PB151 – Výpočetní systémy
Osnova
- Základní pojmy
- Historie počítačů, generace počítačů, kategorie počítačů
- Koncepce Johna von Neumanna
Číselné soustavy
- Číselné soustavy; Polyadické soustavy
- Převody mezi polyadickými soustavami
- Číselné soustavy - v počítačové praxi
- Soustavy užívané v počítačové praxi, zobrazení celého čísla v počítači, rozsahy zobrazení
- Aritmetika ve dvojkových kódech (sčítání, přeplnění atd.)
Kódy
- BCD kód
- Vnější kódy (UNICODE, UTF-8), detekční a opravné kódy
- Kódová vzdálenost a její znázornění
- Vztah kódové vzdálenosti a počtu chyb
Obvody
- Booleova algebra
- Obvodové znázornění B-algebry, minimalizace počtu operací B-algebry
- Shefferova algebra, Peirceova algebra
- Fyzikální podstata signálů, zakázané pásmo
- TTL, invertor v TTL, NAND a NOR v TTL
- Kombinační logické obvody - základní logické členy
- Kombinační logické obvody - ostatní logické členy
- Logické obvody
- Dekodér, sčítačky
- Úplná sčítačka, vícemístná sčítačka
- Sekvenční logické obvody, klopný obvod RS
- Klopný obvod D
- Přenos informací v systému
- Sčítačka v BCD kódu
- Typické sekvenční obvody
- Násobičky
- Rotace bitů, logický a aritmetický posun
- Obvod pro rotaci bitů vpravo, vlevo a beze změny, komparátor
Paměti
- Parametry
- Vnitřní paměti
- Permanentní paměti
- Asociativní paměť
Procesor
- Struktura, fáze, registry, typy instrukcí, instrukce, Little/Big-Endian
- Instrukce a mikroinstrukce, příznaky
- Větvení
- Zásobník, volání podprogramu
- Přerušení, V/V operace
- Virtuální paměť
- Vyrovnávací (cache) paměť, LRU
- Realizace LRU
- Použití cache paměti
Architektura procesorů Intel
- Procesor 8086
- Zapojení procesorů 8086/88
- Typy dat zpracovávané procesory Intel
- Adresace paměti procesoru 8086
- Registry procesoru
- Příznakový registr
- Zásobník
- Přerušení
- Rezervovaná přerušení, počáteční nastavení procesoru
- Adresovací techniky
- Instrukce MOV
- Aritmetické instrukce
- Logické instrukce
- Rotace, posuvy
- Větvení programu
- Podmíněné skoky
- Zásobník
- Volání a návrat z podprogramu
- Příznakový registr
- Přerušení
- Cykly
- Ovládání V/V
- Další instrukce přesunů dat
- Řetězcové instrukce
- Instrukce pro podporu BCD aritmetiky
- Procesor 80286
- Zapojení
- Režimy
- Příznakový registr
- Registr MSW
- Adresace paměti v chráněném režimu
- Tabulky popisovačů segmentů
- Popisovač datového segmentu
- Popisovač instrukčního segmentu
- Popisovač systémového segmentu
- Segmentové registry
- Registry GDTR a LDTR
- Použití GDTR, LDTR a segmentových registrů
- Úrovně oprávnění
- Zpřístupnění datového segmentu
- Předání řízení do instrukčního segmentu
- Brána pro předání řízení
- Použití brány pro předání řízení
- Předávání parametrů pomocí brány
- Privilegované instrukce
- Segment stavu procesu
- Segment stavu procesu - obsah
- Brána zpřístupňující TSS
- Přepnutí procesu instrukcí vzdáleného skoku
- Přepnutí procesu instrukcí vzdáleného volání CALL nebo přerušením
- Přepnutí procesu instrukcí IRET
- Brány zpřístupňující TSS versus přerušení
- Přerušení
- Brány pro přerušení
- Informace ukládaná do zásobníku
- Formát chybového slova
- Rezervovaná přerušení
- Shrnutí pravidel pro předávání řízení
- Počáteční nastavení procesoru
- Zapnutí chráněného režimu
- Řídicí instrukce
- Procesor 80386
- Popis signálů a registry
- Adresace v chráněném režimu a řídící registry
- Popisovače segmentů
- Stránkování, Translation Look-aside Buffer (1)
- Translation Look-Aside Buffer (2) a TSS
- Mapa přístupných V/V bran, přerušení
- Ladící registry, ladíci body, přerušení
- Procesor 80486
- Zapojení
- Rysy procesoru, příznakový registr
- Řídící registry CR0, CR3
- Stránkování
- Interní vyrovnávací paměť
- Pseudo-LRU
- Testování IVP
- Procesor Pentium
- Rysy procesoru
- Blokový diagram
- Zřetězené provádění instrukcí
- Předvídání podmíněných skoků
- Párování instrukcí
- Režim správy systému
- Řídicí registr CR4
Architektura x86-64
- Principy architektury x86-64
RISC
- Principy architektury -- i860
- Jednotky a principy i860
IEEE 754
- Koprocesor -- FPU 80486, architektura
- Typy dat
- Zobrazení reálného čísla (1)
- Zobrazení reálného čísla (2), zvláštní čísla
- Procvičování: Převod čísel do a z IEEE 754
- Zvláštní čísla (2)
- Určení rozsahu, přesnosti a rozlišitelnosti
- Typy operací koprocesoru
- Další typy koprocesorů
Připojování V/V zařízení
- Centronics
- RS-232-C (V.24), zapojení, signály
- RS-232-C (V.24), průběhy, formáty
- Proudová smyčka
- Nullmodem
- USB Universal Serial Bus