Στόχος του μαθήματος είναι να εισάγει τους φοιτητές του Τμήματος στο απαραίτητο υπόβαθρο οργάνωσης και αρχιτεκτονικής υπολογιστών. Έχοντας ήδη αποκτήσει τις απαραίτητες γνώσεις επάνω σε θέματα υλικού σε επίπεδο λογικών πυλών και σε θέματα προγραμματισμού σε υψηλό επίπεδο από προηγούμενα αντίστοιχα μαθήματα, οι φοιτητές θα μπορούν:

• να εξηγήσουν τη διασύνδεση μεταξύ υλικού και λογισμικού,
• να απαριθμήσουν και να αναλύσουν τις έννοιες που αποτελούν τη βάση των σύγχρονων υπολογιστών,
• να αναζητούν, να αναλύσουν και να συνθέτουν δεδομένα και πληροφορίες χρησιμοποιώντας την απαραίτητη τεχνολογία.

Το συγκεκριμένο μάθημα βοηθά φοιτητές που ενδιαφέρονται να εμβαθύνουν διασύνδεση υλικού και λογισμικού. Οι φοιτητές που θα το παρακολουθήσουν θα αποκτήσουν το απαραίτητο υπόβαθρο για την εν συνεχεία παρακολούθηση μαθημάτων που σχετίζονται με πιο προχωρημένες έννοιες αρχιτεκτονικής υπολογιστών και σχεδίασης ψηφιακών συστημάτων.

• Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των απαραίτητων τεχνολογιών
• Αυτόνομη εργασία
• Προαγωγή της ελεύθερης, δημιουργικής και επαγωγικής σκέψης

Σύντομη περιγραφή

• Εισαγωγή, αφηρημένες έννοιες, και τεχνολογία των υπολογιστών
• Αρχιτεκτονικές συνόλου εντολών (Instruction Set Architectures) και ο μικροεπεξεργαστής RISC
• Συμβολική γλώσσα (assembly language) και γλώσσα μηχανής
• Η διασύνδεση υλικού και λογισμικού. Από τις γλώσσες προγραμματισμού υψηλού επιπέδου στη γλώσσα μηχανής του υπολογιστή
  •    Αξιολόγηση της απόδοσης και μέτρα που χρησιμοποιούνται
• Σχεδίαση κεντρικής μονάδας επεξεργασίας (CPU) χωρίς διοχέτευση - ∆ιαδρομή δεδομένων (datapath) και μονάδα ελέγχου (control unit)
• Σχεδίαση της CPU με διοχέτευση (pipelining)
• Ιεραρχία μνήμης

Θεματικές ενότητες ανά εβδομάδα

1. Εισαγωγή - Αφηρημένες έννοιες και τεχνολογία υπολογιστών
2. Συμβολική γλώσσα και γλώσσα μηχανής - Βασικό μοντέλο μνήμης
3. Βασικές αρχιτεκτονικές συνόλου εντολών
4. Αρχιτεκτονική συνόλου εντολών μικροεπεξεργαστή RISC
5. Αριθμητικές και λογικές εντολές. Εντολές μεταφοράς δεδομένων
6. Εντολές λήψης αποφάσεων. Μεταγλώττιση βασικών βρόχων. ∆ομή case/switch
7. Υποστήριξη διαδικασιών στο υλικό
8. Αξιολόγηση της απόδοσης και μέτρα που χρησιμοποιούνται
9. Σχεδίαση κεντρικής μονάδας επεξεργασίας (CPU) χωρίς διοχέτευση
10. ∆ιαδρομή δεδομένων (datapath) και μονάδα ελέγχου (control unit)
11. Σχεδίαση της CPU με διοχέτευση (pipelining)
12. Ιεραρχία μνήμης
13. Aνακεφαλαίωση

Το μάθημα αξιολογείται με γραπτή τελική εξέταση τρίωρης διάρκειας και πιθανή διαδικασία διαρκούς αξιολόγησης κατά την κρίση του διδάσκοντα. Η ακριβής διαδικασία αξιολόγησης ανακοινώνεται στους φοιτητές και αναρτάται στο eclass στην αρχή του εξαμήνου.

1.    David A. Patterson, John L. Hennessy, Οργάνωση και σχεδίαση υπολογιστών: Η διασύνδεση υλικού και λογισμικού, 4η Έκδοση Αμερικανική, εκδόσεις Κλειδάριθμος, 2010 (κωδικός στον Εύδοξο: 12561945)
2.    ∆ημήτριος Β. Νικολός, Αρχιτεκτονική Υπολογιστών, 1η Έκδοση, εκδόσεις Παναγιώτα Παπακωνσταντίνου, 2017 (κωδικός στον Εύδοξο: 68370526)
3.    William Stallings , Οργάνωση και Αρχιτεκτονική Υπολογιστών, 3η Έκδοση, εκδόσεις Α. Τζιόλα & Υιοί, 2016 (κωδικός στον Εύδοξο: 59386815)

https://eclass.uop.gr/modules/auth/opencourses.php?fc=294