ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE. Fakulta elektrotechnická POČÍTAČE PRO ŘÍZENÍ. Doc. Ing. Jiří Bayer, CSc Ing. Pavel Píša Ing.



Podobné dokumenty
35POS 2010 Počítačové systémy 1 Úvod, jazyk C Doc. Ing. Bayer Jiří, Csc. Ing. Pavel Píša

Principy činnosti sběrnic

Procesor. Procesor FPU ALU. Řadič mikrokód

Architektura počítače

Sběrnicová struktura PC Interní počítačové paměti PC

Základní deska (1) Parametry procesoru (2) Parametry procesoru (1) Označována také jako mainboard, motherboard

Využití ICT pro rozvoj klíčových kompetencí CZ.1.07/1.5.00/

ZKUŠEBNÍ PŘEDMĚTY SPOLEČNÉ ČÁSTI MATURITNÍCH ZKOUŠEK

Sběrnicová struktura PC Procesory PC funkce, vlastnosti Interní počítačové paměti PC

Struktura a architektura počítačů (BI-SAP) 12

Sběrnicová struktura PC Procesory PC funkce, vlastnosti Interní počítačové paměti PC

SWI120 ZS 2010/ hookey.com/digital/

Čítače e a časovače. v MCU. Čítače a časovače MCU. Obsah

MATURITNÍ OTÁZKY ELEKTROTECHNIKA - POČÍTAČOVÉ SYSTÉMY 2003/2004 TECHNICKÉ VYBAVENÍ POČÍTAČŮ

Multiprocesorové a multipočítačové systémy

Úvod do architektur personálních počítačů

Profilová část maturitní zkoušky 2014/2015

Historie výpočetní techniky Vývoj počítačů 4. generace. 4. generace mikroprocesor

Topologická struktura měřicích systémů

Využití ICT pro rozvoj klíčových kompetencí CZ.1.07/1.5.00/

PROGRAMOVÁNÍ ŘÍDÍCÍCH SYSTÉMŮ

Vítězslav Bártl. březen 2013

Převodníky AD a DA. AD a DA. Převodníky AD a DA. Základní charakteristika

Sběrnicová struktura PC Procesory PC funkce, vlastnosti Interní počítačové paměti PC

LabView - řízení aplikací s FPGA. Ing. Martin Bušek, Ph.D.

Plán předmětu Název předmětu: Školní rok: Ročník: Semestr: Typ předmětu: Rozsah předmětu: Počet kreditů: Přednášející: Cvičící: Cíl předmětu

Technické prostředky počítačové techniky

Metodika - Postupy optimálního využití moderních komunikačních kanálů

Charakteristika dalších verzí procesorů v PC

Učební osnova vyučovacího předmětu Automatizační technika 3. ročník. Pojetí vyučovacího předmětu

Profilová část maturitní zkoušky 2015/2016

Další aspekty architektur CISC a RISC Aktuálnost obsahu registru

Maturitní témata - PRT 4M

Paralelní systémy. SIMD jeden tok instrukcí + více toků dat jedním programem je zpracováváno více různých souborů dat

Skříně počítačů 11. Skříně počítačů 12 Typy skříní 12 Rozměry skříní 13. Základní deska (mainboard) 15

Petr Havíček HAV319. Rodina procesorů Intel Nehalem (historie a vývoj)

Zpráva o průběhu bakalářského přijímacího řízení pro akademický rok 2014/15 na Fakultě stavební ČVUT v Praze

Převodníky analogových a číslicových signálů

Přidělování paměti I Mgr. Josef Horálek

Umělá inteligence. Příklady využití umělé inteligence : I. konstrukce adaptivních systémů pro řízení technologických procesů

1. Programování, typy programovacích jazyků, historie.

Principy překladačů. Architektury procesorů. Jakub Yaghob

Identifikátor materiálu: ICT-1-06

Hardware ZÁKLADNÍ JEDNOTKA

Řízení IO přenosů DMA řadičem

35POS Počítačové systémy. 5 Sítě procesorů

Tvorba WWW stránek Podmínky. Jan Růžička Institut geoinformatiky VŠB-TU Ostrava, HGF tř. 17.listopadu Ostrava-Poruba

PROCESY V TECHNICE BUDOV 3

PROCESOR. Typy procesorů

PRINCIPY POČÍTAČŮ Metodický list číslo 1

Podpora personálních procesů v HR Vema

OPS Paralelní systémy, seznam pojmů, klasifikace

Uplatnění nových informačních technologií ve výuce a na zdravotnickém pracovišti. Marie Marková

Jemný úvod do numerických metod

35POS Počítačové systémy. 9 Mnohaúrovňová organizace počítače 2

Popis a definice mikrokontroléru Typy architektur v mikroprocesorové technice. von Neumann, Harvardská, CISC, RISC, VLIW,...

