MIMINF:Architektura komputerów i sieci: Różnice pomiędzy wersjami

Z Studia Informatyczne
Przejdź do nawigacjiPrzejdź do wyszukiwania
← poprzednia edycjanastępna edycja →
WizualnieWikikod
Diks (dyskusja | edycje)
538 edycji
Nie podano opisu zmian
Diks (dyskusja | edycje)
538 edycji
Nie podano opisu zmian
Linia 1: Linia 1:
== Forma zajęć ==
== Forma zajęć ==
wykład (30 godzin)
wykład (30 godzin)


== Opis ==
== Opis ==
 
Architektura, budowa i zasady działania współczesnych komputerów i sieci
Strukturą, budowa i zasady działania współczesnych komputerów i sieci komputerowych.
komputerowych.


== Sylabus ==
== Sylabus ==


=== Autor ===
=== Autor ===
* Marcin Peczarski — Uniwersytet Warszawski, Wydział Matematyki,
Informatyki i Mechaniki, Instytut Informatyki
=== Wymagania wstępne ===
* Wstęp do programowania
=== Zawartość ===
* Podstawy techniki cyfrowej
** Logika dwuwartościowa, poziomy logiczne, logika dodatnia, logika ujemna.
** Podstawowe bramki logiczne: AND, OR, NOT, NAND, NOR, EX-OR, EX-NOR
** Pomocnicze układy cyfrowe: bramka transmisyjna, bufor trójstanowy
** Prawa de Morgana dla bramek
** Układy kombinacyjne
*** Twierdzenie, że każdy układ kombinacyjny można zbudować tylko z bramek NAND
lub tylko z bramek NOR
*** Przykłady układów kombinacyjnych: sumator, multiplekser, demultiplekser.
** Układy sekwencyjne
*** Układy asynchroniczne i synchroniczne
*** Przykłady układów sekwencyjnych: przerzutniki, rejestry
** Technologie wytwarzania układów cyfrowych
** Ograniczenia technologiczne: fan-in, fan-out, czas propagacji, margines
zakłóceń, rodzaje zależności mocy przełączania od częstotliwości przełączania
** Prawo Moore'a
** Układy wrażliwe na ładunki elektrostatyczne


*Marcin Peczarski — Uniwersytet Warszawski, Wydział Matematyki, Informatyki i Mechaniki, Uniwersytet Warszawski
* Architektura komputera
** Model von Neumanna, architektury typu Harward i Princeton
** Architektury wieloprocesorowe
** Reprezentacja danych: kodowanie liczb całkowitych (U2, U1, moduł-znak itd.),
arytmetyka zmiennopozycyjna IEEE-754, ASCII, EBCDIC, UTF-8 itp.
** Porządek bajtów: maszyny little-endian, big-endian, bi-endian
** Co tak naprawdę w informatyce oznaczają przedroski kilo, mega, giga


=== Wymagania wstępne ===
* Mikroprocesor
** Długość słowa
** Rejestry
** Lista instrukcji
** Tryby adresowania argumentów
** Cykl rozkazowy, cykl procesora, cykl zegara
** Metody zwiększania wydajności
*** Zwiększanie częstotliwości taktowania - problemy z chłodzeniem
*** Przetwarzanie potokowe - rozwiązywanie problemów zależności danych i
sterowania
*** Zrównoleglanie wykonania: architektury superskalarna, wektorowa i procesory
z bardzo długim słowem instrukcji
** Architektury CISC i RISC - czy to nadal obowiązuje?
** System przerwań
** Sprzętowe wsparcie dla systemów operacyjnych: segmentacja i stronicowanie,
poziomy ochrony, instrukcje uprzywilejowane, wyjątki, wywoływanie usług systemu
operacyjnego
** Adresowanie urządzeń wejścia-wyjścia, przerwania sprzętowe, transmisja
procesorowa PIO, DMA


*Wstęp do programowania
* Pamięci
** Hierarchia pamięci
** Pamięci półprzewodnikowe
*** Pamięci nieulotne: ROM, PROM, EPROM, EEPROM, FLASH
*** Pamięci o dostępie swobodnym RAM: statyczne SRAM, dynamiczne DRAM,
dynamiczne asynchroniczne np. EDO-RAM, dynamiczne synchroniczne SDRAM, DDR-RAM,
Rambus
*** Pamięci podręczne: skojarzeniowość, algorytmy pracy, problem zgodności
pamięci podręcznych w systemach wieloprocesorowych
** Pamięci masowe
*** Dyski magnetyczne, optyczne, magneto-optyczne, dyskietki, roboty taśmowe
*** Macierze RAID, Storage Area Network
*** Interfejsy: SCSI, iSCSI, Serial SCSI, ATA, SATA


