Naziv predmeta

Arhitektura osobnih računala

Detalji
Kod
VSITE144
Skr.
AOR
ECTS
5
Godina
3
Semester
Zimski semestar
Vrsta
izborni smjera
Razina HKO 6
Preddiplomski studij
E-Learning
0%
Aktivnosti
IT zg - Ljet 19/20
ECTS
Jedinice
Sati
Svega
P
1
15
2
30
A
0
15
1
0
L
1
7
2
30
S
0
0
0
0
KA
0
0
0
0
KP
0
3
1
0
PR
0
0
0
0
IP
0
0
0
0
IU
0
1
2
0
SU
3
1
90
90
NastavniciNositelji: dr. sc. Milorad Nikitović, prof. v. š.
Asistenti: mr. sc. Branko Balon, pred., Mario Matijević, str. sur., Mladen Seničić, asist. vis. šk.
PreduvjetiNema
Sadržaj

1. Uvod. Osnove 80x86 arhitekture. Prekidni i DMA mehanizam. 2. Sabirnica. Razvoj sabirnica u osobnim računalima: PC, ISA, EISA, MCA, VLB, PCI. 3. Procesor. CISC I RISC procesor. Razvoj od Intel 8086 do Pentiuma IV. Korištenje međumemorije (cache). Osnovni skup i MMX skup instrukcija . Usporedba sa AMD procesorima. AMD 3D Now. 4. Memorijski sustavi. Organizacija radne memorije. Statička i dinamička memorija. Protok podataka. Razvoj memorija: FP, EDO, SDRAM, DDR, RDRAM. 5. Matična ploča. BIOS, CMOS i RTC. Chipset. Sjeverni i južni most . Plug and Play tehnika. Napajanje PC-a. AT i ATX oblik. 6. Sustav za prikaz slike. Generiranje slike. Točka i rezolucija. Video procesor, video memorija , DAC. Razvoj video standarda: MGA, CGA, EGA, VGA, SuperVGA. AGP sabirnica. Monitori. Princip rada: katodna cijev, točka, rezolucija, horizontalna i vertikalna frekvencija. Trinitron, LCD. 7. Pohrana podataka. Tvrdi diskovi. Magnetiziranje materijala. Organizacija podataka na tvrdom disku uređaja. CHS. Prebacivanje podataka. Vanjske sabirnice: IDE i SCSI. Optički mediji. CD-ROM. ATAPI. CD-RW. Izmjenjivi mediji. 8. I/O komunikacija. Serijski i paralelni vezni sklopovi i prijenos. Modemi, ISDN. USB sabirnica. Priključak lokalne mreže. 9. Ulazni uređaji. Tipkovnica. Miš, PS2. Joystick. 10. Zvuk. Generiranje zvuka, analogne i digitalne tehnike. Modulacija, wave tabele, PCM. Midi standard. 11. Pisači. Tehnike ispisa na papir. Vrste pisača: matrični, laserski, tintni. Povezivanje sa računalom. Komunikacijski jezici : PostScript, PCL, ESCP2.

Ciljevi učenja

Opća. Prepoznavanje načina rada ključnih komponenti osobnih računala te tijeka podataka kroz njega.
Posebna: Dubinski uvid u svaki od ključnih sklopova osobnih računala. Razumijevanje i definiranje važnosti svake od komponenti u ukupnosti definiranja sklopovlja.

Ishodi učenja

1. Definirati ključne dijelove arhitekture procesora osobnih računala.
2. Definirati zadaće i način funkcioniranja memorijskog sustava.
3. Definirati zadaće sabirničkog sustava osobnih računala.
4. Definirati ulogu i zadaće čipseta osobnih računala.
5. Definirati zadaće video sustava.
6. Definirati ulogu periferija osobnih računala.
7. Definirati računalnu konfiguraciju obzirom na potrebe korisnika.
8. Prepoznati ključne probleme u radu osobnih računala.