Sběrnicová architektura POT POT. Jednotlivé subsystémy počítače jsou propojeny sběrnicí, po které se přenáší data oběma směry.

Srovnání posledních dvou verzí studijních plánů pro studijní obor. Informační systémy. (studijní program Aplikovaná informatika)

CHARAKTERISTIKY MODELŮ PC

Historie počítačů v kostce. Marek Kocián, KOC322 Daniel Kapča, KAP077

Základy informatiky. 2. Přednáška HW. Lenka Carr Motyčková. February 22, 2011 Základy informatiky 2

Úvod do informačních technologií

Metody připojování periferií BI-MPP Přednáška 1

Vítejte na dnešním semináři. Lektor: Ing. Ludmila Brestičová

INTEGROVANÁ STŘEDNÍ ŠKOLA TECHNICKÁ BENEŠOV Černoleská 1997, Benešov. Tematický okruh. Ročník 1. Inessa Skleničková. Datum výroby 21.8.

Operační systém teoreticky

Část 1 ZÁKLADNÍ RYSY VÝPOČETNÍ PROSTŘEDKŮ DOSTUPNÝCH NA IT4INNOVATIONS

Pohled do nitra mikroprocesoru Josef Horálek

Využití ICT pro rozvoj klíčových kompetencí CZ.1.07/1.5.00/

Koncepce DMA POT POT. Při vstupu nebo výstupu dat se opakují jednoduché činnosti. Jednotlivé kroky lze realizovat pomocí speciálního HW.

Činnost CPU. IMTEE Přednáška č. 2. Několik úrovní abstrakce od obvodů CPU: Hodinový cyklus fáze strojový cyklus instrukční cyklus

Architektury CISC a RISC, uplatnění v personálních počítačích

Realizační tým Zhotovitele. Oprávněné osoby. Seznam subdodavatelů. Tabulka pro zpracování nabídkové ceny. Zadávací dokumentace

Architektura AMD K10. Kozelský Martin, koz230. Datum:

Systémová sběrnice, souvislost architektury počítače a systémové

DUM 09 téma: Způsoby programování CNC strojů výklad

Mapa nabídek Nástroje

Vlastnosti produktu. Pracovní výkon do kanceláře i domácnosti s HAL3000

HW počítače co se nalézá uvnitř počítačové skříně

PLÁNOVÁNÍ, ZÍSKÁVÁNÍ A VÝBĚR

Operační systémy. Přednáška 1: Úvod

Popis a funkce klávesnice Gama originální anglický manuál je nedílnou součástí tohoto českého překladu

českém Úvod Obsah balení LC USB adaptér Sweex pro bezdrátovou síť LAN

ZDT - Výpočetní technika přednáška 7,8,9

Komunikace procesoru s okolím

Metodické listy pro kombinované studium předmětu ŘÍZENÍ LIDSKÝCH ZDROJŮ. Metodický list č. 1

AGP - Accelerated Graphics Port

Energetický regulační

MĚŘENÍ Laboratorní cvičení z měření Měření parametrů operačních zesilovačů část Test

Úvod do problematiky návrhu počítačových systémů. INP 2008 FIT VUT v Brně

PRINCIPY POČÍTAČŮ. Schopnost logického uvažování a rešeršní práce v prostředí Internetu.