=== Zawartość ===
* Magistrale i interfejsy
*Podstawy techniki cyfrowej
** Magistrala systemowa, PCI
**Logika dwuwartościowa, poziomy logiczne, logika dodatnia, logika ujemna.
** Interfejsy szeregowe: RS-232, USB, FireWire, iLink, IEEE-1394, Fibre
**Podstawowe bramki logiczne: AND, OR, NOT, NAND, NOR, EX-OR, EX-NOR.
Channel, Blutooth, DVI, HDMI (do wyboru w zależności od pozostałego czasu)
**Pomocnicze układy cyfrowe: bramka transmisyjna, bufor trójstanowy, bramka Schmidta.
**Prawa de Morgana dla bramek - "przepychanie kółeczek".
**Układy kombinacyjne.
***Twierdzenie, że każdy układ kombinacyjny można zbudować tylko z bramek NAND lub tylko z bramek NOR.
***Przykłady układów kombinacyjnych: sumator, multiplekser, demultiplekser.
**Układy sekwencyjne.
***Przykłady układów sekwencyjnych: przerzutniki, rejestry.
**Technologie wytwarzania układów cyfrowych.
**Ograniczenia technologiczne: fan-in, fan-out, czas propagacji, margines zakłóceń, rodzaje zależności mocy przełączania od częstotliwoœci przełączania.
**Prawo Moore'a.
**Układy wrażliwe na ładunki elektrostatyczne.


*Architektura komputera
* Przykłady architektur
**Model von Neumanna, architektura harwardzka.
** x86, IA-32, x86-64, IA-64 itp.
**Jednostka arytmetyczno logiczna.
** Cray X1E lub inny typowy RISC
**Sterowanie, mikrokod.
** Procesory do zastosowań specjalnych: graficzne, sygnałowe, mikrokontrolery
**Reprezentacja danych: kod U2, arytmetyka zmiennopozycyjna IEEE-754, ASCII, EBCDIC, itp.
**Maszyny little-endian, big-endian, bi-endian.
**Długość słowa - maszyny 8, 16, 32, 64 bitowe.  
***Co tak naprawdę w informatyce oznaczają przedroski kilo, mega, giga.
**Mikroprocesor.
***Cykl rozkazowy, cykl procesora, cykl zegara.
***Metody zwiększania wydajności: zwiększanie czestotliwości taktowania - problemy z chłodzeniem, przetwarzanie potokowe.
***Architektura superskalarna, architektura wektorowa.
***Zależności danych i sterowania przy przetwarzaniu potokowym.
***Procesory z bardzo długim słowem instrukcji (VLIW).
***Rejestry, typy instrukcji, tryby adresowania pamięci, przestrzeń adresowa.
***Architektury CISC i RISC - czy to nadal obowiązuje?
**Pamięci.
***Pamięci nieulotne: ROM, PROM, EPROM, EEPROM, FLASH.
***Pamięci o dostępie swobodnym RAM: statyczne SRAM; dynamiczne DRAM; dynamiczne asynchroniczne np. EDO-RAM; dynamiczne synchroniczne SDRAM, DDR-RAM, Rambus.
***Pamięci podręczne: skojarzeniowość, algorytmy pracy, problem zgodności pamięci podręcznych w systemach wieloprocesorowych.
**Mikroprecesor, cd.
***Szyny systemowe.
***System przerwań.
***Sprzętowe wsparcie dla systemów operacyjnych: segmentacja i stronicowanie,
poziomy pracy/ochrony, instrukcje uprzywilejowane, wyjątki, wywoływanie usług systemu operacyjnego.
***Adresowanie urządzeń wejścia/wyjścia, przerwania sprzętowe, transmisja procesorowa PIO, DMA.
***Sterowniki urządzeń.
**Pamięci masowe.
***Dyski magnetyczne, optyczne, magneto-optyczne, dyskietki, roboty taœmowe, pamięci flash.
***Macierze RAID, Storage Area Network.
***Interfejsy: SCSI, ATA, SATA.
**Interfejsy szeregowe: RS-232, USB, FireWire, iLink, IEEE-1394, Fibre Channel, Blutooth, DVI, HDMI (do wyboru w zależności od pozostałego czasu).
***Inne urządzenia peryferyjne: monitory, modemy, itp. (do wyboru w zależności od pozostałego czasu).
*Sieci komputerowe
**Sieci lokalne i rozległe.
***Model warstwowy - teoria i praktyka.
***Model warstwowy Internetu.
***Struktura Internetu: sieci fizyczne, rutery, systemy autonomiczne, sieci prywatne.
***Organizacje zajmujące się standaryzacją, dokumenty RFC.
**Warstwa fizyczna.
***Transmisja przewodowa i bezprzewodowa.
***Charakterystyki różnych mediów: światłowód wielomodowy i jednomodowy, kabel koncentryczny, skrętka, fale radiowe.
***Podstawy Ethernetu, xDSL, Wi-Fi, SDH/SONET.
**Adresy IP, maska podsieci, adresowanie klasowe i bezklasowe.
***Podstawowe usługi dostarczania danych w intersieciach: zawodne pakietowe IP i UDP, niezawodna strumieniowa TCP.
***Przyszłość IP - IPv6.
**Przegląd podstawowych usług sieciowych i programów (linuksowych): telnet, ssh, ftp, scp, http(s), snmp, pop3, dns (dig), icmp (ping, traceroute), ifconfig.


