MNAV: Počítače a jejich periferie

Obrázek vystihující předmět
Garant: Ing. Miroslav Balík, Ph.D.
Zkratka: MNAV
Rozsah: 26P – 39L
Zařazení: magisterské studium
Kredity: 5
Povinnost: volitelný oborový předmět
Typ studia: prezenční

Stručný popis

Cílem předmětu je podrobně seznámit studenty s architekturou a programováním procesorů a výpočetních systémů od první generace až po aktuální generace procesorů a výpočetních systémů založených na platformě PC, s paměťovým podsystémem, se sběrnicemi, s čipovou sadou a s dalšími komponentami počítačového systému.

Popis předmětu

Studenti získají podrobný přehled o hardwarových vlastnostech procesorů, jednotlivých komponentech pracovních stanic a serverů založených na platformě PC. Budou schopni programovat procesory platformy x86 a x86-64 na úrovni kódu symbolických instrukcí s využitím standardních i vektorových výpočetních jednotek (MMX, SSE, AVX) a seznámí se s postupy paralelního programování.

Obsah předmětu (anotace):

Základní pojmy z počítačové techniky, architektury, mikroprocesory rodiny x86, způsoby adresace, vyrovnávací paměť, zavedení násobných jednotek, jednotka MMX, superskalární architektura mikroprocesoru, jednotka SSE, architektura Netburst, multiprocessing a jeho implementace, mikroprocesor v režimu x86-64, architektura mikroprocesorů AMD64, DCA, mikroarchitektura Core a Core iX, jednotka AVX, mikroarchitektura Buldozer a Piledriver, APU a jeho implementace, operační paměť, časování paměti, synchronní paměti DRAM (DDR, DDR2, DDR3), paměťové moduly, sběrnice, hierarchie, interní sběrnice PC, sběrnice PCI, port AGP, sběrnice PCI-Express, propojení HyperTransport, propojení QPI, DMI, čipová sada, parametry a vlastnosti, vývoj čipových sad, grafický adaptér, 2D a 3D akcelerace, multiprocesing a jeho implementace na GPU.  

Sylabus

  1. Základní pojmy z počítačové techniky, architektury, úzké profily,
  2. Rodina mikroprocesorů x86, 8086 a 80286, adresace v chráněném režimu,
  3. 32-bitové mikroprocesory x86, 80386, lineární adresace s použitím deskriptoru,
  4. Vyrovnávací paměť, 80486, zavedení násobných jednotek, Pentium, jednotka MMX,
  5. Superskalární architektura mikroprocesoru, mikroprocesory Pentium Pro, Pentium II, jednotka SSE, PentiumIII,
  6. Architektura Netburst, Pentium IV, multiprocessing a jeho implementace u PIV, GPR registry v režimu x86-64,
  7. Architektura mikroprocesorů AMD64, DCA, mikroarchitektura Core a Core iX, jednotka AVX
  8. Mikroarchitektura Buldozer a Piledriver, APU a jeho implementace,
  9. Operační paměť, princip, parametry, časování paměti, typy, synchronní paměti DRAM (DDR, DDR2, DDR3), parametry a vlastnosti, paměťové moduly,
  10. Sběrnice, parametry, typy, hierarchie, interní sběrnice PC, sběrnice PCI, port AGP, sběrnice PCI-Express, propojení HyperTransport, propojení QPI, DMI,
  11. Čipová sada, parametry a vlastnosti, typy, hierarchie, vývoj čipových sad,
  12. Grafický adaptér, parametry a vlastnosti, typy, 2D a 3D akcelerace, GPU, multiprocesing a jeho implementace na GPU.