Hardver alapok

2023-10-21T16:22:52Z

Mihályi Márk: /* Feladatok */

{{Tantárgy
|nev=Hardver alapok
|tárgykód=VIIIBA01
|szak=üzemmérnök
|kredit=7
|felev=1
|tanszék=IIT
|kereszt=van
|labor=6 db
|kiszh=labor beugrók
|nagyzh=1 db
|hf=nincs
|vizsga=írásbeli, beugróval
|tad=https://portal.vik.bme.hu/kepzes/targyak/VIIIBA01/
|targyhonlap=https://www.iit.bme.hu/oktatas/tanszeki_targyak/BMEVIIIBA01
|levlista= }}

A számítógépek működési elveinek, tipikus egységeinek és építőelemeinek megismertetése.
A tárgy rendeltetése, hogy egyszerű példákon keresztül megadja mindazokat az alapfogalmi és rendszertechnikai alapismereteket, amelyek a számítógépekben található digitális hardverelemek működésének megértéséhez szükségesek. Az előadásokon az elméleti ismereteket gyakorlati példákkal is illusztráljuk. A megszerzett gyakorlati ismereteket a hallgatók vezetett laborgyakorlatokon próbálják ki.

== Követelmények ==

===A szorgalmi időszakban===
*Az ''' előadások'''on részvétel, melyből hetente 2 van.
*A '''labor'''okon aktív részvétel, amelynek teljesítése a foglalkozás során elkészített és elfogadott jegyzőkönyvhöz kötött. A jelenlétet és a teljesítést a laborvezetők ellenőrzik és dokumentálják. A hallgatók felkészültségét a mérés elején beugró dolgozat formájában a laborvezetők ellenőrizhetik. Felkészületlen hallgató a mérést nem kezdheti meg.
*A '''ZH''' legalább elégséges szintű teljesítése (40%). A ZH maximális pontszáma: 20. A ZH egyszer pótolható. Az időkeret: 45 perc.
*Az '''aláírás''' feltételei a laborfoglalkozások sikeres teljesítése és a zárthelyi eredményes megírása.

===A vizsgaidőszakban===
*Írásbeli vizsga, időtartama 90 perc, ebből az első 30 perc beugró feladatok megválaszolása. A vizsgán elérhető maximális pontszám 60, ebből 20 a belépő rész, melyből minimum 12 pont elérése szükséges és amennyiben sikerült, 40 pont szerezhető meg a nagyfeladatok megoldásával.
* A vizsga anyaga a teljes féléves anyag.
* Az első lapon találhatóak a beugrófeladatok, mely lapot 30 perc után le kell választani, és beadni. A beugrófeladatok nagyon hasonlítanak a ZH-feladatokra és a laborok beugrófeladataira. Itt arra kell készülni, hogy lényegében egy ZH-t kell megírni, de 45 perc helyett csak 30 perc van rá, és a sikerességéhez 8 pont helyett 12 pontot kell elérni.
* A vizsga második részében a kiadott gyakorló- és ellenőrzőkérdésekből kerülnek ki feladatok, úgy, hogy az adatok természetesen eltérőek.
* A vizsgán a mikrovezérlőhöz készült [[Media: HWA_PIC_utasitaskeszlet_2018.pdf | egylapos segédlet]] használható, de saját változat nem, mindenkinek rányomtatják majd a vizsga utolsó két oldalára.

===Félévvégi jegy===
*A vizsgapontszám alapján. Az elégséges osztályzathoz a belépő kérdésekből legalább 12 pontot, a vizsgán összesen legalább 24 pontot kell elérni. A vizsgajegy a kapott pontszám alapján kerül megállapításra.
*Ponthatárok:
:{| class="wikitable" style="text-align: center; width: 130px; height: 40px;"
!Eredmény %!!Jegy
|-
|0 - 39.9|| 1
|-
|40 - 54.9|| 2
|-
|55 - 69.9|| 3
|-
|70 - 84.9|| 4
|-
|85 - 100|| 5
|}

== Tematika ==

=== Előadások ===
* ''A számonkéréseken általában csak az itt felsorolt ((kivéve a duplazárójeleseket)) témakörök szerepelnek.''
* ''A hetek sorszámai szemeszterenként változhatnak.''