Sposobnosti

Kolegij pruža specijalistička znanja s područja računalnih sustava i mreža kao nadogradnju jezgre računarstva i osposobljava polaznika za projektiranje, sastavljanje i održavanje osobnih računala

Preporučena literatura

1. Valentini Kožica, Milorad Nikitović: Arhitektura osobnih računala-skripta, VSITE, Zagreb 2010, 2. William Buchanan and Austin Wilson : Advanced PC arhitecture, Addison-Wesley 2001, ISBN 0201 39858 3, www.aw.com/cseng 3. Slobodan Ribarić : Arhitektura mikroprocesora, Tehnička knjiga, Zagreb 1982

Dodatna literatura
predavanja (P)
  1. Uvod u kolegij; 1. Osobna računala-povijesni razvoj; 1.1 Mehanički uređaji za računanje, 1.2 Elektromehanički uređaji za računanje, 1.3 Prva generacija elektroničkih uređaja, 1.4 Druga generacija elektroničkih računala, 1.5 Treća generacija elektroničkih računala, 1.6 Četvrta generacija elektroničkih računala, 1.7 Peta generacija elektroničkih računala.
  2. 2. Prijenos podataka; 2.1 Prekidi, 2.2. Direktni pristup memoriji (DMA), 2.3 Sabirnice, 2.3.1 Podatkovna sabirnica, 2.3.2 Adresna sabirnica, 2.3.3 Sinkronizacijska sabirnica, 2.3.4 Kontrolna sabirnica; 2.4 Sabirnice u osobnim računalima (PC, ISA, EISA i MCA, VLB, PCI, PCI X, PCI Expres)
  3. 3. Procesor; 3.1 Princip rada, 3.2 Osnovna arhitektura Pentium procesora, 3.3 CISC ili RISC, 3.4 Razvoj procesora za osobna računala, 3.5 Klonovi, 3.6 Sistemska sabirnica, 3.7 Unutarnji registri, 3.8 Načini rada procesora (stvarni, IA-32 način, IA-32e način), 3.9 Brzine procesora i oznake u odnosu na brzinu glavne sabirnice matične ploče, 3.10 Mogućnosti procesora (SMM, Superskalarno izvršavanje, MMX tehnologija, SSE, SSE2, SSE3, Dinamičko izvršavanje, 3Donw!, poboljšani 3Dnow! i profesionalni 3Dnow!, Dinamičko izvršavanje, Analiza protoka podataka)
  4. 3.10 Mogućnosti procesora (Spekulativno izvršavanje, Dvije neovisne arhitekture sabirnice, Hyper-threading tehnologija, Tehnologija dvije jezgre), 3.11 Proizvodnja procesora, 3.12 Vrste podnožja, 3.13 Zagrijavanje i hlađenje procesora; 4. Memorijski sustav, 4.1 Glavna memorija (način rada i vrste memorija), 4.2 Priručna memorija
  5. 5. Matična ploča; 5.1 Chipset (sjeverni most, Južni most, Razvoj Chipset-a po modelima, HUB Chipset), 5.2 BIOS, 5.3 PnP sustav, 5.4 Fizički parametri i napajanje ploče
  6. Kolokvij 1; 6. Video sustav; 6.1 Grafička kartica (Vrste grafičkih kartica, Video standardi, Spajanje na računalo), 6.2 Monitor (Katodna cijev, Generiranje slike, Spajanje monitora sa računalom)
  7. 6.2 Monitor (LCD monitori (Tekući kristali, Osnovni način rada zaslona sa tekućim kristalima, Princip rada LCD zaslona, Struktura TFT LCD zaslona, Okomita struktura TFTLCD zaslona, Jedinica upravljačkog kruga, Struktura slikovnog elementa, Okomita struktura slikovnog elementa, Aktivno adresiranje 3x3 matrice, Generiranje boja, Proizvodnja zaslona, Spajanje LCD zaslona s računalom (DVI)), OLED zasloni, Plazma zasloni, Elektronički papir, SED zasloni)
  8. 7. Spremanje podataka; 7.1 Hard disk (zapis podataka, Prijenos podataka, IDE sučelje, EIDE sučelje, SCSI sučelje), 7.2 Izmjenjivi disk, 7.3 CD tehnologija (Laser, Osnovni model atoma, Atomi i laser, Osnove laserske zrake, CD standardi, Organizacija podataka, Prijenos podataka), 7.4 CD-R, 7.5 CD-RW
  9. 7.6 DVD tehnologija (Povijest, Tehnologija, DVD), 7.7 Posebni oblici CD-a, 7.8 Blue Ray (Blue-Ray sklop, Izvedba sklopa za čitanje, Struktura diska, Blue-Ray disk datotečni sustav, Kontinuirana opskrba podacima, Adresiranje, Snimanje podataka, Modulacija).
  10. 8. Vanjske sabirnica; 8.1 Serijska komunikacija (Električne karakteristike, Komuniciranje dva čvora, Spajanje prijemnika i predajnika, Povezivanje unutar računala), 8.2 Usporedno sučelje (Kompatibilni načain rada-Centronics, 4-bitni - Nibble mod, 8-bitni način - Byte mod)
