Detail předmětu

Periferní zařízení

IPZ Ak. rok 2022/2023 zimní semestr 3 kredity

Aktuální akademický rok

Předmět není v tomto roce otevřen

Pozornost je zaměřena na principy konstrukce a řízení periferních zařízení a jejich řadičů. Začlenění řadiče periferního zařízení do architektury počítače, komunikace s procesorem. Pozornost je také zaměřena na na popis a využití systémové a V/V sběrnice pro řízení periferních operací: komunikace na systémové sběrnici, principy přidělování sběrnice, přímý přístup do paměti, obsluha žádosti o přerušení. Diskové paměti, metody záznamu, konstrukce diskové paměti, parametry, komunikace mezi řadičem a diskovou pamětí, registrový model diskové paměti. Zobrazovací jednotky, grafické adaptéry, struktura adaptéru, vývojové typy. Principy komunikace mezi řadičem periferního zařízení a periferním zařízením, příklady rozhraní: paralelní ATA, sériové ATA, USB, Firewire, SCSI.

Garant předmětu

Zachariášová Marcela, Ing., Ph.D. (UPSY)

Koordinátor předmětu

Bidlo Michal, doc. Ing., Ph.D. (UPSY)

Jazyk výuky

česky, anglicky

Zakončení

zkouška (písemná)

Rozsah

  • 26 hod. přednášky
  • 4 hod. laboratoře

Bodové hodnocení

  • 66 bodů závěrečná zkouška (písemná část)
  • 30 bodů půlsemestrální test (písemná část)
  • 4 bodů laboratoře

Zajišťuje ústav

Ústav počítačových systémů (UPSY)

Přednášející

Zachariášová Marcela, Ing., Ph.D. (UPSY)

Cvičící

Šimek Václav, Ing. (UPSY)
Zachariášová Marcela, Ing., Ph.D. (UPSY)

Stránky předmětu

Získané dovednosti, znalosti a kompetence z předmětu

Studenti se naučí používat poznatky získané při předcházejícím studiu předmětů zaměřených na konstrukci počítačů. Budou seznámeni s klasickými ale také novými technologiemi řízení periferních zařízení a jejich konstrukcí. Naučí se pracovat s těmito informacemi a používat je při dalších činnostech jako je návrh externích adaptérů, příp. konstrukce ovladačů periferních zařízení. Budou seznámeni s vývojovými trendy uplatňovanými při vývoji periferních zařízení a jejich využití ve výpočetním systému.

Cíle předmětu

Rozvíjet znalosti získané v předmětech zaměřených na konstrukci počítačů.

Předmět poskytuje studentům praktické informace z oblasti konstrukce periferních zařízení, jejich řadičů a sběrnic. Tyto znalosti studenti uplatní při dalším studiu a v praxi.

Proč je předmět vyučován

Předmět poskytuje studentům praktické informace z oblasti konstrukce periferních zařízení, jejich řadičů a sběrnic. Tyto znalosti studenti uplatní při dalším studiu a v praxi.

Doporučené prerekvizity

Požadované prerekvizitní znalosti a dovednosti

Znalost konstrukce číslicových obvodů a komponent počítačů, znalost základních principů komunikace na systémové sběrnici.

Literatura studijní

  • Kotásek, Z.: Texty přednášek v elektronické podobě. Studijní opora dostupná na:http://www.fit.vutbr.cz/study/courses/IPZ/public/
  • William Buchanan: Applied PC, Interfacing, Graphics and Interrupts, Addison-Wesley, 1996, Anglie, ISBN 0-201-87728-7, 383 stran.
  • Tom Shanley: PCI-X System Architecture, Addison-Wesley, 2004, Anglie, ISBN 0201726823, 688 stran.
  • Dave Coleman, Scott Gardiner, Mohammad Kolbehdari, Stephen Peters: PCI Express Electrical Interconnect Design, INTEL PRESS, 2004, ISBN 0-9743649-9-1, 280 stran.
  • John Hyde: USB Design by Example, INTEL PRESS, 2001, ISBN 0-9702846-5-9, 510 stran.
  • Friedhelm Schmidt: SCSI Bus & IDE Interface, Addison-Wesley, 1998, Anglie, ISBN 0-201-17514-2, 396 stra.
  • Knut Grimsrud, Hubbert Smith: Serial ATA Storage Architecture and Applications, INTEL PRESS, 2006, ISBN 0-9717861-8-6, 357 stran.
  • Don Anderson: SATA Storage Technology, Mindshare Press, 2007, ISBN 978-0-9770878-1-5, 463 stran.
  • Bruce Jacob, Spencer W. Ng, David T. WAng: Memory Systems, Cache, Dram, Disk, Elsevier, 2008, ISBN 978-0-12-379751-3, 981 stran.
  • Burkhard Kainka: Měření, řízení a regulace pomocí sběrnice USB, BEN, 2002, ISBN 80-7300-073-3.
  • Michael Gook: Hardwarová rozhraní, Computer Press, 2006, ISBN 80-251-1019-2, 463 stran.
  • Hans-Peter Messmer: The Indispensable PC Hardware Book, Addison-Wesley, 1997, Anglie, ISBN 0-201-40399-4, 1384 pages.
  • Linda Null, Julia Lobur: The Essentials of Computer Organization and Architecture, Jones and Bartlett Publishers International, 2006, ISBN 978-0-7637-3769-6, 799 stran.
  • Liza Wallach Kloski; Nick Kloski: Začínáme s 3D tiskem: Praktická příručka k hardwaru i softwaru k ovládnutí 3D tisku, Computer Press 2017, 216 stran.

Literatura referenční

  • Douglas Comer: Essentials of Computer Architecture, Second Edition, CRC Press, 2017 
  • Jan Axelson: USB Complete: The Developer's Guide, Fifth Edition, 2015, ISBN‎ 978-1931448284, 524 stran
  • Simon Monk: Programming the Raspberry Pi, Getting Started with Python, McGraw Hill TAB; 3rd edition, 2021, ISBN 126425735X, 192 stran
  • Shenouda Dawoud: Serial Communication Protocols and Standards, River Publishers; 1st edition, 2022, 531 stran, ISBN: 8770221545

Osnova přednášek

  1. Architektura počítače, periferní zařízení.
  2. Řadič periferního zařízení, komunikace s procesorem.
  3. Principy konstrukce systémové sběrnice.
  4. Principy přidělování sběrnice.
  5. Disková paměť, principy řízení.
  6. Diskové paměti, principy záznamu, struktura disku.
  7. Sběrnice IDE, SATA.
  8. Sběrnice SCSI.
  9. Architektury RAID.
  10. Grafické adaptéry, zobrazovací jednotky.
  11. AGP bus, rozhraní DVI.
  12. Systémová sběrnice PCI, PCI Express.  
  13. Sběrnice USB, FireWire.

Osnova laboratorních cvičení

  1. Struktura diskového media.
  2. Analýza rozhraní USB.

Průběžná kontrola studia

  • Laboratorní cvičení: 4 body.
  • Půlsemestrální písemná zkouška: 30 bodů.
  • Minimum bodů za aktivity během semestru není stanoveno.
  • Závěrečná písemná zkouška: 66 bodů.

Kontrolovaná výuka

Laboratorní výuku bude možné nahradit v dalších týdnech.

Způsob kontaktu s vyučujícím

  • Výuka, laboratorní cvičení.
  • Email.
  • Konzultace.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program BIT, 2. ročník, volitelný
  • Program BIT (anglicky), 2. ročník, volitelný
  • Program IT-BC-3, obor BIT, 2. ročník, volitelný
Nahoru