Kursplan för Grundläggande datorteknik

Kursplan fastställd 2024-02-15 av programansvarig (eller motsvarande).

Kursöversikt

  • Engelskt namnIntroduction to computer engineering
  • KurskodDAT430
  • Omfattning6 Högskolepoäng
  • ÄgareTKAUT
  • UtbildningsnivåGrundnivå
  • HuvudområdeDatateknik
  • InstitutionDATA- OCH INFORMATIONSTEKNIK
  • BetygsskalaTH - Mycket väl godkänd (5), Väl godkänd (4), Godkänd (3), Underkänd

Kurstillfälle 1

  • Undervisningsspråk Svenska
  • Anmälningskod 47122
  • Max antal deltagare128
  • Sökbar för utbytesstudenterNej

Poängfördelning

0120 Laboration 2 hp
Betygsskala: UG		 1 hp1 hp
0220 Tentamen 4 hp
Betygsskala: TH		 2 hp2 hp
  • 12 Okt 2024 fm J

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

Grundläggande behörighet

Syfte

Kursen ska ge en grundläggande förståelse för hur en dator är uppbyggd och fungerar 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, Excesskoder och Graykod
  • beskriva addition och subtraktion med 2-komplementaritmetik.
  • beskriva datorns uppbyggnad och funktion, på blocknivå 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.
  • med hjälp av Boolesk algebra, beskriva, analysera och konstruera sådana kombinatoriska nät (såsom väljare, fördelare, heladderare, 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 styrsignalsekvenser för överföringar mellan register, ALU och minne.
  • beskriva, analysera och konstruera enkla assemblerprogram organiserade i subrutiner.
  • översätta programkod mellan maskin- och assemblerspråk (assemblera, disassemblera)
Värderingsförmåga och förhållningssätt:
  • Förmåga att förstå samspelet mellan maskinvara och programvara.
  • Insikt om att 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.

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 utenheter).
  • Den traditionsenliga processorns uppbyggnad (dataväg och styrenhet med instruktionsuppsättning) som en synkront arbetande digitalmaskin.
  • Programmering i maskinspråk och assemblerspråk.

Organisation

Den schemalagda undervisningen består av föreläsningar, demonstrationer och gruppövningar, samt fyra obligatoriska laborationer. Laborationerna skall redovisas i fyra laborationsrapporter som lämnas in för rättning och godkännande. Inför varje laboration finns möjlighet att genomgå ett kunskapstest som vid godkänt resultat ger bonuspoäng vid tentamen eller dugga (se nedan under Examination).

Kursen är indelad fyra delar: 1) Kombinatoriska kretsar och binärkodning, 2) Assemblerprogrammering, 3) Sekvenskretsar och 4) Datorns dataväg och styrenhet. Teorin inhämtas genom föreläsningar och demonstrationer. Studenten konstruerar digitala kretsar och skriver program i assemblerspråk och testar sedan dessa med hjälp av simulatorer vid gruppövningar och laborationer.

Litteratur

Se kursens hemsida.

Examination inklusive obligatoriska moment

För att bli godkänd på kursen krävs godkänd skriftlig tentamen eller godkänt resultat på fyra skriftliga duggor, samt godkända laborationer. Baserat på tentamensresultatet, eller det sammanlagda resultatet på de fyra duggorna, ges betygen U, 3, 4 eller 5. Tentamen är organiserad efter kursens fyra delar: 1) Kombinatoriska kretsar och binärkodning, 2) Assemblerprogrammering, 3) Sekvenskretsar och 4) Datorns dataväg och styrenhet. Duggorna har samma utformning och poängsättning som motsvarande del i tentamen. Resultaten från duggorna kan ersätta motsvarande del i tentamen vid det ordinarie tentamenstillfället samt vid de två därpå följande tentamenstillfällena. Om en student har ett godkänt resultat på en dugga och väljer att besvara motsvarande del av tentamen så beräknas betyget baserat på högsta poängtalet som uppnåtts på antingen duggan eller motsvarande del på tentamen.

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.