Wydział Informatyki
Kierunek studiów Informatyka Poziom i forma studiów pierwszego stopnia inżynierskie stacjonarne
Specjalność / Ścieżka dyplomowania --- Profil kształcenia ogólnoakademicki
Nazwa przedmiotu Wprowadzenie do informatyki Kod przedmiotu INF1WDI
Rodzaj przedmiotu obowiązkowy
Forma zajęć i liczba godzin W Ć L P Ps T S Semestr 1
30 15 Punkty ECTS 3
Przedmioty wprowadzające
Cele przedmiotu

Zapoznanie studentów z podstawami reprezentacji, kodowania i przetwarzania informacji w systemach komputerowych. Przedstawienie zasad arytmetyki komputerowej, maszynowej reprezentacji liczb w formatach stałoprzecinkowych i zmiennoprzecinkowych oraz algorytmów wykonywania operacji arytmetycznych na tych reprezentacjach. Zapoznanie z budową i funkcjonowaniem systemu komputerowego, wyjaśnienie działania poszczególnych bloków komputera. Przedstawienie modelu programowego procesora, omówienie sposobów kodowania i przetwarzania instrukcji. Zapoznanie studentów z wybranymi modelami, technikami, metodami inżynierii oprogramowania. Przybliżenie metod modelowania i projektowania systemów informatycznych oraz podstaw zarządzania projektami informatycznymi.

Treści programowe

Wykład:
1. Modele systemów obliczeniowych. Klasyfikacja architektur systemów komputerowych. Architektury równoległe.
2. Kodowanie informacji w systemach komputerowych. standardy kodowania znaków. Kody liczbowe. Kodowanie liczb ze znakiem: kody ZM, U1, U2, spolaryzowane.
3. Arytmetyka liczb w kodzie U2.
4. Formaty zmiennoprzecinkowe. Dokładność i zakres reprezentacji liczb.
5. Arytmetyka zmiennoprzecinkowa. Standard IEEE 754. Architektura jednostki zmiennoprzecinkowej.
6. Kody detekcyjne i korekcyjne. Obliczanie kodów CRC, ECC, Hamminga. Zdolności detekcyjne kodów.
7. Podstawowe podsystemy komputera. Architektury połączeń bloków funkcjonalnych w systemach komputerowych. Magistrale i interfejsy.
8. Hierarchia pamięci w systemie komputerowym. Pamięci półprzewodnikowe: dynamiczne i statyczne. Organizacja pamięci podręcznej.
9. Budowa i funkcjonowanie procesora. Model programowy procesora.
10. Architektury RISC i CISC. Rejestry procesora. Organizacja stosu. Mechanizm wywołania podprogramów. Obsługa przerwań w systemie komputerowym.
11. Metody przetwarzania rozkazów: potokowość, superskalarność, wielowątkowość, przewidywanie skoków.
12. Dwuelementowa algebra Boole’a. Zastosowanie algebry Boole’a do opisu i projektowania układów cyfrowych. Minimalizacja funkcji logicznych.
13. System informatyczny. Metody modelowania i projektowania systemów informatycznych. Modele cyklu życia systemu informatycznego. Wzorce projektowe.
14. Podstawy języka UML. Typy modeli i rodzaje diagramów UML.
15. Zarządzanie projektami informatycznymi. Metody prowadzenia projektów informatycznych. Szacowanie złożoności projektu. Metody harmonogramowania.

Ćwiczenia:
1. Konwersja systemów liczbowych.
2. Kodowanie informacji, kody liczbowe.
3. Arytmetyka liczb w kodzie U2.
4. Zmiennoprzecinkowa reprezentacja liczb.
5. Arytmetyka zmiennoprzecinkowa.
6. Kody detekcyjne i korekcyjne.
7. Minimalizacja funkcji logicznych.

Metody dydaktyczne

wykład problemowy,   wykład informacyjny,   ćwiczenia przedmiotowe,  

Forma zaliczenia

Wykład: zaliczenie pisemne.
Ćwiczenia: sprawdziany pisemne.

