Στόχος Μαθήματος

Να εισάξει τον φοιτητή σε βασικές έννοιες της Οργάνωσης Ηλεκτρονικών Υπολογιστών.

Μαθησιακά Αποτελέσματα

Οι φοιτητές να γνωρίζουν σε βάθος τις βασικές γνώσεις οργάνωσης και δομής Η/Υ, δομής μικρό-επεξεργαστών και μνήμης Η/Υ, καθώς και να προσδιορίζουν μεθοδολογίες για βελτίωση απόδοσης επεξεργαστών.

Περιεχόμενο Μαθήματος

Το μάθημα παρουσιάζει με λεπτομέρεια τη βασική δομή λειτουργίας των υπολογιστικών συστημάτων με έναν επεξεργαστή, και κάνει εισαγωγή στη μηχανική υπολογιστών. Παρουσιάζει τα βασικά δομικά στοιχεία ενός υπολογιστικού συστήματος: αριθμητικές και λογικές μονάδες, μονάδες ελέγχου (FSM-based), σύστημα μνήμης, σύστημα εισόδου/εξόδου, δίαυλος δεδομένων. Παρουσιάζει το δυαδικό αριθμητικό σύστημα, αριθμητικά συμπληρώματα του ένα και του δύο, αριθμητική κινούμενου σημείου, υπερχείλιση και υπορροή, πρόσθεση, αφαίρεση, διαίρεση και πολλαπλασιασμός. Παρουσίαση της Κεντρικής Μονάδας Επεξεργασίας RISC χρησιμοποιώντας σαν βάση την αρχιτεκτονική MIPS. Αρχιτεκτονική του Συνόλου Εντολών RISC (Instruction Set Architecture - ISA). Προγραμματισμός Assembly σε MIPS. Διασωλήνωση, έλεγχος δεδομένων και δομικοί κίνδυνοι. Χειρισμός διακοπών και εξαιρέσεων. RAM, οργάνωση κρυφής μνήμης (άμεση απεικόνιση και σύζευξη) και ιδεατή μνήμη. Μέτρηση απόδοσης και βελτιώσεις στην Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας, πρόβλεψη διακλάδωσης, αναδιοργάνωση εντολών συμβολικής γλώσσας Αssembly. Συστήματα αποθήκευσης όπως δίσκοι και οπτικά μέσα. Το μάθημα περιλαμβάνει εβδομαδιαίο εργαστήριο για πρακτική εξάσκηση στην γλώσσα Αssembly στην Αρχιτεκτονική του Συνόλου Εντολών MIPS.