  11. Kolokvij 2; 8.2 Usporedno sučelje (Obogaćeni paralelni skolp - EPP, Paralelni sklop sa dodatnim mogućnostima, Spajanje paralelnog sklopa na računalo), 8.3 Univerzalna serijska sabirnica - USB (Paketi, Prijenosi, USB kontroler, Spajanje na računalo)
  12. 8.4 Mrežni adapter, 8.5 FireWire, 8.6 Bluetooth, 8.7 IrDA, 8.8 Modem (Povezivanje, Frekvencijska modulacija, Amplitudna modulacija, Fazna modulacija, Diferencijalna fazna modulacija, Kvadratno-amplitudna modulacija, modemska komunikacija)
  13. 8.8 Modem (Modemsko povezivanje i naredbe, Modemski protokoli, Faks i govorni modemi), 9. Periferni uređaji; 9.1 Tipkovnica (Blok shema, Kontroler tipkovnice, Priključenje tipkovnice na osobno računalo, Konektori), 9.2 Miš (miš sa kuglicom, princip rada miša s kuglicom, LED i Optički enkoder)
  14. 9.3 Palica za igranje (Princip rada, Sustav za kontroliranje palice, Memorijske adrese i pinovi), 9.4 Tiskači (matrični printeri, glava matričnog printera, Mehanički blok matričnog printera), Tintni printeri (Piezo tehnika, Glava tintnog piezo printera), Termalna tehnika (Mehanički sustav, Sustav čišćenja i parkiranja glave)
  15. 9.4 Tiskači (Laserski printeri CB i u boji, LED printeri, Komunikacija), 10. Zvuk;10.1 Priroda zvuka, 10.2 Digitaliziranje zvuka, 10.3 Kreiranje zvuka unutar računala (FM sinteza, Wave Table sinteza, MIDI), 10.4 Adapter zvuka, 10.5 Priključak adaptera zvuka na računalo.
auditorne vježbe (A)
  1. Rad na abakusu i logaritamskom računalu.
  2. Primjer rad prekidnog mehanizma pritiskom na tipku tipkovnice. Izračunavanje propusnosti sabirnice.
  3. Testiranje brzine procesora u odnosu na brzinu glavne sabirnice.
  4. Mjerenje temperature procesora.
  5. Testiranje rada BIOS-a pri podizanju operacijskog sustava (bez memorije, tipkovnice...). Testiranje PnP sustava.
  6. Izračunavanje potrebne količine grafičke memorije za različite rezolucije slike.
  7. Mijenjanje rezolucije monitora.
  8. Izračunavanje kapaciteta diska obzirom na CHS.
  9. Primjer organizacije podataka na CD-u.
  10. Komunikacija procesora i EIDE kontrolera pomoću podatkovnih i statusnih registara. Prikaz tih registara na njihovim adresama.
  11. Spajanje EIDE kontrolera na PCI sabirnicu.
  12. Prikaz ECP/IO adresa. Spajanje paralelnog sklopa na računalo. Značenje pojedinačnog pina.
  13. Spajanje USB sustava na računalo. USB resursi.
  14. Greške kod laserskog printera obzirom na manifestirani problem.
  15. Izračunavanje brzine prijenosa i kvalitete zvuka kod snimanja muzike na CD. Izračun uzorkovanog signala obzirom na željeni zapis.
laboratorijske vježbe (L)
  1. Osnove i ciljevi vježbi, distribucija i instalacija potrebnih programskih alata za uspješno izvođenje vježbi.
  2. Osnovni pojmovi fizičkog održavanja računala, mjere zaštite, alatim za održavanje računala, spojni kabeli i napajanja.
  3. Prepoznavanje osnovnih dijelova unutar PC-a. Pored fizičkog prepoznavanja pozicije unutar računala, trebalo bi još i opisati njihove osnovne tehničke performanse. Za određivanje parametara komponenti koristiti se postavkama BIOS-a, svim dostupnim pomoćnim programima unutar instaliranog OS-a na računalu (Microsoft Windows Device Manager), vizualno direktno očitavanjem sa komponenti. Prepoznati i opisati parametre za tablicom definirane komponente.
  4. Priprema particija i formatiranje diskova se izvodi pomoću pomoćnih programa, koje proizvođači operacijskih računala isporučuju uz svoje sustave. Instaliranje virtualnog stroja.
  5. Upoznavanje s utorima za proširenje i njihovim funkcijama (ISA/EISA, VLB, PCI, AGP, PCI-e i ostalim nestandardnim utorima). Testiranje brzina AGP i PCI-e.
