Kursplan för Grundläggande datorteknik

Kursplan fastställd 2022-02-14 av programansvarig (eller motsvarande).

Kursöversikt

  • Engelskt namnIntroduction to computer engineering
  • KurskodLEU432
  • Omfattning7,5 Högskolepoäng
  • ÄgareTIDAL
  • UtbildningsnivåGrundnivå
  • HuvudområdeDatateknik, Elektroteknik
  • InstitutionDATA- OCH INFORMATIONSTEKNIK
  • BetygsskalaTH - Mycket väl godkänd (5), Väl godkänd (4), Godkänd (3), Underkänd

Kurstillfälle 1

  • Undervisningsspråk Svenska
  • Anmälningskod 62121
  • Max antal deltagare175
  • Sökbar för utbytesstudenterNej
  • Endast studenter med kurstillfället i programplan.

Poängfördelning

0116 Tentamen 4,5 hp
Betygsskala: TH		2,5 hp2 hp
  • 13 Jan 2024 em J
  • 04 Apr 2024 em L
  • 22 Aug 2024 em L
0216 Laboration 3 hp
Betygsskala: UG		1,5 hp1,5 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

Antagen till högskoleingenjörsutbildningen.

Syfte

Kursen ska ge grundläggande förståelse för hur en dator är uppbyggd och fungerar och därigenom en god teoretisk och praktisk grund för fortsatta studier inom 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- och 10-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.
  • utföra multiplikation och division med binära heltal.
  • 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 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.
  • med hjälp av Boolesk algebra, 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 omfattar föreläsningar, konsultationspass, simulatorövningar och laborationspass.

Föreläsningar sker i storgrupp (alla klasser) och ägnas åt att förmedla nödvändiga grundläggande teoretiska kunskaper i ämnet, och genom demonstrationer ge exempel på hur teorin tillämpas.

Konsultationspass sker också i storgrupp och skall ses som ett komplement till föreläsningarna. Ofta ägnar man en inledande del av konsultationspasset åt att gå igenom saker i kursen som inte är direkt relaterat till den grundläggande teorin, t ex funktioner på kurshemsidan och programvara för simulatorer. Under resten av konsultationspasset varvas räkneexempel för den teori som avhandlats vid föreläsningarna med frågestund där studenten kan ställa frågor till föreläsaren om kursens innehåll, t ex sådant som man inte har förstått från föreläsningarna.

Kursen omfattar fyra obligatoriska laborationer, som är utspridda över de två läsperioderna. Arbetet med laborationerna utförs i projektgrupper, huvudsakligen under handledda simulatorövningar och laborationspass. Projektgruppen ansvarar kollektivt för att lösa angivna laborationsuppgifter, sammanställa lösningarna i en laborationsrapport samt skicka in rapporten i enlighet med angivna tidsramar.

Litteratur

Se kursens hemsida.

Examination inklusive obligatoriska moment

För att bli godkänd på kursen krävs godkänd skriftlig tentamen samt godkända laborationsrapporter. 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.