Z{kladní struktura počítače

Kubatova Y36SAP procesor - control unit obvodový a mikroprogramový řadič RISC Y36SAP-control unit 1

MSP 430F1611. Jiří Kašpar. Charakteristika

Obvody a architektura počítačů. Jednoprocesorové počítače

Základní deska (1) Označována také jako mainboard, motherboard. Deska plošného spoje tvořící základ celého počítače Zpravidla obsahuje:

Sběrnicová struktura PC Interní počítačové paměti PC

Úloha s tepelným tokem řízená pomocí PAC Rockwell a PC

Vývoj systému RoadPAC

Transkript:

ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE Fakulta elektrotechnická POČÍTAČE PRO ŘÍZENÍ Doc. Ing. Jiří Bayer, CSc Ing. Pavel Píša Ing. Zdeněk Šebek 2004 sylaby a slajdy přednášek 1

POČÍTAČE PRO ŘÍZENÍ Program 1. Počítač jako prostředek řízení. Konvenční strojová úroveň (KSU). Struktura a organizace počítače, přenos informace, sběrnice. 2. KSU. Operační a paměťový podsystém. Modifikace architektury počítače - SIMD, MIMD aj. Vnitřní a vnější paměti. 3. KSU. Vstupní a výstupní podsystém počítače, periferní jednotky, I/O kanál, DMA, I/O procesor, standardní I/O sběrnice. 4. KSU. Počítačový systém, technické a organizační prostředky. Přerušovací systém, struktura, použití, reálný čas. 5. Sítě procesorů, paralelní systémy, propojovací sítě. Počítače s netradičním řízením. 6. Sítě počítačů, topologie sítí. Sítě typu LAN, MAN, WAN. Sítě řídicích počítačů. 7. Mnohaúrovňová organizace počítače, virtuální počítač. Proces a jeho stav. Konvenční a mikroprogramová úroveň počítače. 8. Úroveň operačního systému počítače. Virtuální instrukce, virtuální paměť. Vyšší úrovně počítače. 9. Mikroprocesorové prostředky. Stavebnice iapx 86, systémy s 8086, 8087, 8089. Mikropočítač I 80186 pro vestavěné aplikace. 10. Mikroprocesorové prostředky. Stavebnice iapx x86, struktura, vlastnosti. Systémy s 80286, 80386, 80486. 11. Mikroprocesorové prostředky. Stavebnice s procesory Pentium, struktura, vlastnosti. Systémy s procesory Pentium. 11. Standardní systémové a I/O sběrnice systémů s procesory I 86xxx, Pentium. Standardní sběrnice VME. 12. Mikroprocesorové prostředky. Stavebnice M68xxx (10,20,30,40), struktura, vlastnosti, použití v systému. 13. Mikroprocesorové prostředky. Procesory řady M683xx pro vestavěné aplikace, struktura, vlastnosti, použití v systému. 14. Prostředky pro styk s technologickým procesem, sběr a zpracování technologických dat. Reálný čas, obvody reál. času. 2

Literatura: Bayer a kol. Počítače pro řízení skripta ČVUT 2002 Blatný a kol. Číslicové počítače SNTL 1980 Niederlinski Číslicové systémy pro řízení technologických procesů SNTL 1984 Tanenbaum Structured Computer Organisation Prentice Hall 1978 Tanenbaum Computer Networks Prentice Hall 1988 Brandejs Mikroprocesory Intel Grada 1993 Podmínky zápočtu : - účast na cvičení - vyřešení všech úloh - úspěšný výsledek z teoretické i praktické části testu - odevzdání hlavní úlohy v daném termínu (pozdní odevzdání bude obohaceno o zadání další úlohy) - u nadaných studentů lze řešení hlavní úlohy nahradit jinou úlohou z oblasti RT aplikací - získání min 20 bodů ze 40 možných Zkouška: - podmínkou získání zápočtu - zkouška je písemná (10 otázek, max 6 bodů/ot) - získání 30 bodů z 60 možných Hodnocení předmětu: - podíl ze cvičení (40%) - podíl ze zkoušky (60%) - hodnocení určuje součet obou částí 1 2 3 4 >85 70-84 50-69 <50 3

