Detail předmětu

Periferní zařízení

FIT-IPZAk. rok: 2019/2020

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.

Výsledky učení 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.

Prerekvizity

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

Doporučená nebo povinná literatura

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.

Způsob a kritéria hodnocení


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

Jazyk výuky

čeština, angličtina

Cíl

Rozvíjet znalosti získané v předmětech zaměřených na konstrukci počítačů. Prezentovat principy komunikace mezi procesorem a řadiči periferních zařízení. Popsat principy činnosti systémových sběrnic, zaměřit se na PCI a PCI Express. Popsat principy řízení periferních operací, podrobně popsat některé typy periferních rozhraní (rozhraní diskových pamětí, rozhraní SCSI, DVI, USB, Firewire). Podrobně seznámit studenty s principy konstrukce periferních zařízení (pevné disky, zobrazovací jednotky).

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Laboratorní výuku bude možné nahradit v dalších týdnech.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program BIT bakalářský, 2. ročník, zimní semestr, 3 kredity, volitelný

  • Program IT-BC-3 bakalářský

    obor BIT , 2. ročník, zimní semestr, 3 kredity, volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Osnova

  • Architektura počítače, periferní zařízení.
  • Řadič periferního zařízení, komunikace s procesorem.
  • Principy konstrukce systémové sběrnice.
  • Principy
    přidělování sběrnice.
  • Disková paměť, principy řízení.
  • Diskové paměti, principy záznamu, struktura disku.
  • Sběrnice IDE, SATA.
  • Sběrnice SCSI.
  • Architektury RAID.
  • Grafické adaptéry, zobrazovací jednotky.
  • AGP bus, rozhraní DVI.
  • Systémová sběrnice PCI, PCI Express.  
  • Sběrnice USB, FireWire.

Laboratorní cvičení

4 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Osnova

  • Struktura diskového media.
  • Analýza rozhraní USB.

 

eLearning