==== Digitális elektronika ====
* 1. hét
** 1. előadás: [[Media: hva_01_kovetelmenyek_2022.pdf | tárgykövetelmények]] és [[Media: hva_01_BV_2022.pdf | bevezetés (számrendszerek, átváltások és számábrázolások)]]
** [[Media: HVA_EA_01_02_szamok_2022.pdf | 2. előadás:]] számrendszerek (kettes, tízes és tizenhatos), átváltások és számábrázolások (BCD, kettes komplemens)
* 2. hét
** [[Media: HVA_EA_03_boole_2022.pdf | 3. előadás:]] Boole-algebra: logikai értékek, műveletek, azonosságok, függvények, igazságtáblázat, (diszjunktív és konjunktív kanonikus) algebrai alak, mintermindex és maxtermindex; logikai rajz
** [[Media: HVA_EA_04_grmin_2022.pdf | 4. előadás:]] Karnaugh-tábla
* 3. hét
** [[Media: HVA_EA_05_mpx_2022.pdf | 5. előadás:]] multiplexerek
*** Hiba: a 3. oldalon a 8/1 multiplexer kiválasztó bemeneteinél hiányzik az ''S<sub>0</sub>'' felirata.
** [[Media: HVA_EA_06_sh_2022.pdf | 6. előadás:]] sorrendi hálózatok: modellek, működési módok, állapottábla és állapotgráf
* 4. hét
** [[Media: HVA_EA_07_ff_2022.pdf | 7. előadás:]] flip-flopok és átalakításuk
** [[Media: HVA_EA_08_cnt_2022.pdf | 8. előadás:]] felfelé/lefelé, illetve szinkron/aszinkron számlálók és alaphelyzetbe állításuk; általános és léptetőregiszter
* 5. hét
** 9. előadás: [[#Feladatok | gyakorlófeladatok]]

==== Mikrokontroller-programozás ====
* 5. hét
** [[Media: hva_11_Uc_2022.pdf | 10. előadás:]] mikrokontroller, alapok: oszcillátor, reset, watchdog, I/O-portok, regiszterek, utasítások
* 6. hét
** [[Media: hva_12_asm_2022.pdf | 11. előadás:]] Assembly, alapok: fogalmak, számábrázolások, vezérlődirektívák, speciális regiszterek, utasítások, címzési módok (bitcímzés), szubrutin, szoftveres késleltetés, portkezelés (kimenet állítása)
** [[Media: hva_13_mplab_2022.pdf | 12. előadás:]] MPLAB X: használat, funkciók; Assembly: szubrutinok (késleltető, gombnyomás érzékelése, pulzus előállítása)
* 7. hét
** [[Media: hva_14_tmr_2022.pdf | 13. előadás:]] időzítők: automatikus környezetmentés, TMR0
** [[Media: hva_15_comm_2022.pdf | 14. előadás:]] ''((kommunikációs perifériák))''
* 8. hét
** [[Media: hva_17_it_2022.pdf | 15. előadás:]] ''((megszakítások))''
** 16. előadás: [[#Digitális elektronika | digitális elektronika]] – [[#Feladatok | gyakorlófeladatok]], konzultáció
** [[#ZH | ZH]]
* 9. hét
** 17. előadás: ''(([[Media: hva_18_ad_2022.pdf |analóg jelek feldolgozása]] és [[Media: hva_18_dma_2022.pdf | DMA-átvitel]]))''

==== Számítógép-architektúrák ====
* 10. hét
** [[Media: hva_19_mem_2022.pdf | 18. előadás:]] memóriatípusok: felejtő (''SRAM, DRAM, SDRAM, DDR SDRAM'') és nem felejtő (''MRAM, EPROM, FRAM, NVRAM, EEPROM,'' flash, ''ROM, PROM, OTP'')
** [[#ZH | PZH]]
** 19. előadás: [[Media: hva_20_membov_2022.pdf | ''((memóriabővítés))'']] és [[Media: hva_20_sin_2022.pdf | buszok: adatátvitel (szinkron, aszinkron, szemiszinkron)]]
* 11. hét
** 20. előadás
* 12. hét
** [[Media: hva_21_cache_0_2022.pdf | 21. előadás:]] cache: látszólagos memóriaelérési idő, leképezési stratégiák (direkt, set-asszociatív, asszociatív), behozatali stratégiák (igény szerint, előrelátó, szelektív), cserestratégiák (''LRU, real LRU, pszeudo-LRU'')
** [[Media: hva_22_virttk_2022.pdf | 22. előadás:]] virtuális tárkezelés: többlépcsős laptáblaszervezés
* 13. hét
** [[Media: hva_23_hddssd_2022.pdf | 23. előadás:]] háttértárak (HDD, SSD): íróáram (''NRZ, NRZI, PE, FM, MFM, RLL2.7'')
*** [[Media: HWA_26_ea_jegyzet_2018.pdf | Kézzel írott jegyzet:]] cache, virtuális tárkezelés, merevlemez-kódolások
** [[Media: hva_24_tp_2022.pdf | 24. előadás:]] multiprogramozott és multiprocesszoros (lazán és szorosan csatolt, statikus és dinamikus feladathozzárendelés, ''QPI'') rendszerek
* 14. hét
** [[Media: hva_25_pcbus_2022.pdf | 25. előadás:]] ''((buszok: ISA, PCI, PCI Express, USB))''
** 26. előadás: [[#Feladatok | gyakorlófeladatok]], konzultáció

