Last update: doc. Ing. Václav Jirovský, CSc. (30.08.2006)
Historie (vývoj oboru v krátkém přehledu, nejvýznamnější osoby a stroje, historické souvislosti)
Architektura, organizace a implementace (úvod do struktury a členění jednotlivých disciplin oboru,obsah disciplin, notace PMS)
Reprezentace dat (základní kritéria pro reprezentace, reprezentace znaků, logických hodnot a čísel, polyadické a nepolyadické soustavy, převody mezi soustavami, chyby převodu, reprezentace celých čísel a čísel v pohyblivé řádové čárce, doporučení IEEE 754 a 854, zobrazení v procesorech Intel)
Aritmetika, základní stavební jednotky a algoritmy. Základní aritmetické operace a jejich prováděcí algoritmy. Aritmetika v BCD a v plovoucí řádové čárce. Souvislost chyby zobrazení s chybou výpočtu, zdroje chyb a celková chyba výpočtu, důsledky aritmetických chyb.
Instrukce (definice instrukce jako typu dat, instrukční repertoár - velikost, složitost a úplnost, variace operačních kódů a operandů,modality instrukce, typy instrukcí podle počtu operandů, skupiny instrukcí podle interpretace, způsoby adresování). Zpracování instrukcí, základní stavební prvky hardware a jejich funkce, časování a hazardy. Způsoby výstavby hardware, programovatelná logika, HDL a návrhy obvodů, návrh jednotek stroje v HDL.
Řadič, mikroprogramování, virtuální procesor a postup fázování instrukce,proudové zpracování instrukcí. Procesory, základní stavební prvky procesoru, pojem a význam registrů, stavový diagram práce procesoru, toky dat a toky instrukcí, konflikty - jejich druhy a metody jejich řešení, predikce skoku. Přechod od skalárních k vektorovým procesorům, řetězení vektorů. Superskalární procesory, kategorie superskalárních procesorů, metoda přemenování registrů, procesory třídy VLIW, instrukční vs. strojový paralelismus, procesory třídy EPIC.
Procesory třídy RISC a post-RISC (pojem procesoru RISC, základní vlastnosti, klasifikace procesorů RISC, postupy a metody používané při práci procesorů RISC, příklady komerčních procesorů, architektury a organizace post-RISC, spekulativní zpracování instrukcí, příklady řešení vybraných procesorů post-RISC), hypervláknové procesory, organizace IA64.
Paměti (charakteristiky pamětí, taxonomie pamětí,vnitřní organizace paměťových jednotek, hierarchické paměťové systémy, virtuální paměť - dvojúrovňový systém, efektivní přístupová doba, příklady realizace virtuálních systémů, struktura programu a virtuální paměťový systém, strategie výměny bloků, tříúrovňový paměťový systém, vyhledávací a zapisovací strategie, redukce ztrát výkonu v hierarchických paměťových systémech)
Propojovací systémy (základní vlastnosti propojovacích systémů, směrové a sběrnicové propojovací systémy, propojovací sítě - statické a dynamické, sběrnice, hierarchie sběrnic, arbitrace, programová obsluha, DMA.)
Organizace s vysokým výkonem (taxonomie výpočetních systémů, procesory typu SISD, SIMD, MISD, MIMD, přehled organizací s vysokým výkonem,multiprocesory MIMD se sdílenou pamětí, multiprocesorové vektorové stroje, systémy MIMD s distribuovanými pamětmi, stroje SIMD, maticové počítače, distribuované pamětil, paralelní systémy, podmínky pro paralelní provádění výpočtu, způsoby programování a výkon paralelního systému, účinnost paralelních strojů Amdahlův zákon)
Netradiční architektury (stručný přehled procesorů s architekturami, nevyhovujícími von Neumannově principu, asociativní procesory,procesory řízené daty, redukční procesory, systolické sítě, neuronové sítě). Perspektivní technologie pro výstavbu počítačů (extrapolace nárustu výkonnosti počítačů, optické počítače, kvantové počítače, počítače založené na DNA, amorfní počítače, nanotechnologie)
