Számítógép-architektúrák I. (GRENFKL-SZAMARC1-1)

Alapadatok
Szak és képzési szint
Mérnökinformatikus - rendszergazda, felsőoktatási szakképzés
Tanterv
2017
Óraszám
16 (Konzultáció)
Kreditérték
5 kredit
Elmélet–Gyakorlat arány
Elmélet: 50%, Gyakorlat: 50%
Tantervi félév
2. félév
Munkarend
Levelező
Előfeltételek
nincs
Értékelés típusa
Gyakorlati jegy
Tárgy kategória
Kötelező
Nyelv
magyar
Oktatók
Tantárgyfelelős
Dr. Drenyovszki Rajmund
Felelős tanszék
Informatika Tanszék
Oktatók
Koszna Ferenc
Ellenőrzésért felel
Irházi Zoltán
Tantárgy célja

A hallgatók digitális technikai ismereteire építve megismertesse a számítógépek és perifériák, a fontosabb interfészek működését, különös tekintettel a gépi utasítás-végrehajtásra és a gépi adattípusokra

Elsajátítandó ismeretanyag

Számábrázolások (fixpontos, lebegőpontos, BCD). A lebegőpontos regiszter/verem szervezése, működése, RPN formula. Átvitelbit, előjelbit, túlcsordulásbit, zérus jelző, kölcsönbit, félbájtos átvitelbit fogalma. Fixpontos és lebegőpontos aritmetikai utasítások. A Neumann-gép fő részei, feladatuk. önmódosító kód fogalma. A Harvard-gép. Gépi utasítás-végrehajtás menete a Neumann-gépen. ILP és a pipeline, egymásra hatások és kezelésük. A gépi utasítások szerkezete (négycímes, háromcímes, kétcímes, 1,5 címes, egycímes, nullacímes). RISC és CISC. Négycímes gép és a mikroprogramozott vezérlő. A számítási teljesítmény növelésének lehetőségei és korlátai. MIPS és FLOPS. A villamos teljesítményfelvétel csökkentésének lehetőségei és korlátai. Memória-hierarchia. A gyorsítótár működésének alapjai. A megbízhatóság növelése, paritásbit és alkalmazása, hibajavító kóddal védett memória (SECDED ECC). Adattárolás mozgó mágneses közegen, HDD, RAID-rendszerek. HDD és SSD. A Boole-algebra. Logikai függvény, funkcionálisan teljes rendszer fogalma, logikai utasítások. Digitális komparátor és alkalmazása gyorsítótárban. A sínkialakítás lehetőségei, összehasonlítás (TP, OC, TS). Adatátvitel szinkron és aszinkron sín esetén, sín-arbitráció fogalma. Az 1 bites ALU fő részei és elvi kapcsolási rajza. Kettes komplemens kódú összeadó/kivonó több bites operandusok esetén. Feltétel nélküli elágazás, feltételes elágazások összehasonlító utasítás után, feltételes elágazások állapotbitek szerint, feltételes és feltétel nélküli eljáráshívás és visszatérés, a verem szerepe. Statikus és dinamikus elágazás-előrejelzés, megvalósítás véges állapotú géppel. Vektoros megszakítási rendszer és működése. Maszkolható és nem maszkolható megszakítás, szoftvermegszakítás, megszakítással kapcsolatos utasítások. Megszakítás és kivétel.

Szakmai kompetenciák
Tudás

-

Képesség

Tisztában van az informatikai szolgáltatások típusaival és azok szerepével. Képes az informatikus szakma fogalmainak és szaknyelvének használatára. Képes együttműködni a felhasználókkal és a szakember-kollégákkal. Minden területen törekszik a hatékony és minőségi munkavégzésre. Felelősséget vállal az általa menedzselt eszközök megfelelő állapotáért, valamint az önállóan és csapatban végzett munkájáért. Az informatikai fejlesztésekben irányítás alatt tevékenykedik.

Attitűd

-

Autonómia és felelősség

-

Számonkérés és értékelés
Félévközi követelmények

Pontszerző dolgozat az előadás és a gyakorlat anyagából a félév végén (40 pont). 2 beadandó feladat elkészítése és beadása (30 pont/beadandó). A gyakorlati jegy megállapítása a pontszerő dolgozatokra adott pontszámok összege alapján, legalább 50 pont szükséges.

Generatív MI használata

2. álláspont: A GMI-eszközök használata korlátozottan engedélyezett (pl. irodalomkutatási segítségnyújtás vagy meghatározott eszközök). Ez azt jelenti, hogy a GMI-eszközök előre meghatározott módon használhatók a feladatok elkészítéséhez, megoldásához. Ebben az esetben a tantárgy gondozójának feladata és felelőssége meghatározni, hogy a GMI-eszközök használata mely esetekben megengedett vagy nem megengedett. A tantárgyleírásban részletesen meg kell határozni, hogy a GMI-eszközök milyen módon használhatóak az adott kurzus során.

Segédanyagok, laborháttér

Pintér István Számítógép-architektúrák I. Assembly segédlet.; MS Visual Studio 2026, Teams csoportokban feltöltött segédanyagok, videók.

Irodalom
Kötelező irodalom

A. S. Tanenbaum: Structured Computer Organization, Pearson India, ISBN: 9789332586239, 2016 Koszna Ferenc: Assembly nyelvű programozás Visual Studio alatt. Jegyzet. Kecskemét, 2021. ISBN 978-615-5817-67-0 Pintér I.: Számítógép-architektúrák I. Assembly segédlet.

Ajánlott irodalom

Tanenbaum, Austin: Structured Computer Organization 6th Edition, ISBN-13: 978-0132916523, Pearson, 2013. Hennessy, Patterson: Computer Architecture 6th Edition, ISBN: 9780128119051, Morgan Kaufmann, 2017