=== Laborok ===
* 1. labor: [[Media:hwa_2018_gyak_01_h.pdf | mérési útmutató]], [[Media:hwa_2018_LABJKV_1.doc | jegyzőkönyv]], [[Media:HWA_lab1_beugro_2018.pdf | mintafeladatok megoldásai]], [[Media:hva_baleset_megelozes_2018.pdf | Baleset-megelőzési tudnivalók]]
* 2. labor: [[Media:hwa_2018_gyak_02_h.pdf | mérési útmutató]], [[Media:hwa_2018_LABJKV_2.doc | jegyzőkönyv]], [[Media:HWA_lab2_beugro_2018.pdf | mintafeladatok megoldásai]]
* 3. labor: [[Media:hwa_2018_gyak_03_h.pdf | mérési útmutató]], [[Media:hwa_2018_LABJKV_3.doc | jegyzőkönyv]], [[Media:HWA_lab3_beugro_2018.pdf | mintafeladatok megoldásai]]
* 4. labor: [[Media:hwa_2018_gyak_04_h.pdf | mérési útmutató]], [[Media:hwa_2018_LABJKV_4.doc | jegyzőkönyv]], [[Media:HWA_lab4_beugro_2018.pdf | mintafeladatok megoldásai]], [[Media:HWA_labor4_konzi-prezi_2019.pdf | 4. labor előtti konzultáció segédanyaga]], [[Media:hva_meres_4_2018.zip | Mintaprojekt a laborhoz]]
* összevont 5–6. labor: [[Media:hwa_gyak_05_06_h_0_2019_osz.pdf | mérési útmutató]], [[Media:hva_LABJKV_5_6_2019_osz.doc | jegyzőkönyv]], [[Media:HWA_labor5-6_konzi-prezi_2019.pdf | 5–6. labor előtti konzultáció segédanyaga]], [[Media:hva_meres_5-6_2019_osz.zip | mintaprojekt a laborhoz]]
* 5. labor: [[Media:hwa_2018_gyak_05_h.pdf | mérési útmutató]], [[Media:hwa_2018_LABJKV_5.doc | jegyzőkönyv]], [[Media:HWA_lab5_beugro_2018.pdf | mintafeladatok megoldásai]], [[Media:hva_meres5_2019_tavasz.zip | Mintaprojekt a laborhoz]]
* 6. labor: [[Media:hwa_2018_gyak_06_h.pdf | mérési útmutató]], [[Media:hwa_2018_LABJKV_6.doc | jegyzőkönyv]], [[Media:HWA_lab6_beugro_2018.pdf | mintafeladatok megoldásai]], [[Media:hva_meres6_2019_tavasz.zip | Mintaprojekt a laborhoz]]

== Segédanyagok ==

=== Feladatok ===
* [[Media: hwa_2018_ellfel_1.1.pdf | Ellenőrzőfeladatsor]]
** [[Media: HWA_ef_11_1_2018.pdf | 1. feladat megoldásai]]
*** A ''c)'' feladat BCD-alakos megoldása helyesen: ''0001 0000 0000''
** [[Media: HWA_ef_11_2_2018.pdf | 2. feladat megoldásai]]
** [[Media: HWA_ef_11_3_2018.pdf | 3. feladat megoldásai]]
** [[Media: HWA_ef_11_4_2018.pdf | 4. feladat megoldásai]]
** [[Media: HWA_ef_11_5-6-7_2018.pdf | 5–7i. feladatok megoldásai]]
*** Több helyen hibás a megoldás: 5f (az utolsó kettő prímimplikáns helyett csak egy van: A┐D, lényeges), 5g (az első kettő prímimplikáns helyett csak egy van: ┐A┐D, lényeges)
** [[Media: HWA_ef_11_9-10_2018.pdf | 9–10. feladatok megoldásai]]
* [[Media:HWalapok_gyakorlófeladatok_2019-06-13_megoldásokkal_V1.4_02.pdf | Gyakorlófeladatsor megoldásokkal]] (az 1.4-es verzió 2. kiadása)
** Hibák:
*** A ''39.'' feladatban az első sorban a megoldás nem ''128 KiB'', hanem ''16 KiB''.
*** ''45.'' feladat:
**** A feladat szövege helyesen: ''"...az alábbi memóriasorokra hivatkoznak: 0,1,3,2,3,0."''
**** A ''pszeudo-LRU'' blokkcsere-stratégiát alkalmazó megoldás a ''46.'' feladat megoldásának elején van.
** [[Media: HWA_26_ea_jegyzet_2018.pdf | Kézzel írott megoldások a 40–42. és 44–45. feladatokhoz]]

