LU-DAR-b

[https://estudijas.lu.lv/course/view.php?id=7653 DatZ1164-LV : Datorsistēmu arhitektūra un datoru inženierijas pamati I] Īsceļi: Kalendārs | Pārbaudījumi | Literatūra |

Datorsistēmu arhitektūra un datoru inženierijas pamati I (DAR)

LU DF bakalaura studiju kurss DatZ1164-LV, meklēt eStudijās.

• Pasniedzējs: Leo Seļāvo (epasts: vards.uzvards @ gmail.com)
• Komunikācija ar pasniedzēju iespējama gan kursa forumā, gan pa epastu, vai arī iepriekš sarunājot, klātienē.

Kursa mērķis

Kursa mērķis ir iepazīstināt ar zema līmeņa programmēšanu Asemblerā, lietojot ARM platformu kā konkrētu izstrādes mērķa vidi. Asemblera instrukcijas ir aparatūrai tuvākās procesora izpildes komandas, līdz ar to kursā tiek stāstīts arī par to, kā darbojas procesors un cita aparatūra, kādi ir tā resursi, un kā to ietekmēt ar Asemblera programmām. Tiek apskatīts arī kā veidot saskarni starp Asembleru un augstāka līmeņa programmām, tai skaitā C.

Šis ir nopietns kurss ar būtisku slodzi. Piemēram, varat iepazīties ar to, kā iepriekšējo gadu studenti vērtējuši šo kursu: MOP-m kursa atsauksmes. Veiksmi šajā gadā.

Vērtējums

Gala vērtējums kursā veidosies no sekojošiem faktoriem:

• Dalība kursā: jautājumi, atbildes, un diskusijas, tai skaitā kursa komunikācijas vietnē.
• 15% - mazie kontroldarbi (MK: 1+3+3+8)
• 35% - mājas darbi (MD: 15+20)
• 25% - semestra vidus kontroldarbs (KD1)
• 25% - eksāmens (EX). Eksāmena forma: kursa projekts vai rakstisks.

Lai saņemtu sekmīgu vērtējumu kursā, jāsavāc vismaz 40% kopā par visiem kursa darbiem, un jānoliek eksāmens ar vērtējumu vismaz 40%. Tātad, ar eksāmenu vien nepietiek, jāpilda arī citi darbi.

Akadēmiskā goda sistēma

Akadēmiskā goda sistēma - noteikumi, kuriem jums kā studentiem jāpiekrīt lai varētu sekmīgi piedalīties šajā kursā.

