Kurz hardware a software

Lekce 1 • Základy binární a digitální logiky

Pokrývá číselné soustavy, Booleovu logiku a logická hradla jako základ veškerého počítání. Propojuje abstraktní matematiku s chováním fyzických obvodů.

Lekce 2 • Identifikace hardwarových komponent

Výuka identifikace a funkce fyzických komponent PC. Buduje praktické rozpoznávací dovednosti potřebné pro sestavování a řešení problémů.

Lekce 3 • Přehled architektury počítače

Představuje Von Neumannův model a klíčové architektonické komponenty. Poskytuje strukturální rámec pro všechna následující hardwarová témata.

Lekce 4 • Softwarové vrstvy a abstrakce

Definuje firmware, OS, middleware a aplikační vrstvy. Ukazuje, jak každá vrstva abstrahuje hardwarovou složitost pro software vyšší úrovně.

Lekce 1 • Hierarchie vyrovnávacích pamětí

Vysvětluje návrh L1, L2 a L3 vyrovnávacích pamětí, principy lokality a zásady nahrazování. Přímo ovlivňuje strategie optimalizace softwaru probírané později.

Lekce 2 • Zřetězené zpracování a paralelismus

Věnuje se hazardům ve zřetězeném zpracování, superskalárnímu provádění a provádění instrukcí mimo pořadí. Buduje schopnost hodnotit propustnost CPU nad rámec pouhé taktovací frekvence.

Lekce 3 • Metriky výkonu CPU a benchmarking

Představuje IPC, CPI, taktovací frekvenci a tepelný výpočetní výkon jako nástroje hodnocení. Umožňuje informovaný výběr procesoru pro specifické pracovní zátěže.

Lekce 4 • Instrukční sady a mikrokód

Pokrývá filozofie RISC vs. CISC a implementaci mikrokódu. Vysvětluje, jak návrh instrukcí ovlivňuje chování překladače a rychlost provádění.

Lekce 1 • Typy RAM a specifikace

Pokrývá DRAM, SRAM, generace DDR a ECC paměti. Propojuje šířku pásma a latenci paměti s dříve diskutovaným výkonem CPU.

Lekce 2 • Optimalizace paměti a úložiště

Aplikuje znalosti hierarchie k ladění výkonu systému pomocí profilování a konfigurace. Převádí porozumění hardwaru do optimalizačních postupů na úrovni softwaru.

Lekce 3 • Mechanika a výkon pevných disků

Pokrývá geometrii ploten, dobu vyhledávání, rotační latenci a konfigurace RAID. Poskytuje kontext pro volbu mezi HDD a SSD v nákladově citlivých nasazeních.

Lekce 4 • Architektura solid-state disků

Seznamuje s typy NAND flash, vyrovnáváním opotřebení a funkcemi řadiče. Vysvětluje, proč výkon SSD degraduje a jak to firmware zmírňuje.

Lekce 1 • Zobrazovací a grafické subsystémy

Seznamuje s architekturou GPU, zobrazovacími rozhraními a vykreslovacími pipeline. Propojuje grafický hardware s ovladači a správou zobrazení OS.

Lekce 2 • Obsluha přerušení a DMA

Pokrývá linky žádostí o přerušení, řadiče přerušení a přímý přístup do paměti. Vysvětluje, jak vysokorychlostní periferie přenášejí data bez účasti CPU.

Lekce 3 • Ovladače zařízení a rozhraní jádra

Vysvětluje architekturu ovladačů, moduly jádra a hardwarové abstraktní vrstvy. Ukazuje, jak software komunikuje s fyzickými zařízeními prostřednictvím standardizovaných rozhraní.

Lekce 4 • Architektury V/V sběrnic

Zkoumá PCIe, USB a starší standardy sběrnic včetně šířky pásma a topologie. Buduje rámec pro porozumění připojení periferií a přenosu dat.

