ΣΧΟΛΗ

Πολυτεχνική

ΤΜΗΜΑ

Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών

ΕΠΙΠΕΔΟ ΣΠΟΥΔΩΝ

Προπτυχιακό

ΚΩΔΙΚΟΣ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ

ECE_Υ423

ΕΞΑΜΗΝΟ ΣΠΟΥΔΩΝ

4

ΤΙΤΛΟΣ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ

Οργάνωση Υπολογιστών

ΑΥΤΟΤΕΛΕΙΣ ΔΙΔΑΚΤΙΚΕΣ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΕΣ
σε περίπτωση που οι πιστωτικές μονάδες απονέμονται σε διακριτά μέρη του μαθήματος π.χ. Διαλέξεις, Εργαστηριακές Ασκήσεις κ.λπ. Αν οι πιστωτικές μονάδες απονέμονται ενιαία για το σύνολο του μαθήματος αναγράψτε τις εβδομαδιαίες ώρες διδασκαλίας και το σύνολο των πιστωτικών μονάδων

ΕΒΔΟΜΑΔΙΑΙΕΣ
ΩΡΕΣ ΔΙΔΑΣΚΑΛΙΑΣ

ΠΙΣΤΩΤΙΚΕΣ ΜΟΝΑΔΕΣ

Διαλέξεις 

3 x 13 εβδ.

3

Φροντηστήρια 

1 x 13 εβδ.

1

ΣΥΝΟΛΟ

4

ΤΥΠΟΣ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ

Υποβάθρου , Γενικών Γνώσεων, Επιστημονικής Περιοχής, Ανάπτυξης Δεξιοτήτων

Υποβάθρου

ΠΡΟΑΠΑΙΤΟΥΜΕΝΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ:

Συστήνεται στους φοιτητές να έχουν ολοκληρώσει τα μαθήματα: Ψηφιακή Λογική, Ψηφιακά Κυκλώματα και Συστήματα

ΓΛΩΣΣΑ ΔΙΔΑΣΚΑΛΙΑΣ και ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ:

Ελληνική ή Αγγλική, ανάλογα με το ακροατήριο

ΤΟ ΜΑΘΗΜΑ ΠΡΟΣΦΕΡΕΤΑΙ ΣΕ ΦΟΙΤΗΤΕΣ ERASMUS

Ναι εφόσον υπάρχει ικανός αριθμός

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΣΕΛΙΔΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ (URL)

https://eclass.upatras.gr/courses/EE805/

https://eclass.upatras.gr/courses/EE893/

Μαθησιακά Αποτελέσματα

Περιγράφονται τα μαθησιακά αποτελέσματα του μαθήματος οι συγκεκριμένες  γνώσεις, δεξιότητες και ικανότητες καταλλήλου επιπέδου που θα αποκτήσουν οι φοιτητές μετά την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος.

Συμβουλευτείτε το Παράρτημα Α

·    Περιγραφή του Επιπέδου των Μαθησιακών Αποτελεσμάτων για κάθε ένα κύκλο σπουδών σύμφωνα με Πλαίσιο Προσόντων του Ευρωπαϊκού Χώρου Ανώτατης Εκπαίδευσης

·    Περιγραφικοί Δείκτες Επιπέδων 6, 7 & 8 του Ευρωπαϊκού Πλαισίου Προσόντων Διά Βίου Μάθησης

και Παράρτημα Β

·    Περιληπτικός Οδηγός συγγραφής Μαθησιακών Αποτελεσμάτων

Οι στόχοι του μαθήματος είναι η σε βάθος κατανόηση των παρακάτω θεμάτων:

·        Αρχιτεκτονική και οργάνωση επεξεργαστών μειωμένου συνόλου εντολών (Reduced Instruction Set Computers –RISCs)

·        Σχεδίαση του συνόλου εντολών ενός επεξεργαστή (MIPS) τύπου RISC.

