskie stacjonarne
Specjalność / Ścieżka dyplomowania	---							Profil kształcenia	ogólnoakademicki
Nazwa przedmiotu	Architektura komputerów							Kod przedmiotu	INF1AKO
								Rodzaj przedmiotu	obowiązkowy
Forma zajęć i liczba godzin	W	Ć	L	P	Ps	T	S	Semestr	3
	30		30					Punkty ECTS	5
Przedmioty wprowadzające	Elektronika dla informatyków (INF1EDI), Fizyka dla informatyków (INF1FIZ), Modułowe systemy cyfrowe (INF1MSC), Podstawy programowania (INF1PPR), Wprowadzenie do informatyki (INF1WDI),
Cele przedmiotu	Celem wykładu jest zapoznanie słuchaczy ze strukturą i budową współczesnych procesorów i komputerów. Treść wykładu obejmuje niezbędne podstawy teoretyczne, budowę aplikacyjnego modelu programowego komputera, budowę jednostki wykonawczej komputera, model i implementację mechanizmów systemowych oraz podstawowe informacje o organizacji współpracy z urządzeniami zewnętrznymi i strukturze komputera. Odniesienia do standardu SFIA: Real-time/embedded systems development: poziom 2 Hardware design: poziom 4
Treści programowe	Wykład: Wprowadzenie. Architektury Harvard-Princeton. Siedem wymiarów komputera ISA. Podstawy funkcjonowania procesora Konstrukcja modelu programowego w podejściu CISC i RISC. Cykle wykonania rozkazu. Assembler. Jednostki jednocyklowe, wielocyklowe i potokowe. Pamięć operacyjna. Funkcje systemu zarządzania pamięcią. Pamięć wirtualna. System wejścia-wyjścia. Przetwarzanie równoległe. Systemy wieloprocesorowe. Architektura x86, ARM i procesorów graficznych. Laboratorium: 1. Zasady działania i wykorzystanie prostych sygnalizatorów (diody LED, wyświetlacz 7-segmentowy) 2. Zasady działania i wykorzystanie modułu przerwań 3. Zasady działania i oprogramowanie prostego wyświetlacza graficznego 4. Zasady działania i oprogramowanie układów czasowych (timerów) 5. Zasady działania i oprogramowanie przetworników AD i DA 6. Zasady działania i oprogramowanie komunikacji szeregowej USART 7. Zasady działania i oprogramowanie komunikacji szeregowej I2C
Metody dydaktyczne	wykład problemowy, programowanie z użyciem komputera, metoda projektów, ćwiczenia laboratoryjne,
Forma zaliczenia	Wykład: egzamin pisemny. Laboratorium: sprawdzian przygotowania do ćwiczeń, wykonanie ćwiczenia, sprawozdanie z ćwiczenia.
Symbol efektu uczenia się	Zakładane efekty uczenia się								Odniesienie do kierunkowych efektów uczenia się
EU1	architektury mikroprocesorów, pamięci i komputerów: ich własności oraz zasady działania								INF1_W03
EU2	różne rozwiązania urządzeń komputerowych pod względem efektywności, skalowalności, kosztu itp.								INF1_W03
EU3	opracować specyfikację i ogólny projekt koncepcyjny urządzenia techniki komputerowej								INF1_U04
EU4	wykorzystać mikrokontrolery i układy uruchomieniowe do prototypowania i realizacji prostych urządzeń komputerowych								INF1_U02 INF1_U04
EU5	konstruować proste programy opierające się na niskopoziomowym dostępie do sprzętu								INF1_U05
EU6	korzystać z opisów katalogowych podzespołów mikroprocesorowych								INF1_U02 INF1_U07
EU7	doboru architektury komputerowej obniżającej zapotrzebowanie na energię								H1_K03
Symbol efektu uczenia się	Sposób weryfikacji efektu uczenia się								Forma zajęć na której zachodzi weryfikacja
EU1	egzamin pisemny								W
EU2	egzamin pisemny								W
EU3	sprawdzenie przygotowania do ćwiczeń lab., sprawozdanie z ćwiczenia, obserwacja pracy na zajęciach lab.								L
EU4	sprawdzenie przygotowania do ćwiczeń lab., sprawozdanie z ćwiczenia								L
EU5	dyskusja nad projektem/sprawozdaniem z ćwiczenia, obserwacja pracy na zajęciach								L
EU6	dyskusja nad projektem/sprawozdaniem z ćwiczenia, obserwacja pracy na zajęciach								L
EU7	sprawozdanie z ćwiczenia								L
Bilans nakładu pracy studenta (w godzinach)									Liczba godz.
Wyliczenie
	1 - Udział w wykładach								30
	2 - Udział w laboratorium								30
	3 - Przygotowanie do ćwiczeń laboratoryjnych								15
	4 - Opracowanie sprawozdań z laboratorium i wykonanie zadań domowych (prac domowych)								34
	5 - Udział w konsultacjach								4
	6 - Przygotowanie do egzaminu								10
	7 - Obecność na egzaminie								2
RAZEM:									125
Wskaźniki ilościowe									GODZINY	ECTS
Nakład pracy studenta związany z zajęciami wymagającymi bezpośredniego udziału nauczyciela									66 (1)+(2)+(5)+(7)	2.6
Nakład pracy studenta związany z zajęciami o charakterze praktycznym									79 (2)+(3)+(4)	3.2
Literatura podstawowa	1. W. Stallings, Organizacja i architektura systemu komputerowego Tom 1, wyd. XI (I w PWN), Warszawa, 2022 2. W. Stallings, Organizacja i architektura systemu komputerowego Tom 2, wyd. XI (I w PWN), Warszawa, 2022 3. P. Metzger, Anatomia PC, Helion, Gliwice 2007 4. L. Null, J. Lobur, Struktura organizacyjna i architektura systemów komputerowych, Helion, 2004 5. W. Hohl, Asembler dla procesorów ARM : podręcznik programisty, Helion, 2014 6. J. Sanders, E. Kandrot, CUDA w przykładach : wprowadzenie do ogólnego programowania procesorów GPU, Helion, 2012
Literatura uzupełniająca	1. T. Francuz, M. Kulig, Mikrokontrolery AVR i ARM : sterowanie wyświetlaczami LCD, Helion, 2017 2. R. E. Bryant and D. O’Hallaron Computer Systems: A Programmer’s Perspective, , 2nd Ed, Prentice Hall, 2011 3. J.L. Hennessy, D.A. Patterson, Computer architecture : a quantitative approach, Morgan Kaufmann Publ., Amsterdam, 2007 4. D.A. Patterson , Computer organization and design : the hardware/software interface, Elsevier, Amsterdam, 2009
Jednostka realizująca	Katedra Mediów Cyfrowych i Grafiki Komputerowej								Data opracowania programu
Program opracował(a)	dr inż. Mirosław Omieljanowicz								2023.04.04