=== Hasznos összefoglalók egy-egy témakörhöz ===
* [[Media: HWA_1bites_teljes_osszeado_2018.pdf | 1 bites teljes összeadó készítése]]
* [[Media: HWA_SOP_es_POS_atvaltas_2018.pdf | Konjunktív kanonikus alak képzése diszjunktív kanonikus alakból]]
* [[Media: HWA-SZGA_kidolgozas_2019.pdf | Számítógép-architektúrák - feladatok részletes megoldással]]
* [[Media: HWA_SZGA_rajzok_2018.pdf | Számítógép-architektúrák - rajzolós feladatok mintamegoldással]]

=== Üres nyomtatható és digitális gyakorlólapok ===
* [[Media: HWA_karnaugh_tabla_2_print_2018.pdf | Karnaugh-tábla 2 változós logikai függvényekhez - nyomtatni]]
* [[Media: HWA_karnaugh_tabla_3_print_2018.pdf | Karnaugh-tábla 3 változós logikai függvényekhez - nyomtatni]]
* [[Media: HWA_karnaugh_tabla_4_print_2018.pdf | Karnaugh-tábla 4 változós logikai függvényekhez - nyomtatni]]
* [[Media: HWA_karnaugh_tablak_uresen_2018.pptx | Karnaugh-táblázatok 2-4 változós logikai függvényekhez - digitálisan kitölthető verzió]]
* [[Media: HWA_igazsagtabla_3_2018.docx | Igazságtáblázat 3 változós logikai függvényekhez - nyomtatható, szerkeszthető]]
* [[Media: HWA_igazsagtabla_4_2018.docx | Igazságtáblázat 4 változós logikai függvényekhez - nyomtatható, szerkeszthető]]

=== Szoftverek ===
* A tárgy keretében használt szoftverek
** A digitális elektronikai laborokon a [[Media: HWA_digitalworks.zip | DigitalWorks]] nevű ingyenes szoftvert használjuk, az IIT által készített [[Media: HWA_digitalworks_iit.zip | alkatrészkönyvtárakkal ]] kiegészítve.
** A mikrovezérlős laborokon a Microchip [https://www.microchip.com/mplabx-ide-windows-installer MPLAB X IDE] ingyenes szoftverének legújabb verzióját (v5.x) használjuk, mpasm fordítóval, melyet a szoftver beépítetten tartalmaz.
* További ajánlott (ingyenes) szoftverek a digitális elektronikai fejezethez
** [https://github.com/hneemann/Digital/releases/ Digital] - modernebb logikai szimulátor szoftver a DigitalWorks helyett.
** [https://download.cnet.com/developer/logic-friday Logic Friday] - algebrai kifejezések egyszerűsítésére és átalakítására használható szoftver, a megoldásaink ellenőrzéséhez nagyon hasznos.

=== Ajánlott irodalom ===
* Arató Péter: Logikai rendszerek tervezése (BME-Viking Zrt.)
* Zombori Béla: Digitális elektronika (Műszaki Könyvkiadó)
* Pilászy György: Mérési segédlet a Hardver alapok laborgyakorlataihoz [[Media: HWA_laborsegedlet_50old_2018.pdf | (elektronikus jegyzet)]]
* Horváth Gábor: Számítógép-architektúrák [http://www.hit.bme.hu/~ghorvath/szgarch/index.php?page=3 (elektronikus jegyzet)]

=== Gyári katalóguslapok a mikrovezérlős előadásokhoz és laborokhoz ===
* [[Media: hwa_7seg-click-manual.pdf | 7-szegmenses kijelző leírása]]
* [[Media: hwa_7seg-click_sn74hc595.pdf | 7-szegmenses kijelzőhöz tartozó léptető regiszter leírása]]
* [[Media: hwa_MPASM_userguide.pdf | MPASM útmutató]]
* [[Media: hwa_PIC16F18875_DataSheet.pdf | A PIC16F18875 mikrovezérlő leírása]]
* [[Media: hwa_hpc_devboard.pdf | A laboron használt mérőpanel (Curiosity HPC) leírása]]

== ZH ==
* A ZH anyaga a digitális elektronikai fejezet. A ZH-n a '''laborgyakorlatok beugrófeladataihoz''' és a '''kiadott példákhoz''' nagyon hasonló feladatok vannak, lényegében csak az adatok mások. A laborokhoz tartozó mintabeugrók feladatainak megoldását mindenképpen tudni és érteni kell a ZH-ra!