·        Εκτέλεση του λογισμικού. Μετάφραση γλώσσας υψηλού επιπέδου σε συμβολική γλώσσα (assembly language). Εκτέλεση εντολών συμβολικής γλώσσας

·        Αλγόριθμοι εκτέλεσης αριθμητικών πράξεων (πρόσθεση, αφαίρεση, πολ/σμός, διαίρεση) σε επεξεργαστές. Αριθμητική σταθερής και κινητής υποδιαστολής

·        Σχεδίαση κεντρικής μονάδας επεξεργαστή MIPS. Σχεδίαση (υπό-κυκλώματα και διασύνδεση τους) κεντρικής μονάδας ενός κύκλου. Σχεδίαση κεντρικής μονάδας με την τεχνική της διοχέτευσης (pipeline). Αντιμετώπιση κινδύνων (δομικοί, δεδομένων, ελέγχου) σε σχεδιασμούς με διοχέτευση.

·        Λειτουργία κρυφής μνήμης (cache memory) και τις εικονικής μνήμης (virtual memory). Τεχνικές και μέθοδοι σχεδιασμού για τη βελτίωση των επιδόσεων της κρυφής και εικονικής μνήμης. 

Με την ολοκλήρωση του μαθήματος ο φοιτητής:

·        Θα έχει κατανοήσει τις βασικές παραμέτρους (οργάνωση, σύνολο εντολών, αριθμητική, κεντρική μονάδα επεξεργασίας, κρυφή & εικονική μνήμη) που αφορούν τη σχεδίαση ενός επεξεργαστή και πως αυτές επηρεάζουν τις επιδόσεις του.

·        Θα έχει αποκτήσει πλήρη γνώση της εκτέλεσης του λογισμικού σε έναν επεξεργαστή

·         Θα μπορεί να γράψει ρουτίνες λογισμικού σε συμβολική γλώσσα του MIPS.

·         Θα έχει κατανοήσει πλήρως την εσωτερική οργάνωση της κεντρικής μονάδας επεξεργασίας του MIPS

·         Θα έχει αποκτήσει εκτεταμένη γνώση της τεχνικής της διοχέτευσης και της αντιμετώπισης των προβλημάτων/κινδύνων (δομικοί, δεδομένων, ελέγχου) που εισάγονται.

·        Θα έχει κατανοήσει σε βάθος τη λειτουργία της κρυφής και εικονικής μνήμης και των σχεδιαστικών/κυκλωματικών τεχνικών για τη βελτίωση των επιδόσεων τους.

Γενικές Ικανότητες

Λαμβάνοντας υπόψη τις γενικές ικανότητες που πρέπει να έχει αποκτήσει ο πτυχιούχος (όπως αυτές αναγράφονται στο Παράρτημα Διπλώματος και παρατίθενται ακολούθως) σε ποια / ποιες από αυτές αποσκοπεί το μάθημα;.

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

Σχεδιασμός και διαχείριση έργων

Σεβασμός στη διαφορετικότητα και στην πολυπολιτισμικότητα

Σεβασμός στο φυσικό περιβάλλον

Επίδειξη κοινωνικής, επαγγελματικής και ηθικής υπευθυνότητας και ευαισθησίας σε θέματα φύλου

Άσκηση κριτικής και αυτοκριτικής

Προαγωγή της ελεύθερης, δημιουργικής και επαγωγικής σκέψης

Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των απαραίτητων τεχνολογιών, Λήψη αποφάσεων, Αυτόνομη εργασία, Ομαδική εργασία

·     Γενικές έννοιες: Ιστορική Αναδρομή, Εκτέλεση προγράμματος, Απόδοση και κατανάλωσης ενέργειας, Μονό-επεξεργαστικά- & Πολύ-επεξεργαστικά συστήματα.

·     Η γλώσσα του υπολογιστή: Λειτουργίες υλικού, Σύνολο εντολών του MIPS (εντολές αριθμητικών και λογικών πράξεων, εντολές λήψεις απόφασης). Διαδικασίες και συναρτήσεις. Διευθυνσιοδότηση εντολών. Μετάφραση και εκτέλεση προγράμματος.

·     Αριθμητική για υπολογιστικά συστήματα: Αλγόριθμοι πρόσθεσης, αφαίρεσης, πολλαπλασιασμού και διαίρεσης. Αριθμητική κινητής υποδιαστολής.

·     Ο επεξεργαστής: Σχεδίαση κεντρικής μονάδας επεξεργασίας (κυκλώματα χειρισμού δεδομένων και ελέγχου). Διοχέτευση (pipeline) και απόδοση υπολογιστικών συστημάτων. Κίνδυνοι δεδομένων και αντιμετώπιση τους (προώθηση, καθυστέρηση). Κίνδυνοι ελέγχου. Σχεδίαση επεξεργαστή με διοχέτευση.