Lekce 1 • Souborové systémy a správa úložišť

Seznamuje se strukturou souborových systémů, žurnálováním a úložnými API OS. Propojuje znalosti hardwaru úložišť s organizací dat a spolehlivostí na úrovni OS.

Lekce 2 • Správa procesů a vláken

Pokrývá vytváření procesů, stavy, plánovací algoritmy a modely vláken. Přímo propojuje hardwarové schopnosti CPU s rozhodnutími plánování OS.

Lekce 3 • Architektura OS a typy jader

Porovnává monolitické, mikrokernelové a hybridní návrhy OS s reálnými příklady. Stanovuje strukturální kontext pro všechna následující témata správy OS.

Lekce 4 • Bezpečnost OS a řízení přístupu

Pokrývá úrovně oprávnění, seznamy pro řízení přístupu a techniky posílení zabezpečení OS. Připravuje studenty na konfiguraci bezpečných prostředí OS na reálném hardwaru.

Lekce 1 • Konfigurace BIOS/UEFI

Vysvětluje sekvenci POST, nastavení UEFI, zaváděcí pořadí a profily XMP/EXPO. Propojuje konfiguraci firmwaru s výkonem hardwaru a kompatibilitou OS.

Lekce 2 • Instalace operačního systému a ovladačů

Provádí instalaci OS, nastavením diskových oddílů a nasazením ovladačů. Zajišťuje plně funkční softwarový zásobník na nově sestaveném hardwaru.

Lekce 3 • Validace systému a zátěžové testování

Aplikuje diagnostické nástroje k ověření stability, teplot a základního výkonu. Potvrzuje, že sestavený systém splňuje specifikace před nasazením.

Lekce 4 • Postupy fyzické montáže

Pokrývá ESD opatření, usazování komponent, aplikaci teplovodivé pasty a správu kabeláže. Buduje bezpečné a opakovatelné montážní návyky pro profesionální prostředí.

Lekce 1 • Řešení problémů se sítí a periferiemi

Pokrývá diagnostiku konektivity, vrácení ovladačů a techniky izolace periferií. Doplňuje sadu dovedností pro řešení problémů napříč všemi hlavními subsystémy.

Lekce 2 • Metodika řešení problémů

Představuje strukturované rámce pro řešení problémů, včetně rozděl a panuj a analýzy kořenových příčin. Poskytuje opakovatelný proces aplikovatelný na všechna následující diagnostická témata.

Lekce 3 • Diagnostika hardwarových poruch

Pokrývá kódy pípnutí, selhání POST, testování výměnou komponent a použití multimetru. Buduje praktické dovednosti pro rychlou izolaci vadných hardwarových komponent.

Lekce 4 • Diagnostika úložišť a pamětí

Aplikuje data SMART, sady pro testování pamětí a nástroje pro opravu souborových systémů. Identifikuje podmínky s rizikem ztráty dat ještě před katastrofickým selháním.

Lekce 1 • Přetaktování CPU a pamětí

Pokrývá úpravy napětí, ladění násobiče a validaci stability pro CPU a RAM. Věnuje se řízení rizik spolu s technikami zvyšování výkonu.

Lekce 2 • Profilování a identifikace úzkých míst

Využívá nástroje pro profilování CPU, paměti a V/V k lokalizaci výkonnostních omezení. Stanovuje daty podložený základ před jakýmkoli zásahem ladění.

Lekce 3 • Ladění na úrovni OS a softwaru

Aplikuje afinity plánovače, plány napájení a optimalizaci služeb pro snížení režie OS. Propojuje hardwarové schopnosti se softwarovou konfigurací pro maximální propustnost.

Lekce 4 • Ladění výkonu úložišť a V/V

Optimalizuje hloubku fronty, V/V plánovače a parametry souborového systému pro cílové pracovní zátěže. Přímo aplikuje znalosti architektury úložišť na měřitelné zvýšení výkonu.