Kursplan för Grundläggande datorteknik

Kursplan fastställd 2023-01-31 av programansvarig (eller motsvarande).

Kursöversikt

  • Engelskt namnIntroduction to computer engineering
  • KurskodEDA216
  • Omfattning7,5 Högskolepoäng
  • ÄgareTKELT
  • UtbildningsnivåGrundnivå
  • HuvudområdeDatateknik, Elektroteknik
  • InstitutionDATA- OCH INFORMATIONSTEKNIK
  • BetygsskalaTH - Mycket väl godkänd (5), Väl godkänd (4), Godkänd (3), Underkänd

Kurstillfälle 1

  • Undervisningsspråk Svenska
  • Anmälningskod 50134
  • Sökbar för utbytesstudenterNej
  • Endast studenter med kurstillfället i programplan.

Poängfördelning

0106 Tentamen 4,5 hp
Betygsskala: TH
4,5 hp
  • 27 Maj 2024 em J
  • 21 Okt 2023 fm J
  • 22 Aug 2024 em J
0206 Laboration 3 hp
Betygsskala: UG
3 hp

    I program

    Examinator

    Gå till kurshemsidan (Öppnas i ny flik)

    Behörighet

    Grundläggande behörighet för grundnivå
    Sökande med en programregistrering på ett program där kursen ingår i programplanen undantas från ovan krav.

    Särskild behörighet

    Samma behörighet som det kursägande programmet.
    Sökande med en programregistrering på ett program där kursen ingår i programplanen undantas från ovan krav.

    Kursspecifika förkunskaper

    -

    Syfte

    Kursen ska ge förståelse av datorns uppbyggnad och funktionssätt och därigenom en god teoretisk och praktisk grund för fortsatta studier i såväl datortekniska som programmeringstekniska kurser.

    Lärandemål (efter fullgjord kurs ska studenten kunna)


    Kunskap och förståelse:

    • beskriva binära koder som NBCD-kod, Alfanumeriska koder, Excess-n koder och Graykod
    • beskriva addition och subtraktion med 2- och 10-komplementaritmetik.
    • beskriva datorns uppbyggnad och funktion, visa hur styrenhet, dataväg, registerfil, aritmetik- och logikenhet (ALU) kopplas samman i en centralenhet på blocknivå
    • beskriva och analysera den automatiska styrenhetens funktion och uppbyggnad samt förklara hur instruktioner byggs upp av styrsekvenser
    • förklara det lagrade programmets princip
    • beskriva en programmerares bild av en processor, (instruktionsuppsättning och adresseringssätt)
    • beskriva elementär undantagshantering i datorsystem.
    • beskriva olika typer av minnesteknologier såsom ROM, PROM, FLASH, statiskt RAM och dynamiskt RAM.
    • förklara begreppet minneshierarki.
    • beskriva synkrona och asynkrona bussprotokoll samt multiplexteknik.

    Färdigheter och förmåga:

    • beskriva och använda binära koder för aritmetik.
    • utföra omvandling av tal mellan decimal, binär och hexadecimal representation.
    • utföra addition och subtraktion med binära heltal utan tecken.
    • utföra addition och subtraktion med binära tal med 2-komplementaritmetik.
    • utföra multiplikation och division med binära heltal.
    • med hjälp av Boolesk algebra, beskriva, analysera och konstruera sådana kombinatoriska nät (såsom väljare, fördelare, heladderare, bitskiftare etc.) som typiskt används för att bygga en dators centralenhet
    • med hjälp av Boolesk algebra, beskriva och analysera sådana sekvensnät (minneselement och räknare) som typiskt används för att bygga en dators centralenhet. 
    • analysera/konstruera en enkel ALU och utforma styrsignalsekvenser för grundläggande ALU-operationer
    • analysera en enkel dataväg, samt konstruera och utforma styrsignalsekvenser för överföringar mellan register, ALU och minne.
    • beskriva, analysera och konstruera enkla assemblerprogram, organiserade i subrutiner.
    • översätta kod mellan maskin- och assemblerprogram (assemblera, disassemblera)
    • beskriva och analysera avkodningslogik för primärminne med digitala komponenter.
    • beskriva och analysera enkel minnesadresserad IO med digitala komponenter
    • beskriva och förklara de vanligaste primärminnesteknologierna (statiskt/dynamiskt RAM, ROM och FLASH-minnen).
    Värderingsförmåga och förhållningssätt:
    • ha förmåga att förstå samspelet mellan maskinvara och programvara.
    • ha insikter i om hur grundläggande kunskaper i datorteknik är en förutsättning för att kunna förstå och arbeta med frågeställningar som rör datorers prestanda, energiförbrukning, miljöpåverkan, realtidsegenskaper, tillförlitlighet och sårbarhet för dataintrång.
    • analysera och konstruera styrsignalsekvenser utgående från instruktioners semantik.
    • konstruera sekvensnät (minneselement och räknare ) som typiskt används för att bygga en dators centralenhet med hjälp av Boolesk algebra.
    • konstruera avkodningslogik för primärminne med digitala komponenter.
    • konstruera enkel minnesadresserad IO med digitala komponenter.

    Innehåll

    • Digitalteknikens grundläggande element och begrepp och olika talsystem.
    • Boolesk algebras användning för konstruktion av kombinatoriska nät och synkrona sekvensnät.
    • Datorns digitala byggblock (ALU, dataväg, styrenhet, minne, in- och ut- enheter).
    • Den traditionsenliga processorns uppbyggnad (dataväg och styrenhet med instruktionsuppsättning) som en synkront arbetande digitalmaskin.
    • Programmering i maskinspråk och assemblerspråk.

    Organisation

    Schemalagd undervisning består av föreläsningar, demonstrationer och handledda simulerings- kodnings- övningar. Dessutom utförs handledda obligatoriska laborationer där förkunskapskontroll genomförs inför varje laboration.
    Under kursen konstruerar studenten genomgående större och större digitala byggblock ingående i digitala system och datorsystem. Teorin inhämtas genom föreläsningar och demonstrationer. Studenten konstruerar sina byggblock och testar sin konstruktion med hjälp av simulatorer under simuleringsövningar. Därefter implementerar studenten sina byggblock i hårdvara under laboration. Konstruktionsarbetet avslutas med att sammankoppla byggblocken till en dator och programmera denna.

    Litteratur

    Se kursens hemsida.

    Examination inklusive obligatoriska moment

    För att bli godkänd på kursen krävs godkänd skriftlig tentamen samt godkända laborationer. Baserat på tentamensresultatet ges betygen U,3,4 eller 5.

    Kursens examinator får examinera enstaka studenter på annat sätt än vad som anges ovan om särskilda skäl föreligger, till exempel om en student har ett beslut från Chalmers om pedagogiskt stöd på grund av funktionsnedsättning.