-
Το θεματικό περιεχόμενο του μαθήματος, πραγματεύεται την αρχιτεκτονική των υπολογιστών, δηλ. εκείνα τα χαρακτηριστικά του συστήματος που έχουν άμεση επίδραση στη λογική εκτέλεση ενός προγράμματος και την οργάνωση των υπολογιστών, δηλ. στις λειτουργικές μονάδες και τις διασυνδέσεις τους, οι οποίες υλοποιούν τις προδιαγραφές της αρχιτεκτονικής.
Η ύλη του μαθήματος στοχεύει στην εισαγωγή των φοιτητών στις βασικές έννοιες της δομής και λειτουργίας των υπολογιστών, καθώς τη φύση και τα χαρακτηριστικά των σύγχρονων υπολογιστικών συστημάτων.
Συγκεκριμένα η ύλη του μαθήματος αρχίζει με εισαγωγικές έννοιες αναφορικά με την οργάνωση και αρχιτεκτονική, ιεραρχική δομή και λειτουργία των υπολογιστών και δίνει έμφαση στην κεντρική μονάδα επεξεργασίας.
Στη συνέχεια, παρουσιάζονται θέματα της εξέλιξης της τεχνολογίας των επεξεργαστών και μείωση μεγέθους και αύξηση χωρητικότητας της μνήμης και γίνεται εισαγωγή των εννοιών απόδοσης και εξισορρόπησης της απόδοσης.
Επόμενο θέμα, είναι η λειτουργία του ανώτερου επιπέδου του υπολογιστή, δηλ. επεξεργαστής, κύρια μνήμη, μονάδες Ε/Ε, τον τρόπο διασύνδεσής τους για να ανταλλάσσουν δεδομένα και να εκτελούν εντολές και προγράμματα.
Στη συνέχεια, παρουσιάζεται η ιεραρχία της μνήμης και στη συνέχεια η κρυφή μνήμη με όλες τις οργανώσεις και αλγόριθμους προκειμένου να προσδώσει στην κύρια μνήμη ταχύτητα ισοδύναμη με αυτήν του επεξεργαστή.
Στην ενότητα αυτή παρουσιάζονται οι δυο βασικές μορφές της μνήμης τυχαίας προσπέλασης, ιδιότητες, τεχνολογία και τεχνικές διόρθωσης σφαλμάτων.
Στην επόμενη ενότητα, περιγράφονται οι δίσκοι ως το πιο σημαντικό στοιχείο εξωτερικής μνήμης και δίνεται έμφαση στην τεχνολογία δίσκων RAID.
Επόμενη ενότητα της ύλης καλύπτει την αρχιτεκτονική Ε/Ε ενός υπολογιστή που είναι η διεπαφή του με τον εξωτερικό χώρο, περιγράφει αναλυτικά βασικές τεχνικές Ε/Ε και παραθέτει σημαντικά παραδείγματα εξωτερικών διεπαφών.
Στο εργαστηριακό μέρος του μαθήματος, η γλώσσα assemblyτου επεξεργαστή 8086 περιγράφεται και χρησιμοποιείται στην κατασκευή προγραμμάτων εφαρμογών. Μέσω των εντολών, ο φοιτητής κατανοεί τις προδιαγραφές του επεξεργαστή, τη δομή των καταχωρητών και της μνήμης, τύπους δεδομένων αλλά και τη λειτουργία της αριθμητική και λογικής μονάδας.
Το μάθημα αποσκοπεί στην κατανόηση και γνώση από τους φοιτητές της δομής και λειτουργίας των υποσυστημάτων του υπολογιστή.
Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος ο φοιτητής / τρια θα είναι σε θέση να:
1…Θεωρητικό Μέρος
i. Εισαγωγή, Οργάνωση και Αρχιτεκτονική.
ii. Εξέλιξη Υπολογιστών και Απόδοση.
iii. Εξέταση Ανωτέρου Επιπέδου Λειτουργίας κ Διασύνδεσης των Η/Υ.
iv. Κρυφή Μνήμη.
v. Εσωτερική Μνήμη.
vi. Εξωτερική Μνήμη.