Symbol efektu uczenia się Zakładane efekty uczenia się Odniesienie do kierunkowych efektów uczenia się
EU1 organizację i budowę systemu komputerowego; przedstawia zasady działania podstawowych bloków komputera, rozumie sposoby ich połączenia i współpracy INF1_W03
EU2 model programowy procesora; rozumie zasady kodowania i przetwarzania instrukcji; wyjaśnia szczegóły niskopoziomowego wykonania programów INF1_W03
EU3 sposoby kodowania i reprezentacji liczb w systemie komputerowym; zna ograniczenia reprezentacji liczb; opisuje algorytmy wykonania operacji arytmetycznych na stałoprzecinkowych oraz zmiennoprzecinkowych reprezentacjach liczb INF1_W01
INF1_W03
INF1_W12
EU4 zasady wykorzystania algebry Boole’a do opisu i projektowania układów cyfrowych; zna podstawowe sposoby minimalizacji funkcji logicznych INF1_W01
EU5 metody modelowania i projektowania systemów informatycznych; ma wiedzę o modelach i diagramach UML oraz rozumie ich przydatność dla projektowania; zna podstawowe standardy zarządzania projektami informatycznymi i metody prowadzenia projektów. INF1_W06
INF1_W12
EU6 kodować i reprezentować liczby w formatach komputerowych; interpretuje zawartość słowa maszynowego zgodnie z zastosowanym sposobem kodowania; wyznacza zakres reprezentacji liczb INF1_U01
EU7 obliczyć wyniki działań oraz przeanalizować algorytmy wykonania operacji arytmetycznych na stałoprzecinkowych oraz zmiennoprzecinkowych formatach komputerowej reprezentacji liczb INF1_U01
EU8 zakodować informacje za pomocą wybranych kodów detekcyjnych i korekcyjnych; wyjaśnia i interpretuje metody i algorytmy zabezpieczania przed błędami w kodach nadmiarowych INF1_U01
Symbol efektu uczenia się Sposób weryfikacji efektu uczenia się Forma zajęć na której zachodzi weryfikacja
EU1 zaliczenie pisemne W
EU2 zaliczenie pisemne W
EU3 zaliczenie pisemne W
EU4 zaliczenie pisemne W
EU5 zaliczenie pisemne W
EU6 sprawdziany pisemne Ć
EU7 sprawdziany pisemne Ć
EU8 sprawdziany pisemne Ć
Bilans nakładu pracy studenta (w godzinach) Liczba godz.
Wyliczenie
1 - Udział w wykładach 30
2 - Udział w ćwiczeniach 15
3 - Przygotowanie do ćwiczeń oraz realizacja zadań domowych 18
4 - Przygotowanie do zaliczenia wykładu 8
5 - Udział w konsultacjach 4
RAZEM: 75
Wskaźniki ilościowe GODZINY ECTS
Nakład pracy studenta związany z zajęciami wymagającymi bezpośredniego udziału nauczyciela 49
(2)+(1)+(5)
2.0
Nakład pracy studenta związany z zajęciami o charakterze praktycznym 33
(2)+(3)
1.3
Literatura podstawowa

1.B. Pochopień, Arytmetyka systemów cyfrowych, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, 2010
2. I. Bułatowa, Ćwiczenia z przedmiotu Wprowadzenie do informatyki. Kody liczbowe, Oficyna Wydawnicza Politechniki Białostockiej, 2022
3. I. Bułatowa, Ćwiczenia z przedmiotu Wprowadzenie do informatyki. Arytmetyka zmiennoprzecinkowa, Oficyna Wydawnicza Politechniki Białostockiej, 2022
4. W. Stallings, Computer Organization and Architecture: Designing for Performance, Prentice Hall, Tenth Edition, 2016
5. K. Sacha, Inżynieria oprogramowania, PWN, 2014
6. R.S. Pressman, B.R. Maxim, Software engineering: a practitioner,s approach, New York, McGraw Hill, 2020

Literatura uzupełniająca

1. S. Gryś, Arytmetyka komputerów, PWN, 2007
2. B. Parhami, Computer Arithmetic: Algorithms and Hardware Designs, Oxford University Press, 2010
3. B. Pochopień, U. Stańczyk, E. Wróbel, Arytmetyka systemów cyfrowych w teorii i praktyce. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, 2012
4. J. Kuchta, Współczesne metody zapewnienia jakości oprogramowania: od klasyki do zwinności, PWN, 2020

Jednostka realizująca Katedra Mediów Cyfrowych i Grafiki Komputerowej Data opracowania programu
Program opracował(a) dr inż. Irena Bułatowa 2023.04.04