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:
Studenti si prohloubí základní znalosti o jednotkách číslicového počítače získané v povinném předmětu programu BI-SAP, podrobně se seznámí s vnitřní strukturou a organizací jednotek počítačů a procesorů a jejich interakcí s okolím, včetně zrychlování přenosů v aritmeticko-logické jednotce a využití vhodných kódů pro realizaci násobení. Bude podrobně probírána organizace hlavní paměti a dalších vnitřních pamětí (adresovatelných, LIFO, FIFO a CAM), včetně kódů pro detekci a opravu chyb při paralelních i sériových přenosech dat. Seznámí se i s metodikou návrhu řadičů, s principy komunikace procesoru s okolím a architekturou sběrnicového systému. Látka bude prakticky procvičována v laboratoři s pomocí výukového simulátoru mikroprogramovaného procesoru a programovatelných obvodů FPGA.

Osnovy přednášek:

1.		Funkční jednotky a struktura počítače.
2.		Realizace aritmetických operací.
3.		Obvody pro aritmetické operace v doplňkovém kódu.
4.		Návrh řadiče a řídicích jednotek procesoru.
5.		Obvody pro násobení a dělení.
6.		Architektury a principy paměťový prvků.
7.		Realizace pamětí s různou organizací a přístupem (adresovatelné, LIFO, FIFO, CAM).
8.		[2] Zabezpečení pamětí lineárními kódy.
10.		Zabezpečení pamětí a sériových datových přenosů cyklickými kódy.
11.		V/V jednotky a jejich řízení.
12.		Datové cesty, vnější sběrnice, typy a přidělování.
13.		Obvody pro operace v pohyblivé řádové čárce.

Osnovy cvičení:

1.		Číselné soustavy, převody a operace.
2.		Reprezentace záporných čísel.
3.		Jednoduchý procesor - instrukce, strojový kód, datová část.
4.		Jednoduchý procesor - základní cyklus a styk s okolím.
5.		Jednoduchý procesor - mikroprogramování.
6.		Jednoduchý procesor - předvedení mikroprogramu.
7.		Návrh klasického (obvodového) řadiče I.
8.		Návrh klasického (obvodového) řadiče II.
9.		Lineární kódy.
10.		Cyklické kódy.
11.		Návrh komponenty procesoru na bázi FPGA.
12.		Předvedení navržené komponenty.
13.		Rezerva a zápočet.

Literatura:

1.		Hennesy, J. L., Patterson, D. A. ''Computer Architecture: A Quantitative Approach (6th Edition)''. Morgan Kaufmann, 2017. ISBN 9780128119051.
2.		Tanenbaum, A. S. ''Structured Computer Organization (6th Edition)''. Prentice Hall, 2013. ISBN 9780132916523.
3.		Stallings, W. ''Computer Organization and Architecture: Designing for Performance (10th Edition)''. Prentice Hall, 2016. ISBN 9780134101613.
4.		Hamacher, C., Vranesic, Z., Zaky, S. ''Computer Organization (5th Edition)''. McGraw-Hill, 2011. ISBN 9781259005275.

Požadavky:
Vstupní znalosti: Základní znalosti o struktuře a architektuře číslicového počítače, principy návrhu kombinačních a sekvenčních logických obvodů, dvojková aritmetika, princip pamětí.

Informace o předmětu a výukové materiály naleznete na https://courses.fit.cvut.cz/BI-JPO/ Na tento předmět navazuje v magisterském studiu předmět Počítačová aritmetika.

Předmět je zahrnut do těchto studijních plánů:

Plán Obor Role Dop. semestr BI-UI.21 Umělá inteligence 2021 V 3 BI-MI.21 Manažerská informatika 2021 V 3 BI-TI.21 Teoretická informatika 2021 V 3 BI-SPOL.21 Nespecifikovaný/á obor/specializace studia - Unspecified Branch/Specialisation of Study VO 3 NI-PB.2020 Počítačová bezpečnost V Není NI-ZI.2020 Znalostní inženýrství V Není NI-SPOL.2020 Nespecifikovaný/á obor/specializace studia - Unspecified Branch/Specialisation of Study V Není NI-TI.2020 Teoretická informatika V Není NI-TI.2023 Teoretická informatika V Není NI-NPVS.2020 Návrh a programování vestavných systémů V Není NI-PSS.2020 Počítačové systémy a sítě V Není NI-MI.2020 Manažerská informatika V Není NI-SI.2020 Softwarové inženýrství V Není NI-SP.2020 Systémové programování V Není NI-WI.2020 Webové inženýrství V Není NI-SP.2023 Systémové programování V Není BI-PG.21 Počítačová grafika 2021 V 3 BI-SI.21 Softwarové inženýrství 2021 V 3 BI-IB.21 Informační bezpečnost 2021 V 3 BI-WI.21 Webové inženýrství 2021 V 3 BI-PV.21 Počítačové systémy a virtualizace 2021 V 3 BI-PI.21 Počítačové inženýrství 2021 PS 3 BI-PS.21 Počítačové sítě a Internet 2021 V 3