* Sieci komputerowe
** Sieci lokalne i rozległe
*** Model warstwowy - teoria i praktyka
*** Model warstwowy Internetu
*** Struktura Internetu: sieci fizyczne, systemy autonomiczne, sieci prywatne
** Organizacje zajmujące się standaryzacją, dokumenty RFC
** Warstwy fizyczna i łącza
*** Transmisja przewodowa i bezprzewodowa
*** Charakterystyki różnych mediów: śiatłowód wielomodowy i jednomodowy, kabel
koncentryczny, skrętka, fale radiowe
*** Ethernet
*** Podstawowe informacje nt. xDSL, WiFi, WiMAX, SDH/SONET
** Warstwy sieciowa i transportowa
*** Adresy IP, maska podsieci, adresowanie klasowe i bezklasowe
*** Podstawowe usługi dostarczania danych w intersieciach: zawodne pakietowe IP
i UDP, niezawodna strumieniowa TCP
*** Przyszłość IP - IPv6
** Warstwy wyższe
*** Przegląd podstawowych usług sieciowych i programów (linuksowych): telnet,
ssh, ftp, scp, http(s), snmp, pop3, dns (dig), icmp (ping, traceroute),
ifconfig


=== Literatura ===
=== Literatura ===
*D.E. Comer, ''Sieci komputerowe i intersieci'', WNT 2003.
* D.E. Comer, Sieci komputerowe i intersieci, 3. WNT 2003.
*W. Stallings, ''Organizacja i architektura systemu komputerowego'', WNT 2004.
* D.E. Comer, D.L. Stevens, Sieci komputerowe TCP/IP, WNT 1998.
* Ch.E. Spurgeon, Ethernet - podręcznik administratora, Wydawnictwo RM 2000.
* W. Stallings, Organizacja i architektura systemu komputerowego, WNT 2004.

Wersja z 08:12, 18 paź 2006

Forma zajęć

wykład (30 godzin)

Opis

Architektura, budowa i zasady działania współczesnych komputerów i sieci komputerowych.

Sylabus

Autor

  • Marcin Peczarski — Uniwersytet Warszawski, Wydział Matematyki,

Informatyki i Mechaniki, Instytut Informatyki

Wymagania wstępne

  • Wstęp do programowania

Zawartość

  • Podstawy techniki cyfrowej
    • Logika dwuwartościowa, poziomy logiczne, logika dodatnia, logika ujemna.
    • Podstawowe bramki logiczne: AND, OR, NOT, NAND, NOR, EX-OR, EX-NOR
    • Pomocnicze układy cyfrowe: bramka transmisyjna, bufor trójstanowy
    • Prawa de Morgana dla bramek
    • Układy kombinacyjne
      • Twierdzenie, że każdy układ kombinacyjny można zbudować tylko z bramek NAND

lub tylko z bramek NOR

      • Przykłady układów kombinacyjnych: sumator, multiplekser, demultiplekser.
    • Układy sekwencyjne
      • Układy asynchroniczne i synchroniczne
      • Przykłady układów sekwencyjnych: przerzutniki, rejestry
    • Technologie wytwarzania układów cyfrowych
    • Ograniczenia technologiczne: fan-in, fan-out, czas propagacji, margines

zakłóceń, rodzaje zależności mocy przełączania od częstotliwości przełączania

    • Prawo Moore'a
    • Układy wrażliwe na ładunki elektrostatyczne
  • Architektura komputera
    • Model von Neumanna, architektury typu Harward i Princeton
    • Architektury wieloprocesorowe
    • Reprezentacja danych: kodowanie liczb całkowitych (U2, U1, moduł-znak itd.),

arytmetyka zmiennopozycyjna IEEE-754, ASCII, EBCDIC, UTF-8 itp.

