Wprowadzenie do informatyki (komputery, systemy operacyjne i sieci)

podstawowy

Wiedza (W): CwC1_W09, CwC1_W12, CwC1_W13

Umiejętności (U): CwC1_U03, CwC1_U10

Kompetencje społeczne (K): CwC1_K01, CwC1_K02

Celem przedmiotu jest zapoznanie studentów z budową komputerów oraz arytmetycznymi i logicznymi podstawami systemów komputerowych, wyjaśnienie zasad reprezentacji i przetwarzania różnych typów informacji na komputerze.

Treści programowe:

Klasyfikacja architektur systemów komputerowych. Model von Neumanna. Architektury Harvard, Princeton. Architektury równoległe. Wieloprocesory i wielokomputery. Wpływ rozwoju technologii na architekturę systemów komputerowych.

Podstawowe podsystemy komputera. Podsystem pamięci. Hierarchia pamięci w systemie komputerowym. Pamięci półprzewodnikowe: dynamiczne i statyczne. Organizacja pamięci podręcznej. Magistrale i interfejsy. Budowa i funkcjonowanie procesora. Model programowy procesora. Lista rozkazów. Kod maszynowy a asembler. Format instrukcji. Tryby adresowania operandów. Architektury RISC i CISC. Rejestry procesora. Organizacja stosu. Mechanizm wywołania podprogramów. Przerwania w systemie komputerowym. Cykl rozkazowy. Zrównoleglenie przetwarzania rozkazów: potokowość, superskalarność, wielowątkowość, wielordzeniowość.

Kodowanie informacji w systemach komputerowych. Systemy liczbowe. Metody konwersji liczb. Kody liczbowe. Reprezentacja liczb w systemie komputerowym. Kodowanie liczb ze znakiem (kody ZM, U1, U2, spolaryzowane). Arytmetyka liczb w kodzie U2. Arytmetyka BCD. Formaty zmiennoprzecinkowe. Dokładność i zakres reprezentacji liczb. Arytmetyka zmiennoprzecinkowa. Standard IEEE 754. Architektura jednostki zmiennoprzecinkowej.

Kody detekcyjne i korekcyjne. Obliczanie kodów CRC, ECC, Hamminga. Zdolności detekcyjne kodów.

Dwuelementowa algebra Boole’a. Zastosowanie algebry Boole’a do opisu i projektowania układów cyfrowych. Minimalizacja funkcji logicznych.

System informatyczny. Metody modelowania i projektowania systemów informatycznych. Modele cyklu rozwoju systemu informatycznego. Metody strukturalne, obiektowe, społeczne. Wzorce projektowe. Podstawy języka UML. Typy modeli i rodzaje diagramów UML. Zarządzanie projektami informatycznymi. Parametry projektu. Standardy zarządzania projektami. Metody prowadzenia projektów informatycznych.

Efekty kształcenia:

Zrozumienie sposobów reprezentacji liczb w komputerze. Znajomość sposobów kodowania danych. Zrozumienie algorytmów wykonania operacji arytmetycznych na danych stało- i zmiennoprzecinkowych. Zrozumienie budowy i funkcjonowania procesora.

a) podstawowa:

1. S. Gryś, Arytmetyka komputerów, PWN, Warszawa, 2007.

2. J. Ogrodzki, Wstęp do systemów komputerowych, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa, 2005.

3. B. Pochopień, Arytmetyka systemów cyfrowych, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice, 2003.

4. W. Kwiatkowski, Wprowadzenie do kodowania, BELStudio, Warszawa, 2010.

5. W. Stallings, Organizacja i architektura systemu komputerowego. Projektowanie systemu a jego wydajność, WNT, Warszawa, 2004.

6. J. Biernat, Architektura komputerów, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław, 2005.

7. A.S. Tanenbaum, Strukturalna organizacja systemów komputerowych, Helion, Gliwice, 2006.

b) uzupełniająca:

1. J.G. Brookshear, Informatyka w ogólnym zarysie, WNT, Warszawa, 2003.

2. A. Skorupski, Podstawy budowy i działania komputerów, WKŁ, Warszawa, 2003.

absolwent zna i rozumie:

podstawy informatyki

podstawy konstrukcji oprogramowania

podstawy matematyki

absolwent potrafi:

posługiwać się narzędziami informatycznymi

posługiwać się narzędziami informatycznymi w przeprowadzaniu badań

absolwent jest gotów do:

uczenia się przez całe życie. Potrafi w tym celu wykorzystać narzędzia

informatyczne. Rozumie potrzebę ustawicznego pogłębiania wiedzy i

umiejętności oraz potrafi samodzielnie wykorzystywać w tym celu

dostępne mu źródła. Potrafi czytać ze zrozumieniem teksty ogólne i

specjalistyczne

współdziałania i pracy w grupie, przyjmując w niej różne role

Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)

Udział w zajęciach 15 godz

Dodatkowe godziny kontaktowe z nauczycielem 5 godz

Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 10 godz

Sumaryczne obciążenie pracą studenta 30 godz

Punkty ECTS za moduł 1 ECTS

Dla wszystkich efektów przyjmuje się następujące kryteria oceny we wszystkich formach weryfikacji:

ocena 5: osiągnięty w pełni (bez uchwytnych niedociągnięć)

ocena 4,5: osiągnięty niemal w pełni i nie są spełnione kryteria przyznania wyższej oceny

ocena 4: osiągnięty w znacznym stopniu i nie są spełnione kryteria przyznania wyższej oceny

ocena 3,5: osiągnięty w znacznym stopniu – z wyraźną przewagą pozytywów – i nie są spełnione kryteria przyznania wyższej oceny

ocena 3: osiągnięty dla większości przypadków objętych weryfikacją i nie są spełnione kryteria przyznania wyższej oceny

ocena 2: nie został osiągnięty dla większości przypadków objętych weryfikacją

Ocena końcowa x jest wyznaczana na podstawie wartości

st(w)= 5, jeśli 4,5 < w;

st(w)= 4,5, jeśli 4,25 < w <= 4,5;

st(w)= 4, jeśli 3,75 < w <= 4,25;

st(w)= 3,5, jeśli 3,25 < w <= 3,75;

st(w)= 3, jeśli 2,75 < w <= 3,25;

st(w)= 2, jeśli w <= 2,75

oraz na bazie podanej niżej reguły:

x wyznacza się ze wzoru x=st(z), gdzie z jest średnią ważoną ocen z przeprowadzonych weryfikacji,w których wagi ocen z egzaminów wynoszą 2, a wagi ocen z innych form weryfikacji są równe 1