  6. Izvaditi CMOS bateriju iz njenog postolja. Pričekati par minuta da se CMOS memorija isprazni. Ponovno vratiti bateriju u njeno postolje. Priključiti 220V kabel i uključiti računalo. Pokrenuti SETUP BIOS-a. Podesiti parametre BIOS-a nužne za optimalni rad računala.
  7. POST, error kodovi i signali.
  8. Zadatak na vježbi uključuje podešavanje brzina serijskog i paralelnog priključka te mjerenja propusnosti istih. Na vježbama se koristi aplikacija FX pomoću koje se mogu povezati osobna računala korištenjem vanjskih sabirnica. Za povezivanje računala koristi se null-modem kabel (serijski priključak -9/9) te data-link kabel (paralelni priključak - 25/25).
  9. Snimanje karakteristike propusnosti te kvalitete za pripadnu video karticu u osobnom računalu. Nakon snimljenih vrijednosti, treba iscrtati graf na kome se vidi omjer propusnosti za različite parametre slike.
  10. Plug&Play. Zadatak na vježbi uključuje prepoznavanje trenutnih resursa u računalu te optimiziranje istih instaliranjem dodatnih kartica.
  11. Upoznavanje polaznika s prijenosnim računalima (sličnosti i razlike u odnosu na stolna računala). Mjerenje temperature procesora prijenosnika i stolnog računala za istu aktivnost.
  12. Pribaviti 3 ponude od različitih dostavljača/prodavača računalne opreme u Hrvatskoj. Ponude pribaviti osobnim kontaktom sa prodavačima ili putem Interneta. Konfiguracija bi trebala minimalno zadovoljiti zadane karakteristike.
kolokvij - teorija (KP)
  1. Jedinice predavanja 1-5, jedinice laboratorijskih vježbi 1-4. Test se polaže pismeno, svako pitanje se jednako vrednuje, s tim da se pojedino pitanje može vrednovati kao netočno (0 bodova), djelomično točno (0,25; 0,5 i 0,75 bodova) i potpuno točno (1 bod). Na svakom od tri kolokvija studenti moraju postići prosjek od 50% ili veći. U slučaju nezadovoljenja na testu, test se ponavlja u redovitim terminima ljetnog ispitnog roka.
  2. Jedinice predavanja 6-10, jedinice laboratorijskih vježbi 5-9. Test se polaže pismeno, svako pitanje se jednako vrednuje, s tim da se pojedino pitanje može vrednovati kao netočno (0 bodova), djelomično točno (0,25; 0,5 i 0,75 bodova) i potpuno točno (1 bod). Na svakom od tri kolokvija studenti moraju postići prosjek od 50% ili veći. U slučaju nezadovoljenja na testu, test se ponavlja u redovitim terminima zimskog ispitnog roka.
  3. Jedinice predavanja 11-15, jedinice laboratorijskih vježbi 10-14. Test se polaže pismeno, svako pitanje se jednako vrednuje, s tim da se pojedino pitanje može vrednovati kao netočno (0 bodova), djelomično točno (0,25;0,5 i 0,75 bodova) i potpuno točno (1 bod). Na svakom od tri kolokvija studenti moraju postići prosjek od 50% ili veći. U slučaju nezadovoljenja na testu, test se ponavlja u redovitim terminima zimskog ispitnog roka.
ispit - teorija (IU)
  1. Jedinice predavanja 1-15, jedinice laboratorijskih vježbi 1-12. Test se polaže pismeno, svako pitanje se jednako vrednuje, s tim da se pojedino pitanje može vrednovati kao netočno (0 bodova), djelomično točno (0,25; 0,5 i 0,75 bodova) i potpuno točno (1 bod). Ispit se polaže u jesenskom ispitnom roku, ako kolegij nije položen preko kolokvija. Ocjena se određuje iz ukupnog rezultata dobivenog tako da se rezultat ispita ili kolokvija pomnoži s 0,8, rezultati na laboratorijskim vježbama s 0,13, a rezultati tjednih testova na predavanjima s 0.07. Tako dobiveni rezultat se pretvara u ocjene: 0-50% nedovoljan 50-62,5% dovoljan 62,5-75% dobar 75-87,5% vrlodobar 87,5-100% izvrstan (odličan).
samostalno učenje (SU)
  1. kolokviji, konzultacije, samostalno učenje, samostalno rješavanje numeričkih zadataka, samostalni rad u laboratoriju