    • Porządek bajtów: maszyny little-endian, big-endian, bi-endian
    • Co tak naprawdę w informatyce oznaczają przedroski kilo, mega, giga
  • Mikroprocesor
    • Długość słowa
    • Rejestry
    • Lista instrukcji
    • Tryby adresowania argumentów
    • Cykl rozkazowy, cykl procesora, cykl zegara
    • Metody zwiększania wydajności
      • Zwiększanie częstotliwości taktowania - problemy z chłodzeniem
      • Przetwarzanie potokowe - rozwiązywanie problemów zależności danych i

sterowania

      • Zrównoleglanie wykonania: architektury superskalarna, wektorowa i procesory

z bardzo długim słowem instrukcji

    • Architektury CISC i RISC - czy to nadal obowiązuje?
    • System przerwań
    • Sprzętowe wsparcie dla systemów operacyjnych: segmentacja i stronicowanie,

poziomy ochrony, instrukcje uprzywilejowane, wyjątki, wywoływanie usług systemu operacyjnego

    • Adresowanie urządzeń wejścia-wyjścia, przerwania sprzętowe, transmisja

procesorowa PIO, DMA

  • Pamięci
    • Hierarchia pamięci
    • Pamięci półprzewodnikowe
      • Pamięci nieulotne: ROM, PROM, EPROM, EEPROM, FLASH
      • Pamięci o dostępie swobodnym RAM: statyczne SRAM, dynamiczne DRAM,

dynamiczne asynchroniczne np. EDO-RAM, dynamiczne synchroniczne SDRAM, DDR-RAM, Rambus

      • Pamięci podręczne: skojarzeniowość, algorytmy pracy, problem zgodności

pamięci podręcznych w systemach wieloprocesorowych

    • Pamięci masowe
      • Dyski magnetyczne, optyczne, magneto-optyczne, dyskietki, roboty taśmowe
      • Macierze RAID, Storage Area Network
      • Interfejsy: SCSI, iSCSI, Serial SCSI, ATA, SATA
  • Magistrale i interfejsy
    • Magistrala systemowa, PCI
    • Interfejsy szeregowe: RS-232, USB, FireWire, iLink, IEEE-1394, Fibre

Channel, Blutooth, DVI, HDMI (do wyboru w zależności od pozostałego czasu)

  • Przykłady architektur
    • x86, IA-32, x86-64, IA-64 itp.
    • Cray X1E lub inny typowy RISC
    • Procesory do zastosowań specjalnych: graficzne, sygnałowe, mikrokontrolery
  • Sieci komputerowe
    • Sieci lokalne i rozległe
      • Model warstwowy - teoria i praktyka
      • Model warstwowy Internetu
      • Struktura Internetu: sieci fizyczne, systemy autonomiczne, sieci prywatne
    • Organizacje zajmujące się standaryzacją, dokumenty RFC
    • Warstwy fizyczna i łącza
      • Transmisja przewodowa i bezprzewodowa
      • Charakterystyki różnych mediów: śiatłowód wielomodowy i jednomodowy, kabel

koncentryczny, skrętka, fale radiowe

      • Ethernet
      • Podstawowe informacje nt. xDSL, WiFi, WiMAX, SDH/SONET
    • Warstwy sieciowa i transportowa
      • Adresy IP, maska podsieci, adresowanie klasowe i bezklasowe
      • Podstawowe usługi dostarczania danych w intersieciach: zawodne pakietowe IP

i UDP, niezawodna strumieniowa TCP

      • Przyszłość IP - IPv6
    • Warstwy wyższe
      • Przegląd podstawowych usług sieciowych i programów (linuksowych): telnet,

ssh, ftp, scp, http(s), snmp, pop3, dns (dig), icmp (ping, traceroute), ifconfig

Literatura

  • D.E. Comer, Sieci komputerowe i intersieci, 3. WNT 2003.
  • D.E. Comer, D.L. Stevens, Sieci komputerowe TCP/IP, WNT 1998.
  • Ch.E. Spurgeon, Ethernet - podręcznik administratora, Wydawnictwo RM 2000.
  • W. Stallings, Organizacja i architektura systemu komputerowego, WNT 2004.
Źródło: „https://wazniak.mimuw.edu.pl/index.php?title=MIMINF:Architektura_komputerów_i_sieci&oldid=64167”