Subjects

The goal of the course is to introduce basic principles of computer architecture to first year students. The course assumes no prior knowledge of computer organization and operation, and is structured in a way that students can see through the typical user view of computer behavior. Students attending the course will understand the operation of a computer from a programmer’s perspective, learn how data are represented and stored in computers, understand how data is processed in computer systems, and discover the logical connections between programs and the underlying hardware. Course graduat

Last update: Töpfer Pavel, doc. RNDr., CSc. (31.01.2018)

Cílem předmětu je seznámit studenty se základními principy fungování počítačů. Předmět neočekává žádné vstupní znalostí o fungování počítače, a je koncipován tak, aby studenti nahlédli pod běžnou uživatelskou představu o počítači, a v širších souvislostech získali elementární programátorský pohled na reprezentaci dat v počítači, způsoby jejich zpracování počítačem, a na vazbu mezi programem a hardware. Po absolvování předmětu by měli studenti chápat principiální možnosti a omezení programovacích jazyků vzhledem k běžnému hardware, a být schopni chápat a využívat běžné druhy dat, se kterými p

Last update: Töpfer Pavel, doc. RNDr., CSc. (31.01.2018)

Patterson, D. A., Henessy, J. L. Computer Organization and Design: The Hardware/Software

Interface. 5th edition, Morgan Kaufmann, 2013. ISBN 978-0124077263

Last update: Töpfer Pavel, doc. RNDr., CSc. (31.01.2018)

Patterson, D. A., Henessy, J. L. Computer Organization and Design: The Hardware/Software

Interface. 5th edition, Morgan Kaufmann, 2013. ISBN 978-0124077263

Last update: Töpfer Pavel, doc. RNDr., CSc. (31.01.2018)

Computer architecture

Stored program computer: von Neumann and Harvard architectures

Processor + main memory + input/output

Device controllers

Data storage technologies

Representations of numerical data

Binary and hexadecimal systems

Integer numbers (unsigned and signed)

Real numbers (fixed point and floating point)

Arithmetic in computers

Bitwise operations

Non-numerical data representation

Structured data and data formats

Text representation and character encodings (including Unicode)

Overview of image data representations (pixel, bitmap, bit depth, vector graphics)

Overview of sound data representations (sample, sample rate)

Memory

Bits, bytes

Address and address space

Storing data in memory: structures, endianness, overview of data alignment

Files and storage

File as a byte sequence (text vs. binary files), and address space analogy

Basic file operations

Directories and hierarchical file structure

Operating system

Basic overview of OS responsibilities as an abstraction layer

between hardware and applications

Last update: Töpfer Pavel, doc. RNDr., CSc. (31.01.2018)

Architektura počítače

stored program computer: von Neumann a Harvard architektury

procesor + operační paměť + vstup/výstup

řadiče zařízení

technologie pro ukládání dat

Reprezentace a manipulace s číselnými daty

dvojková a šestnáctková soustava

reprezentace celých čísel (bezznaménková a znaménková)

reprezentace reálných čísel s pevnou a pohyblivou desetinnou čárkou

aritmetika v počítači

bitové operace

Reprezentace dat

strukturovaná data a datové formáty

reprezentace textu a kódování znaků (včetně Unicode)

přehled reprezentace obrazových dat (pixel, bitmapa, bitová hloubka, vektorová data)

přehled reprezentace zvukových dat (vzorek, vzorkovací frekvence)

Paměť

bity, byty

adresa a adresový prostor

ukládání dat v paměti: struktury, endianita dat, koncept zarovnání dat

Soubory

soubor jako posloupnost bytů (textové vs. binární soubory)

a analogie s adresovým prostorem

základní operace se soubory

adresáře a hierarchická struktura souborů

Operační systém

základní představa o OS jako abstrakční vrstvě mezi HW a aplikacemi

Last update: Töpfer Pavel, doc. RNDr., CSc. (31.01.2018)