·     Μνήμη: Τύποι κυκλωμάτων μνήμης. Ιεραρχία μνήμης. Κρυφή μνήμη (cache memory). Βελτίωση απόδοσης κρυφής μνήμης. Εικονική μνήμη.

ΤΡΟΠΟΣ ΠΑΡΑΔΟΣΗΣ
Πρόσωπο με πρόσωπο, Εξ αποστάσεως εκπαίδευση κ.λπ.

Πρόσωπο με πρόσωπο

ΧΡΗΣΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΣ ΚΑΙ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ
Χρήση Τ.Π.Ε. στη Διδασκαλία, στην Εργαστηριακή Εκπαίδευση, στην Επικοινωνία με τους φοιτητές

Το μάθημα υποστηρίζεται από χώρο ηλεκτρονικής μάθησης στο eclass.upatras.gr μέσω του οποίου διαμοιράζεται το υλικό του μαθήματος όπως διαφάνειες των διαλέξεων, φροντιστηριακές ασκήσεις και επιπλέον εκπαιδευτικό υλικό. Επίσης, αναρτώνται οι ανακοινώσεις που αφορούν στη διεξαγωγή του διαλέξεων, των των εξετάσεων και κάθε άλλη χρήσιμη πληροφορία.

ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΔΙΔΑΣΚΑΛΙΑΣ

Περιγράφονται αναλυτικά ο τρόπος και μέθοδοι διδασκαλίας.

Διαλέξεις, Σεμινάρια, Εργαστηριακή Άσκηση, Άσκηση Πεδίου, Μελέτη & ανάλυση βιβλιογραφίας, Φροντιστήριο, Πρακτική (Τοποθέτηση), Κλινική Άσκηση, Καλλιτεχνικό Εργαστήριο, Διαδραστική διδασκαλία, Εκπαιδευτικές επισκέψεις, Εκπόνηση μελέτης (project), Συγγραφή εργασίας / εργασιών, Καλλιτεχνική δημιουργία, κ.λπ.

Αναγράφονται οι ώρες μελέτης του φοιτητή για κάθε μαθησιακή δραστηριότητα καθώς και οι ώρες μη καθοδηγούμενης μελέτης ώστε ο συνολικός φόρτος εργασίας σε επίπεδο εξαμήνου να αντιστοιχεί στα standards του ECTS

ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΦΟΙΤΗΤΩΝ

Περιγραφή της διαδικασίας αξιολόγησης

Γλώσσα Αξιολόγησης, Μέθοδοι αξιολόγησης, Διαμορφωτική  ή Συμπερασματική, Δοκιμασία Πολλαπλής Επιλογής, Ερωτήσεις Σύντομης Απάντησης, Ερωτήσεις Ανάπτυξης Δοκιμίων, Επίλυση Προβλημάτων, Γραπτή Εργασία, Έκθεση / Αναφορά, Προφορική Εξέταση, Δημόσια Παρουσίαση, Εργαστηριακή Εργασία, Κλινική Εξέταση Ασθενούς, Καλλιτεχνική Ερμηνεία, Άλλη / Άλλες

Αναφέρονται  ρητά προσδιορισμένα κριτήρια αξιολόγησης και εάν και που είναι προσβάσιμα από τους φοιτητές.

Η ύλη του μαθήματος εξετάζεται με γραπτή εξέταση διάρκειας 3 ωρών στο τέλος του εξαμήνου. Στην εξέταση, καλείται ο φοιτητής να απαντήσει σε ερωτήματα θεωρίας και να λύσει ασκήσεις από την ύλη που διδάχτηκε. H βαθμολογία της τελικής εξέτασης είναι από 0 έως 10.

-Προτεινόμενη Βιβλιογραφία :

-Συναφή επιστημονικά περιοδικά:

-         “Οργάνωση και Σχεδίαση Υπολογιστών – Η διασύνδεση Υλικού και Λογισμικού (4^η έκδοση)” D. Patterson, J. Hennessy, Εκδώσεις Κλειδάριθμος, 2010.

-         “Αρχιτεκτονική Υπολογιστών”, Δ. Νικολός, Εκδότης Δ. Νικολός, 2012