Předmět je základní jednotka výuky, jejímž prostřednictvím si student osvojí ucelenou část souboru znalostí a dovedností, potřebnou pro zvládnutí studijního oboru/specializace. Za věcný obsah předmětu zodpovídá garant předmětu. Časovou náročnost předmětu zhruba vyjadřuje atribut předmětu rozsah kontaktní výuky. Například rozsah = 2+2  značí, že předmět bude mít týdně dvě hodiny přednášek a dvě hodiny cvičení týdně. Na závěr semestru musí vyučující provést vyhodnocení, nakolik si ten který student osvojil poznatky a dovednosti, kterých měl během výuky nabýt. Jakým způsobem toto hodnocení vyučující provedou určuje atribut způsob zakončení. U předmětu lze definovat, že předmět je zakončen pouze zápočtem(Z), klasifikovaným zápočtem(KZ), pouze zkouškou(ZK), nebo zápočtem a zkouškou(Z,ZK). Náročnost úspěšného absolvování předmětu je vyjádřena ECTS kreditními body. Výuka předmětu probíhá během semestru. Opakovaně se předmět vyučuje vždy v zimním(Z), nebo v letním(L) semestru každého akademického roku. Výjimečně může předmět být nabízen studentům v obou semestrech(Z,L). Za organizační zajištění výuky zodpovídá přiřazená katedra, která zejména vytvoří časový rozvrh předmětu a zajistí pro předmět vyučující. Někteří přednáší a zkouší, jiní vedou cvičení a udělují zápočty.
Obsahová náplň a další organizační informace, týkající se předmětu je popsána pomocí různých popisných textů(anotace, týdenní osnova, literatura, apod.)
$DODATEK_POPIS

Anotace:
Students understand basic digital computer units and their structures, functions, and hardware implementation: ALU, control unit, memory system, inputs, outputs, data storage and transfer. In the labs, students gain practical experience with the design and implementation of the logic of a simple processor using modern digital design tools.

Osnovy přednášek:

1.		Introduction, basic architecture of a computer, data representation.
2.		Logic functions and their descriptions, combinatorial circuits, implementation using gates.
3.		Sequential circuits. Synchronous design, implementation using gates and flip-flops. Mealy and Moore automata.
4.		Typical combinatorial and sequential components of a computer, their implementations (encoder, adder, counter, register).
5.		Data, its representation and processing.
6.		Arithmetic operations with signed numbers. Fix-point and floating point numbers.
7.		Implementation of arithmetic operations.
8.		Memories - memory cell structure, static and dynamic memories.
9.		Cache memories, virtual memory system.
10.		Instructions and machine code.
11.		Instruction set architecture, addressing modes.
12.		Interrupts, buses.
13.		Control units, basic types of processors.

Osnovy cvičení:

1.		Adders, gates, practical implementation.
2.		Boolean algebra, minimization, gates.
3.		Combinatorial circuits, converters.
4.		Minimization, gate-level design, logic functions.
5.		Sequential circuits, counter, sequence matching.
6.		Sequential design, graph of transitions, table, implementation using D-type flip-flops and gates.
7.		Architecture of the AVR processor, sample program.
8.		Arithmetics, addition, negative numbers, overflow, complement code.
9.		Program - shifts, ASCII.
10.		Test, project assignment. Assembler.
11.		Project work - display.
12.		Arithmetic programs, shifts, control of peripherals.
13.		Project result presentations.

Literatura:

1.		Patterson D. A., Hennessy J. L. : Computer Organization and Design: The Hardware/Software Interface (5th Edition). Morgan Kaufmann, 2014. ISBN 978-0128012857.
2.		Wakerly J. F. : Digital Design: Principles and Practices (5th Edition). Pearson, 2018. ISBN 978-0134460093.
3.		Mano M.M., Ciletti M.D. : Digital Design: With an Introduction to the Verilog HDL, VHDL, and SystemVerilog (6th Edition). Pearson, 2017. ISBN 978-0134549897.

Požadavky:
Input knowledge: Basic knowledge of physical principles of digital circuits (transistors as switches, implementation of registers, data storage principles) and fundamentals of discrete mathematics (number representation systems, Boolean algebra).

Information about the course and courseware are available at https://courses.fit.cvut.cz/BIE-SAP/

Předmět je zahrnut do těchto studijních plánů:

Plán Obor Role Dop. semestr BIE-PI.21 Computer Engineering 2021 PP 2 BIE-PV.21 Computer Systems and Virtualization 2021 PP 2 BIE-PS.21 Computer Networks and Internet 2021 PP 2 BIE-TI.21 Computer Science 2021 PP 2 BIE-SI.21 Software Engineering 2021 PP 2 BIE-IB.21 Information Security 2021 (Bachelor in English) PP 2