Obsah 1 Úvod 10 1.1 Základní pojmy 10 1.2 Číselné soustavy a zobrazení informace v počítači 18 1.3 Aritmetické operace 27 2 Struktura a organizace počítače 37 2.1 Přenos informace v počítači 38 2.2 Operační podsystém počítače 46 2.3 Paměťový podsystém počítače 48 2.4 Vstupní a výstupní podsystém počítače 67 3 Počítačové systémy 84 3.1 Spolupráce s počítačem a řešení úloh 84 3.2 Programové prostředky počítače 85 3.3 Technické a organizační prostředky počítače 86 4 Sítě procesorů a počítačů 93 4.1 Jednopočítačový systém 93 4.2 Vícepočítačové systémy - sítě počítačů 109 5 Mnohaúrovňová organizace počítače 130 5.1 M2 Konvenční strojová úroveň počítače 133 5.2 M1 Mikroprogramová úroveň počítače 143 5.3 M3 Úroveň operačního systému 159 5.4 Vyšší úrovně počítače 183 6 Mikroprocesorové prostředky 189 6.1. Mikropočítačové systémy s procesory I80x86 189 6.2 Mikropočítačové systémy s procesory M68xxx 6.3. Sběrnice mikropočítačových systémů 6.4. Profesionální prostředky počítač. řídicích systémů 7 Technické vybavení pro řízení technolog. procesů 300 7.1 Soustava analogových vstupů 301 7.2 Soustava číslicových vstupů 318 7.3 Soustava analogových výstupů 320 7.4 Soustava číslicových výstupů 322 7.5 Obvody reálného času 323 8 Sběr a zpracování technologických proměnných 325 8.1 Sběr technologických proměnných 325 8.2 Zpracování technologických proměnných 326 9 Počítačový automatizační systém 336 4

POŽADAVKY KE ZKOUŠCE z POR : 1 Úkoly a funkce řídicího počítače (ŘP), struktura počítačového řídicího systému. 2 Zvláštnosti technického a programového vybavení ŘP. 3 Zobrazení informace v počítači, číselné soustavy. Zobrazení čísel, instrukcí, znakových dat a.j. 4 Zobrazení čísel v pevné řádové čárce, základní aritmet. operace, dekadická aritmetika. 5 Zobrazení čísel v pohyblivé řádové čárce, základní aritmet. operace. 6 Struktura a organizace počítače - klasická a sběrnicová organizace, vlastnosti. 7 Přenos informace v počítači - sběrnice. Způsob komunikace po sběrnicích. 8 Strategie přidělování sběrnic, způsoby řízení. 9 Základní jednotka počítače - CPU, struktura a funkce. 10 Modifikace základní jednotky počítače - struktura a vlastnosti 11 Operační jednotka CPU, struktura, význam bloků a jejich funkce. 12 Řadič CPU, struktura, význam bloků a jejich funkce. 13 Paměťový podsystém počítače - složky, hierarchie, způsoby uložení dat a přístupu k nim. 14 Typy pamětí, vlastnosti, parametry, 15 Operační paměť - struktura, způsob komunikace, adresování 16 Ochrana operační paměti, význam, vlastnosti 17 Kontrola a oprava chyb operační paměti - samoopravné kódy. 18 Vyrovnávací paměť, struktura, vlastnosti, použití 19 Asociativní paměť, struktura, vlastnosti a použití. 20 Cache paměť, struktura, vlastnosti a použití. 21 Zásobníková organizace paměti, vlastnosti a použití. Aritmetika se zásobníkem. 22 Vnější paměti - vlastnosti, použití, způsoby uložení dat a přístupu k nim. 23 Přídavné velkokapacitní paměti (bubnová, flash), vlastnosti, použití 24 Diskové a magnetopáskové paměti, vlastnosti, použití 25 Virtuální paměť počítače, virtuální a fyzický adresový prostor. 26 I/O podsystém počítače, způsoby přenosu informace mezi I/O a počítačem, I/O kanál. 27 Přímé řízení I/O programem, programový kanál, programový kanál s přerušením. 28 Přímý přístup do paměťi - DMA. 29 Autonomní I/O kanál, kanálová operace, kanálový program. 30 I/O procesor. 31 Periferní jednotky počítače - přehled a vlastnosti. 32 Styk s přídavnými periferiemi, řídicí jednotka. Standardní interface. 33 Počítačový systém - způsoby řešení úloh. 34 Technické a organizační prostředky počítače. 35 Přerušovací systém, význam, typy přerušení, způsob obsluhy, priority, masky. 36 Obvody reálného času, hlídací obvody 37 Sítě procesorů, počítačové struktury, vlastnosti a použití. 38 Proudové zpracování informace, vektorové a RISC procesory 39 Sítě procesorů, paralelní systémy, propojovací sítě 40 Paralelní systémy SISD, SIMD, MIMD 41 Počítače s netradičním řízením, řízené tokem dat, řízené tokem požadavků, neuronové počítače 42 Vícepočítačové systémy, sítě počítačů (LAN, MAN, WAN), vlastnosti a použití. 43 Topologie sítí propojovací struktury, přenos dat v síti 44 ISO/OSI model síťové architektury 45 Počítačové sítě typu LAN, topologie sítě, přidělování media 46 Deterministické a nederministické metody přidělování media 47 Počítačové sítě typu WAN, strategie přenosu zpráv, Internet 48 Počítačové sítě řídicích počítačů, programové a technické vybavení. 49 Mnohaúrovňová organizace počítače, virtuální počítač a jeho stroj. jazyk. 50 Proces a jeho stav, zpracování programu virt.strojem. Kompilace, interpretace a vztah k úrovním virt.stroje 51 Konvenční strojová úroveň počítače - technické a programové prostředky. 5