Kalendārs

Datums, nedēļa	Kursa saturs	Uzdevumi
15.09.2021.	Ievads kursā (lekcija). Kursa prasības un uzdevumi. (Slaidi)	Uzstādiet Ubuntu vai citu Debian saimes Linux darba vidi uz sava datora, kurā strādāsiet pie kursa uzdevumiem. Kursā mēs izmantosim ARM kros-kompilācijas rīkus. Ubuntu operētājsistēmu Jūs varat darbināt kādā no sekojošiem veidiem: tiešā veidā (native installation); "Dual boot" režīmā, blakus jūsu ikdienas operētājsistēmai; kā virtuālu mašīnu zem jūsu iecienītās operētājsistēmas (MS Windows vai MacOS). Uzstādiet arī uz sava datora Zoom Meetings klientu, lai varam ērti komunicēt lekcijās, praktiskajos darbos un konsultācijās.
22.09.2021.	Sešpadsmitnieku un citas skaitīšatas sistēmas datoriem. (Slaidi) Pārveidojumi starp dažādām sistēmām, aritmētiskās darbības. Biti, baiti, vārdi, nibbles. Lab: Skaitļu pārveidošana starp skaitīšanas sistēmām ar dažādām bāzēm.
29.09.2021.	Skaitļu attēlošana papildkodā. (Slaidi) Lab: MK1 risinājums. Negatīvi skaitļi aparatūrā.	MD0 termiņš Mazais kontroldarbs MK1
06.10.2021.	Iegultās un mazo procesoru sistēmas. ARM arhitektūra. Mācību izstrādes vide. (Slaidi) Procesora uzbūve. Operatīvā atmiņa. Procesora un atmiņas sadarbība. Adreses. Reģistri. Procesora režīmi. Lab: MK2 risinājums	Mazais kontroldarbs MK2 Pasludināts MD1.
13.10.2021.	Programmu izstrādes vide un darba plūsma. (Slaidi) Lab: Makefile uzbūve un veidošana
20.10.2021.	Komandu pieraksts, aritmētiskās un bitu operācijas. (video) Lab. Asemblera programmas trasēšana, sekošana reģistru vērtībām.	Pasludināts MD2.
27.10.2021.	Vadības maiņas komandas, testi, bitu operācijas. (video) MK3 pārskats	Mazais kontroldarbs MK3
03.11.2021.	Adresācijas režīmi, darbs ar atmiņu. (video) Lab: Atkļūdotāja lietošana	Termiņš MD1 23:59
10.11.2021.	Apakšprogrammu izsaukumi, saskarne ar "C". (video)
17.11.2021.	Simboliskie dati, kodu tabulas. (video)	Termiņš MD2 23:59
24.11.2021.	Lielais kontroldarbs KD1. Kontroldarbs KD1 būs pieejams tiešsaistē, e-studijās, zemāk sadaļā "Pārbaudījumi". Kontroldarbu uzsākot jums būs dotas 90 minūtes laika. Kontroldarbu varēs veikt tikai vienu reizi. Tāpēc nodrošiniet sevi ar laiku un vietu kur jūs neviens netraucēs. Uzdevumi paredzami kā atbildes uz jautājumiem, gan arī kā programmēšanas uzdevumi. Pēc kontroldarba jums būs 15 min laika lai ieskenētu vai nofotografētu un eStudijās iesūtītu jūsu pierakstus risinot kontroldarba jautājumus. Tie kalpos kā pierādījums par jūsu patstāvīgu darbu kā arī lai parādītu risinājuma gaitu. Pašas uzdevumu atbildes tik un tā jānosūta ar galveno kontroldarbu.	Pasludināts kursa projekts KP.
01.12.2021.	Izteiksmes un makro valoda. (video)	Termiņš KD1 noskaņotiem KD1 programmēšanas uzdevumiem serverī: 23:59.
08.12.2021.	Iekļautais asemblers. Programmatūras izstrādē lietoto rīku darbības principi. Koda optimizācijas.	Termiņš eksāmena formas izvēlei KD/KP (23:59)
15.12.2021.	Instrukciju izpildes laiki. Intel XScale R Core Developer’s Manual A.2.1.2 — bilde ar procesora instrukciju izpildes “cauruli” un tuvumā esošie teksti, par to, kā pa to virzās instrukcijas; 10.4 — cik ātri izpildās instrukcijas, piemēram, reizināšana; 5 — kā strādā zarošanās paredzēšanas mehānisms; 4 un 6 — cache atmiņa pastāv un noder, un ir atsevišķa gan instrukcijām, gan datiem; A.3–A.5 — paanalizējam Intel-a ieteiktās optimizācijas.
22.12.2021.	Sistēmas uz čipa (SoC) Dokumentācija (datasheet), tipiskas sadaļas. Atmiņas izklājums (memory map) Komunikācijas protokoli: RS232, USB, SPI, I2C, 1-wire, CAN. Perifērijs iekārtas: Taimeri, GPIO, USART Watchdog taimeris Sistēmas sāknēšana, priviliģētās operācijas. Kursa vielas pārskats.
14.01.2022.	8:30 Eksāmens - Kontroldarbs KD2 8:30 Eksāmens - termiņš kursa projektam	Termiņš visiem iesniedzamajiem darbiem 23:59. Tai skaitā: noskaņotam KD2 programmēšanas uzdevumam. KD1 programmēšanas uzdevumiem ar 50% vertību. MD1 un MD2 ar 50% vertību.

Literatūra

• Patterson and Hennessy, Computer Organization and Design, 4th Edition (@Amazon)

Saites

• Noderīgas Linux komandas

Dažādi

• Pentium FOOF bug: main = 0xc8c70ff0;
• Spēļu programmēšana 8 bitu arhitektūrā

Atziņas

• Teach yourself programming in 10 years by Peter Norvig