== Vizsga ==
* 2018. ősz
** nem hivatalos mintavizsga
*** A mintavizsgát az emlékeim alapján alapján állítottam össze, hivatalosnak semmiképpen sem tekinthetőek. Arra viszont szerintem megfelelőek, hogy lássa mindenki, milyen lesz a vizsga felépítése, és milyen feladattípusok köszönhetnek ott vissza. Érdemes megpróbálkozni a feladatok megoldásával először a megoldások megtekintése nélkül, az időt is számolva. --[[Szerkesztő:Huszár Csaba Benedek|Huszár Csaba Benedek]] ([[Szerkesztővita:Huszár Csaba Benedek|vita]]) 2019. december 31., 12:24 (CET)
*** beugrókérdések
**** [[Media: HWA_vA_beugro.pdf | A csoport]], [[Media: HWA_vA_beugro_Sol.pdf | megoldások]]
**** [[Media: HWA_vB_beugro.pdf | B csoport]], [[Media: HWA_vB_beugro_Sol.pdf | megoldások]]
***** A 7. feladat 1. kérdésére a helyes válasz: ''Mealy-modell szerint működik.''
*** [[Media: HWA_v_nagyfeladat.pdf | nagyfeladatok]]
**** Ezekhez nem készítettem megoldást. Ennek oka kettős: egyrészt így, aki megcsinálja a feladatokat, az biztosan végigcsinálja azokat, másrészt kutakodik is egy kicsit (előadásdiák, gyakorló feladatok, továbbá a számítógép-architektúrás feladatok esetében célszerű segítségül hívni az [[Informatika 1]] tárgy oldalát is).

=== [[GitEgylet]]-segédanyagok ===
* [[Media:HVAVizsgaHelp.zip | Exceles segédlet]]
** Több munkalap van benne: számrendszerek, Karnaugh-tábla, állapottábla, dekóder, számláló, szoftveres időzítő, élérzékelő, memória, cache, íróáram, ''LRU''.

== Tippek ==
A laborokra alaposan meg kell tanulni a segédletet, mert sajnos véresen komolyan veszik a beugrót. A segédlet végén vannak kérdések, ha arra tudsz válaszolni, akkor átmész a beugrón. Aki nem tudja elfogadható szintűre megírni a beugró kérdéseket, annak érvénytelen a jegyzőkönyve, és póthéten meg kell ismételnie. Ha pedig másodjára is sikertelen a beugró, elbuktad a tárgyat! --[[Szerkesztő:Suszter Dominik|Suszter Dominik]] ([[Szerkesztővita:Suszter Dominik|vita]]) 2018. december 10., 01:24 (CET)

:Azért az első hozzászólás nagyon durva. Kezdjük azzal, hogy a legelső beugró 2018-ban próbabuegró volt, tehát fel tudtad mérni, hogy mennyi tanulás elég. Reális nézve, ha a segédlet végén lévő kérdésekre tudod a választ, akkor átmész. 4 kérdés van, ebből 2 kell ahhoz, hogy átmenj. 1 labort pótolhatsz, ha 2-t elbuktál, akkor meg kell ismételned a tárgyat. --[[Szerkesztő:Czárth Csanád Péter|Czárth Csanád]] ([[Szerkesztővita:Czárth Csanád Péter|vita]]) 2019. január 5., 17:10 (UTC)

Az 5-6. labornál figyeljetek, ne magoljátok be a beugróválaszokat, mivel mi ezt tettük, és nagyon más feladatok voltak. Lehetséges, hogy azért, mert az előző beugró mindenkinek max pontos lett. Szóval óvatosan magoljátok a válaszokat! --[[Szerkesztő:Svanyova Adrián|Svanyova Adrián]] ([[Szerkesztővita:Svanyova Adrián|vita]]) 2022. november 30., 13.51 (CET)

:Nekünk egy héttel később már a mérési útmutatóban található ellenőrzőkérdéseknek megfelelő feladatok voltak a beugrón. --[[Szerkesztő:Gyöngyösi Máté|Gyöngyösi Máté]] ([[Szerkesztővita:Gyöngyösi Máté|vita]]) 2023. január 10., 18:44 (CET)

{{Lábléc_-_Üzemmérnök-informatikus_alapszak}}

VIK Wiki - Felhasználó közreműködései [hu]

Hardver alapok