52 Formát instrukcí konvenční úrovně. Adresování paměťového prostoru, způsoby, modifikace. 53 Instrukční soubor konvenční úrovně, přenosy dat, monadické a dyadické operace, větvení, skoky.. 54 Mikroprogramová úroveň počítače - technické a programové prostředky, základní operace. 55 Koncepce řízení mikroprogramové úrovně - základní instr. cykl a jeho fáze. 56 Direktivní a zpětnovazební řízení mikroprogramové úrovně. 57 Mikroprogramový automat, typy mikroprogramových řadičů. 58 Vertikální, horizontální a diagonální mikroprogramování. 59 Úroveň operačního systému počítače - technické a programové prostředky. 60 Virtuální instrukce OS, příkazy OS. 61 Virtuální instrukce OS - instrukce I/O 62 Virtuální instrukce OS - instrukce práce se soubory 63 Virtuální instrukce OS - instrukce paralelního běhu programů 64 Virtuální instrukce OS - instrukce synchronizace procesů 65 Virtuální instrukce OS - instrukce komunikace mezi procesy 66 Virtuální instrukce OS - instrukce rekonfigurace stroje. 67 Virtuální paměť - fyzická a virtuální adresa. 68 Mapování paměti - stránková verze a algoritmy výměny. 69 Mapování paměti - segmentová verze a algoritmy výměny. 70 Mapování paměti kombinace stránkové a segmentové verze a algoritmy výměny. 71 Hierarchická organizace paměti, vlastnosti a použití jednotlivých složek. 72 Vyšší úrovně počítače - překladače. Assembler - základní vlastnosti. Prog.prostředky LINK,LOAD 73 Víceúrovňové stroje, význam, návrh a použití. 74 Struktura stavebnice iapx 86/88. Hierarchická organizace sběrnic, struktura systému /subsystému 75 Architektura mikroprocesorů 8086/88, vlastnosti. Registrová struktura - význam registrů a jejich funkce 76 Adresování paměti iapx 8086/88, způsoby, modifikace. 77 Přerušovací systém iapx 8086/88, způsob obsluhy přerušení. 78 Architektura aritmetického koprocesoru 8087, formát dat, spolupráce v systému. 79 Architektura I/O procesoru 8089, způsob práce, spolupráce v systému. 80 Mikropočítačové systémy s procesory iapx 86/88. Jednodeskové mikropočítače, PC-XT 81 Architektura mikroprocesoru 80186, vlastnosti, podpůrné obvody, použití v systému. 82 Mikropočítačové systémy s procesory 80286,80386, 80486, základní vlastnosti a rozdíly 83 Mikropočítačové systémy s procesory Pentium, Pentium Pro, Pentium II, základní vlastnosti a rozdíly 84 Systémy s jednočipovými mikropočítači 80x86 85 Mikropočítačové systémy s procesory M68xxx, základní vlastnosti a rozdíly 86 Mikroprocesorová architektura M680x0, vlastnosti, sběrnice 87 Mikrokontroléry M683xx, struktury, vlastnosti, použití 88 Sběrnice mikropočítačových systémů (ISA, EISA, SCSI, AGP, USB, VME), vlastnosti 89 Prostředky pro styk počítače s technologickým procesem. Složky a organizace I/O podsystému 90 Soustava analogových vstupů, struktura a vlastnosti 91 Vzorkování, tvarování a filtrace dat, zdroje chyb a jejich odstranění. 92 Soustava číslicových vstupů, struktura a vlastnosti. 93 Soustava analogových výstupů, struktura a vlastnosti 94 Soustava číslicových výstupů, struktura a vlastnosti 95 Obvody reálného času, struktura, vlastnosti, použití 96 Sběr a zpracování technologických proměnných 97 Počítačový automatizační systém, hierarchická struktura, vlastnosti. 6