5ο εξάμηνο


Μάθημα: Αρχιτεκτονική Υπολογιστών



Κωδικός Μαθήματος: ΜΚ20
Επίπεδο Μαθήματος: Προπτυχιακό
Τύπος Μαθήματος: Ειδικού Υποβάθρου
Εξάμηνο: 5
Πιστωτικές Μονάδες: 5
Εβδομαδιαίες Ώρες διδασκαλίας: 4
Erasmus: Ναι
Ιστοσελίδα: https:// arch.icte.uowm.gr/
Γλώσσα διδασκαλίας:Ελληνική
Γενικές Ικανότητες:

• Αυτόνομη Εργασία
• Ομαδική εργασία
• Εργασία σε διεπιστημονικό περιβάλλον
• Σχεδιασμός και Διαχείριση έργων
• Αναζήτηση βιβλιογραφίας
• Ανάπτυξη Κριτικής Σκέψης

Περιεχόμενο:

Εισαγωγή στην Τεχνολογία των Υπολογιστικών Συστημάτων. Οργάνωση της Κεντρικής Μονάδας Επεξεργασίας (CISC/RISC). Οργάνωση και κατηγορίες Μνήμης. Ιεραρχία Μνήμης. Οργάνωση Εισόδου - Εξόδου. Κρυφή Μνήμη. Διαδρομή Δεδομένων και Έλεγχος Επεξεργαστή. Διακοπές και Υποστήριξή τους στη Μονάδα Ελέγχου. Συστήματα αποθήκευσης. Πολυπύρηνα συστήματα. Απόδοση Υπολογιστικών Συστημάτων. Εισαγωγή στον Μικροπρογραμματισμό. Διασωλήνωση. Θέματα  Αξιοπιστίας. Δίαυλοι. Πρόγνωση Διακλαδώσεων. Εκτέλεση εκτός σειράς. Σωρός. Υπερβαθμωτοί επεξεργαστές. VLIW.

Εργαστηριακές ασκήσεις σε προγραμματισμό συμβολικής γλώσσας x86.

Αναμενόμενα μαθησιακά αποτελέσματα:

Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος, οι φοιτητές  αποκτούν γνώση και κατανόηση των παρακάτω θεμάτων:

  • των τύπων των επεξεργαστών,
  • των αρχιτεκτονικών μηχανισμών για την αύξηση της ταχύτητας των επεξεργαστών,
  • της διαδρομής δεδομένων στους επεξεργαστές,
  • της διασωλήνωσης των λειτουργιών,
  • των τεχνικών Ε/Ε,
  • της σύνδεση των περιφερειακών με την κεντρική μονάδα επεξεργασίας,
  • των διαύλων
  • της λειτουργίας της κρυφής μνήμης,
  • του ελέγχου του επεξεργαστή μέσω εντολών assembly.

Με την επιτυχή ολοκλήρωση του εργαστηριακού τμήματος του μαθήματος, οι φοιτητές  αποκτούν γνώση και κατανόηση των παρακάτω θεμάτων:

  • της θέση της assembly στο χώρο του προγραμματισμού,
  • των πλεονεκτημάτων και των μειονεκτημάτων της assembly,
  • της συγγραφής και αποσφαλμάτωσης σε γλώσσα assembly x86,
  • της ορθής χρήσης όλων των εντολών assembly της x86,
  • της εισόδου/εξόδου σε γλώσσα assembly x86,
  • των χειρισμό των συμβολοσειρών,
  • της χρήσης των διακοπών λογισμικού και υλικού,
  • της δημιουργίας συναρτήσεων χειρισμού εξαιρέσεων,
  • της εμφάνισης  γραφικών στοιχείων με assembly.
Προαπαιτούμενα:

Ψηφιακή Σχεδίαση (δεν είναι υποχρεωτικό).

Τρόπος Παράδοσης:

• Πρόσωπο με πρόσωπο
• Δυνατότητα σύγχρονης εξ’ αποστάσεως εκπαίδευσης

Χρήση Τεχνολογιών Πληροφορίας και επικοινωνιών:

• Το εκπαιδευτικό υλικό (13 διαλέξεις θεωρίας, 12
εργαστηριακά φυλλάδια, 13 διαλέξεις θεωρητικού
υποβάθρου εργαστηρίου, παλαιότερα θέματα
εξετάσεων, ενδεικτικά τμήματα κώδικα) έχει αναρτηθεί
στην ιστοσελίδα του μαθήματος.
• Χρησιμοποιείται το eclass για την παράδοση
εργασιών/εξετάσεων, ως αποθετήριο εκπαιδευτικού
υλικού και για το forum συνομιλιών ερωτήσεων και
προβληματισμών των φοιτητών.
• Όλες οι διαλέξεις θεωρίας, όλες οι επιλύσεις των
εργαστηριακών φυλλαδίων και οι επιλύσεις των τελικών
θεμάτων εξετάσεων θεωρίας, έχουν αναρτηθεί στο
κανάλι του διδάσκοντα στο youtube
(http://youtube.com/mdasyg).
• Χρησιμοποιείται το Zoom ή το Webex για κατ ιδίαν
συναντήσεις με φοιτητές που δε μπορούν να έρθουν στο
γραφείο του διδάσκοντα.
• Έχει αναπτυχθεί από το διδάσκοντα και χρησιμοποιείται
το πληροφοριακό σύστημα igrades για την αναλυτική
διαχείριση των βαθμολογιών των φοιτητών.
• Έχει αναπτυχθεί από το διδάσκοντα και χρησιμοποιείται
το πληροφοριακό σύστημα ischedule για την ανάθεση
φοιτητών σε εργαστήρια και ομάδες.
• Έχει αναπτυχθεί από το διδάσκοντα και χρησιμοποιείται
το πληροφοριακό σύστημα iexams για τη διενέργεια
εξετάσεων.
• Έχει αναπτυχθεί από το διδάσκοντα και χρησιμοποιείται
το πληροφοριακό σύστημα ipresence για τη διαχείριση
των παρουσιών των φοιτητών στα εργαστήρια.
• Έχει αναπτυχθεί από το διδάσκοντα και χρησιμοποιείται
το πληροφοριακό σύστημα iloan για τη διαχείριση των
παραχωρήσεων εξοπλισμού σε φοιτητές.
• Έχει αναπτυχθεί από το διδάσκοντα και χρησιμοποιείται
το πληροφοριακό σύστημα itasks για τη διαχείριση των
εργασιών των φοιτητών.
• Έχει αναπτυχθεί από το διδάσκοντα και χρησιμοποιείται
το πληροφοριακό σύστημα ipolls για τη διενέργεια
δημοψηφισμάτων κατά τις διαλέξεις θεωρίας.
• Έχει αναπτυχθεί από το διδάσκοντα και χρησιμοποιείται
το πληροφοριακό σύστημα iquiz για τη διενέργεια
σύντομων quiz στις διαλέξεις θεωρίας.
• Η εκπόνηση των εργαστηρίων γίνεται σε αίθουσα που
έχει διαμορφωθεί και διαχειρίζεται από το διδάσκοντα
με diskless booting Windows /Linux και εκκίνηση από
κοινό είδωλο που φέρει όλα τα κατάλληλα
προγράμματα

Οργάνωση Διδασκαλίας:
Δραστηριότητα Φόρτος Εργασίας Εξαμήνου
Διαλέξεις 26
Φροντιστηριακές ασκήσεις 26
Προετοιμασία για τη θεωρία 13
Προετοιμασία για το εργαστήριο 39
Προετοιμασία για τις εξετάσεις θεωρίας 19
Τελικές Εξετάσεις Θεωρίας 2
Σύνολο 125
Αξιολόγηση Φοιτητών:

Γλώσσα Αξιολόγησης: Ελληνικά
Ο τελικός βαθμός συνδιαμορφώνεται από τη βαθμολογία
στη θεωρία (5 μονάδες) και στο εργαστήριο (5 μονάδες).
Κριτήρια προβιβασμού:
• Προβιβάσιμο βαθμό στη θεωρία (τουλάχιστον 50%
των 5 μονάδων θεωρίας).
• Προβιβάσιμο βαθμό στο εργαστήριο (τουλάχιστον
50% των 5 μονάδων εργαστηρίου).
• Τουλάχιστον 80% παρουσίες στις εργαστηριακές
ασκήσεις.
Αξιολόγηση Θεωρίας:
• Δοκιμασία πολλαπλής επιλογής (60 ερωτήσεις σε 60
λεπτά) – 3 μονάδες.
• Δοκιμασία Επίλυσης ασκήσεων θεωρίας του
μαθήματος (2 ασκήσεις σε 30 λεπτά) – 2 μονάδες.
Αξιολόγηση Εργαστηρίου:
• Διενέργεια 3 σύντομών εξετάσεων (Minimum
Programmingg Skills – MPS) – 3 μονάδες.
• Διενέργεια 1 εξέτασης ανάπτυξης κώδικα – 1
μονάδα.
• Δοκιμασία πολλαπλής επιλογής (60 ερωτήσεις σε 60
λεπτά) – 1 μονάδα.
• Δυνατότητα ανάληψης προαιρετικού εργαστηριακού
project για 1.5 επιπρόσθετη μονάδα.
Επαναληπτικές Εξετάσεις Εργαστηρίου και Θεωρίας το
Σεπτέμβριο. Κάποιος μπορεί να εξεταστεί μόνο σε θεωρία,
αν έχει περάσει το εργαστήριο, ή μόνο στο εργαστήριο αν
έχει περάσει τη θεωρία.

Προτεινόμενη Βιβλιογραφία:
  1. Stallings William, Οργάνωση και Αρχιτεκτονική Υπολογιστών, ΕΚΔΟΣΕΙΣ Α. ΤΖΙΟΛΑ & ΥΙΟΙ Α.Ε., 2011. ( https://service.eudoxus.gr/search/#a/id:18548668/0 )
  2. PETER NORTON, JOHN SOCHA, ΤΟ ΒΙΒΛΙΟ ΤΗΣ ASSEMBLY ΓΙΑ ΤΑ PC, ΕΚΔΟΣΕΙΣ ΚΛΕΙΔΑΡΙΘΜΟΣ ΕΠΕ, 1994. ( https://service.eudoxus.gr/search/#a/id:13923/0 )
  3. DAVID A. PATTERSON, JOHN L. HENNESSY, ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΚΑΙ ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ: Η ΔΙΑΣΥΝΔΕΣΗ ΥΛΙΚΟΥ ΚΑΙ ΛΟΓΙΣΜΙΚΟΥ, ΕΚΔΟΣΕΙΣ ΚΛΕΙΔΑΡΙΘΜΟΣ ΕΠΕ, 2010. (https://service.eudoxus.gr/search/#a/id:12561945/0)
  4. Hammacher Carl, Vranesic Zvonko, Zaky Safwat, Οργάνωση και αρχιτεκτονική ηλεκτρονικών υπολογιστών, Εκδόσεις Επίκεντρο Α.Ε, 2007. (https://service.eudoxus.gr/search/#a/id:15120/0)
Διδάσκων: Δασυγένης Μηνάς