Αρχιτεκτονική Η/Υ Ι (Θεωρία)

Πληροφορίες Μαθήματος

Εξάμηνο Μαθήματος:
3
Μέρος Μαθήματος:
Θεωρία
Κωδικός Μέρους Μαθήματος:
244303
Εβδομαδιαίες Ώρες Διδασκαλίας:
2
Μονάδες ECTS Μαθήματος:
7
Διαθέσιμο σε σπουδαστές ERASMUS:
Όχι


Σκοπός Μαθήματος

Ο σπουδαστής διδάσκεται την αρχιτεκτονική των μικροεπεξεργαστών και τη συμβολή τους στη δομή μικροϋπολογιστικών συστημάτων, τόσο από άποψη υλικού όσο και λογισμικού (κυρίως σε επίπεδο συμβολικής γλώσσας – Assembly language).


Μαθησιακοί Στόχοι

Μετά το τέλος του εξαμηνιαίου Μαθήματος, οι φοιτητές πρέπει να μπορούν: 

  • Να περιγράφουν τη δομή ενός βασικού ΜικροΕπεξεργαστή (Μ/Ε), να ονομάζουν τα βασικά του μέρη, να σχεδιάζουν το μπλοκ διάγραμμά του καθώς και την σύνδεσή του με την Μνήμη.
  • Να εξηγούν τον τρόπο με τον οποίο ένας Μ/Ε αποθηκεύει αριθμητικές τιμές και τον τρόπο που εκτελεί απλές αριθμητικές και λογικές πράξεις.
  • Να περιγράφουν όλα τα ενδιάμεσα στάδια τα οποία διέρχεται ένα πρόγραμμα Assembly Μ/Ε έως ότου είναι έτοιμο προς εκτέλεση και να περιγράφουν τον τρόπο με τον οποίο μία εντολή Assembly Μ/Ε εκτελείται.
  • Να απαριθμούν βασικές εντολές Assembly Μ/Ε και να εξηγούν τον τρόπο λειτουργίας τους.
  • Να αναδεικνύουν την σημασία κάθε στοιχείου του Μ/Ε και να εξηγούν τον ρόλο του στη λειτουργία του Μ/Ε.
  • Να εκτιμούν τα τεχνικά χαρακτηριστικά του Μ/Ε και την επίδρασή τους στις επιδόσεις του Μ/Ε.
  • Να γράφουν προγράμματα Assembly M/E τα οποία να υπολογίζουν αποτελέσματα αριθμητικών ή λογικών πράξεων, ταξινομούν δεδομένα, παράγουν αποτελέσματα, κλπ.
  • Να καταδεικνύουν πώς κώδικας, δεδομένα και αποτελέσματα αποθηκεύονται στη Μνήμη (δηλαδή να συνθέτουν έναν ¨Χάρτη Μνήμης» του προγράμματος).
  • Να εξετάζουν και να αναλύουν τον τρόπο σύνδεσης των διαφόρων στοιχείων του Μ/Ε καθώς και του ίδιου του Μ/Ε με τη Μνήμη.
  • Να εξετάζουν και να αναλύουν προβλήματα που αφορούν στο λογισμικό, να τα επιλύουν εφαρμόζοντας υπολογιστικές ή/και αλγοριθμικές μεθόδους και να γενικεύουν τα συμπεράσματά τους ώστε να καλύπτουν άλλες παρόμοιες περιπτώσεις.
  • Να διαθέτουν μία εκτενή και εις βάθος θεώρηση του Μ/Ε και της Μνήμης συνθέτοντας γνώσεις από διάφορα Γνωστικά Αντικείμενα όπως Ηλεκτρονικής, Άλγεβρας Bool και Προγραμματισμού.
  • Να αξιολογούν τα τεχνικά χαρακτηριστικά ενός Μ/Ε να κρίνουν την επίδρασή τους στην απόδοσή του.   


Γενικές Ικανότητες

  • Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των απαραίτητων τεχνολογιών
  • Προσαρμογή σε νέες καταστάσεις
  • Λήψη αποφάσεων
  • Αυτόνομη εργασία
  • Ομαδική εργασία Εργασία σε διεθνές περιβάλλον
  • Εργασία σε διεπιστημονικό περιβάλλον
  • Παράγωγή νέων ερευνητικών ιδεών
  • Προαγωγή της ελεύθερης, δημιουργικής και επαγωγικής σκέψης


Περιγραφή Μαθήματος

  • Ανάλυση δομής και λειτουργίας μικροεπεξεργαστών και συμβολή τους στην υλοποίηση μικροϋπολογιστικών συστημάτων.
  • Εσωτερική αρχιτεκτονική, τρόποι διευθυνσιοδότησης, ρεπερτόριο εντολών, μοντέλο προγραμματισμού.
  • Λειτουργία και έλεγχος λογισμικών εφαρμογών όπως συμβολομεταφραστές (assemblers), συνδέτες (linkers), φορτωτές (loaders), εξομοιωτές (simulators), κλπ.
  • Προγραμματισμός σε συμβολική γλώσσα και εφαρμογές. 

Αξιολόγηση Σπουδαστών

Γραπτή εξέταση στο τέλος του εξαμήνου


Βιβλιογραφία

  • Ι. Ν. Έλληνας, Π. Δ. Κεντερλής, «ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ - Ο Επεξεργαστής 8086», Αθήνα, 2008.
  • N. Senthil Kumar, M. Saravanan, S. Jeevananthan, «Microprocessors and Microcontrollers», Oxford University Press, 2011
  • John Uffenbeck, «Microcomputers and Microprocessors», Prentice Hall, 1999
  • Απ. Κοσσίδας, Μ. Ραγκούση, Σπ. Ματιάτος, «Συμβολικές Γλώσσες και Αρχιτεκτονική Μικροεπεξεργαστών», εκδόσεις Μπένου, 1996
  • Πεκμεστζή Κιαμάλ , «Συστήματα Μικροϋπολογιστών (Υλικό και Λογισμικό)», εκδόσεις Συμμετρία, 1996