Βασικές Αρχές Οργάνωσης και Λειτουργίας Υπολογιστικών Συστημάτων¶

Επίσημο περίγραμμα μαθήματος του ΤΜΗΥΠ (Πανεπιστήμιο Πατρών), όπως δημοσιεύεται στη σελίδα του μαθήματος και στο συνημμένο αρχείο «Περίγραμμα Μαθήματος». Το κείμενο παρατίθεται αυτούσιο, χωρίς τα πρότυπα οδηγιών του εντύπου.

Στόχοι¶

Κατανόηση της δομής, της οργάνωσης και της λειτουργίας των υπολογιστικών συστημάτων. Γνώση των τρόπων αναπαράστασης της πληροφορίας Γνώση των διαδικασιών εκτέλεσης αριθμητικών πράξεων στα υπολογιστικά συστήματα Κατανόηση του τρόπου εκτέλεσης εντολών και προγραμμάτων σε συμβολική γλώσσα.

Περιεχόμενο (ύλη)¶

Εισαγωγή - Ιστορική αναδρομή - Το μοντέλο του von Neumann - Το μοντέλο αρτηριών συστήματος - Ο υπολογιστής σαν ιεραρχικό σύστημα

Aναπαράσταση Δεδομένων & Αριθμητικές πράξεις - Δυαδικό Σύστημα – Το σύστημα του υπολογιστή - Αριθμητικά Συστήματα - Κώδικες με Βάρη - Αριθμητικοί Κώδικες - Αναπαράσταση ακεραίων - Πρόσημο – Μέτρο (signed magnitude / sign and magnitude) - Πόλωση - Πλεονασμός κατά Κ (excess / biased code) - Συμπλήρωμα ως προς 1 - Συμπλήρωμα ως προς 2 - Επέκταση προσήμου - Αναπαράσταση κλασματικών αριθμών - Σταθερή υποδιαστολή - Κινητή υποδιαστολή - Η έννοια της υπερχείλισης - Πρόσθεση / Αφαίρεση σε Συμπλήρωμα ως προς 1 - Πρόσθεση / Αφαίρεση σε Συμπλήρωμα ως προς 2 - Πρόσθεση / Αφαίρεση στις υπόλοιπες αναπαραστάσεις - Λογικές πράξεις - Ολισθήσεις - Πολλαπλασιασμός μη προσημασμένων αριθμών - Διαίρεση μη προσημασμένων αριθμών - Πολλαπλασιασμός προσημασμένων αριθμών - Πράξεις σε αριθμούς κινητής υποδιαστολής - Σύνθετες συναρτήσεις - Κώδικες χωρίς Βάρη – Αναπαράσταση άλλων Δεδομένων - Αναπαράσταση αλφαριθμητικών χαρακτήρων - Αναπαράσταση εικόνας - Αναπαράσταση αναλογικού σήματος – Το παράδειγμα του ήχου - Κώδικες για Ανίχνευση & Διόρθωση Λαθών

Βασικές Λειτουργικές Μονάδες & Εκτέλεση εντολών - Σύστημα μνήμης - Κατηγοριοποίηση των μνημών - Ιεραρχία Μνήμης - Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας - Κωδικοποίηση εντολών - Τρόποι διευθυνσιοδότησης - Η εκτέλεση μιας εντολής - Ταξινόμηση υπολογιστών βάσει του συνόλου εντολών - Υπολογιστές απλού και πολύπλοκου συνόλου εντολών.

Συμβολική Γλώσσα - Τύποι Δεδομένων - Ρεπερτόριο Εντολών - Αριθμός Εντέλων Μιας Εντολής - Τρόποι Διευθυνσιοδότησης εντέλων - Καταχωρητές Ειδικού Σκοπού - Παραδείγματα Προγραμματισμού σε Assembly

Είσοδος - Εξοδος - Κύριοι (masters) και σκλάβοι (slaves) σε μια αρτηρία - Ενας κύριος και πολλοί σκλάβοι (Single master – Many slaves) - Διαιτησία μεταξύ πολλαπλών κυρίων (Multiple master arbitration) - Σειριακή και παράλληλη ανταλλαγή δεδομένων - Βοηθητική Μνήμη (Secondary Storage / Mass Storage) - Σκληροί Δίσκοι (Hard Disks) - Μαγνητικές Ταινίες (Magnetic Tapes) - Oπτικοί Δίσκοι (Οptical Disks) - Μνήμες Flash - Συσκευές Εισόδου - Πληκτρολόγιο (Keyboard) - Λοιπές συσκευές εισόδου - Συσκευές Εξόδου - Η οθόνη - O εκτυπωτής

Δίκτυα Υπολογιστών - Τοπολογία Αρτηρίας - Τοπολογία Δακτυλίου - Τοπολογία Αστέρα - Συγχρονισμός των δικτύων - CSMA / CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) - Token Based

Αξιολόγηση¶

Γραπτές εξετάσεις στην Ελληνική γλώσσα με μίγμα από ασκήσεις πολλαπλής επιλογής, σύντομης ανάπτυξης και επίλυσης προβλημάτων.

Οι λύσεις των θεμάτων είναι προσβάσιμη από τους φοιτητές μετά τις εξετάσεις.

Βιβλιογραφία¶

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΑΚΕΣ ΠΑΡΑΔΟΣΕΙΣ ΣΤΗΝ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ (ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΑΚΕΣ ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ), Χ. ΒΕΡΓΟΣ
ΕΓΧΕΙΡΙΔΙΟ ΧΡΗΣΗΣ ΑΤ91 (ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΑΚΕΣ ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ), Χ. ΒΕΡΓΟΣ
ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ, Δ. ΝΙΚΟΛΟΣ
ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ, BEHROUZ FOROUZAN, FIROUZ MOSHARRAF
Η ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ: ΜΙΑ ΟΛΟΚΛΗΡΩΜΕΝΗ ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ, J. GLENN BROOKSHEAR