vii. Είσοδος/ Έξοδος
2…Εργαστηριακό Μέρος
Ι. Σύνολα Εντολών : Χαρακτηριστικά κ Λειτουργία
ΙΙ. Σύνολα Εντολών : Τρόποι Διευθυνσιοδότησης κ Μορφές Εντολών
Πρόσωπο με πρόσωπο, στην τάξη
-Παρουσιάσεις με PPT
-Υποστήριξη Μαθησιακής διαδικασίας μέσω της ηλεκτρονικής πλατφόρμας Moodle
Δραστηριότητα | Φόρτος Εργασίας Εξαμήνου |
Διαλέξεις | 13 x 3= 39 |
Εργαστήρια | 13 x 2 = 26 |
Πρακτική Εξάσκηση κατ’ ιδίαν | 13 x 1 = 13 |
Επικοινωνία / συνεργασία | 3 |
Αυτοτελής μελέτη | 18 x 5.5 = 99 |
Σύνολο Μαθήματος (30 ώρες φόρτου εργασίας ανά πιστωτική μονάδα) | 180 |
Α.. Θεωρητικό μέρος (Αυτοτελές Μάθημα )
Ι. Γραπτή τελική εξέταση Θεωρητικού Μέρους(70%) που περιλαμβάνει :
– Συγκριτική αξιολόγηση στοιχείων θεωρίας.
– Ασκήσεις Σύντομης Απάντησης.
– Επίλυση Προβλημάτων με ανάλυση και σχεδίαση λογικού κυκλώματος για ένα σύστημα.
ΙΙ. Ενδιάμεση Δοκιμασία Γνώσης Θεωρητικού Μέρους(30%) που περιλαμβάνει:
– Ερωτήσεις Πολλαπλής Επιλογής.
Β.. Εργαστηριακό μέρος (Αυτοτελές Μάθημα)
ΙΙΙ. Ενδιάμεση Δοκιμασία -Εξέταση Εργαστηρίου(20%)
– Ασκήσεις και προγράμματα σε γλώσσα
Assembly 8086, απλές εφαρμογές, όπου απαιτείται κυρίως χρήση συνθήκης If then else και βρόγχων επανάληψης.
VI. Τελική Εξέταση Εργαστηρίου(80%)
– Ασκήσεις και προγράμματα σε γλώσσα
Assembly 8086, για σύνθετες εφαρμογές όπου, απαιτείται κυρίως χρήση υποπρογραμμάτων, λογικές εντολές (ΝΟΤ, AND, OR, XOR), εντολών ολίσθησης και περιστροφής, πέρασμα παραμέτρων σε υποπρόγραμμα (μέσω καταχωρητών και μέσω σωρού), χρήση της callbyvalue / callbyreference, λειτουργία της αναδρομής με χρήση σωρού.
Η συνολική βαθμολογία του μεικτού αυτούμαθήματος υπολογίζεται από την σχέση : 60% ΘΜ + 40% ΕΜ
Το ως άνω σχήμα αξιολόγησης στο θεωρητικό και στο εργαστηριακό μέρος του μαθήματος γνωστοποιείται στους φοιτητές (α) μέσω της ιστοσελίδας του τμήματος (πλατφόρμα Hydra), (β) μέσω των σελίδων του μαθήματος στην ηλεκτρονική πλατφόρμα Moodle, και (γ) με ανακοινώσεις στη διάρκεια των πρώτων διαλέξεων και συναντήσεων στο εργαστήριο κατά την έναρξη του κάθε ενός ακαδημαϊκού εξαμήνου.
1. Οργάνωση και Αρχιτεκτονική Υπολογιστών, Stallings William , 8η έκδοση/2012, ISBN : 978-960-418-328-9
2. Η ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ: ΜΙΑ ΔΟΜΗΜΕΝΗ ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΗ, ANDREW S. TANENBAUM, 4η έκδοση / 2000, ISBN : 960-209-403-6
3. Αρχιτεκτονική υπολογιστών, Hennessy John L.,Patterson David A, 3η έκδοση / 2006, ISBN : 978-960-418-076-9
4. Αρχιτεκτονική Υπολογιστών:Ο Επεξεργαστής 8086, Έλληνας Ι.Ν., Κεντερλής Π.Δ., 1η έκδοση/2008, ISBN : 978-960-930-663-8
5. Αρχιτεκτονική Υπολογιστών & Προγραμματισμός Assembly, Παναγιώτης Μ. Παπάζογλου , 1η έκδοση /2011, ISBN : 978-960-933-118-0