ΗΥ-120: Ψηφιακή Σχεδίαση
Φθινόπωρο 2005
Τμ. Επ. Υπολογιστών
© Πανεπιστήμιο Κρήτης

ΗΥ-120  -  Ψηφιακή Σχεδίαση:
Περιγραφή του Μαθήματος

[Welcome to U.Crete and CS-120]
[Lab Sessions]
[printer version - PDF]
[0. Introduction - Lectures & Labs]

Στόχος του Μαθήματος:

Οι υπολογιστές (τόσο οι αυτόνομοι όσο και οι ενσωματωμένοι σε άλλες μηχανές, όπως αυτοκίνητα, τηλεοράσεις, κλπ), τα δίκτυα (όπως το Internet), και οι τηλεπικοινωνίες (τηλέφωνα, κινητά, ασύρματοι, κλπ) είναι όλα κατασκευασμένα, σήμερα πιά, από μικροηλεκτρονικά chips που στην συντριπτική τους πλειοψηφία είναι ψηφιακά. Αυτό το μάθημα μιλάει γιά τα ψηφιακά συστήματα --γιά τη βάση δηλαδή όλης της σύγχρονης τεχνολογίας της πληροφορίας.

Ο στόχος του μαθήματος είναι να διδάξει στη νέα φοιτήτρια και το νέο φοιτητή των υπολογιστών το τι είναι ψηφιακό κύκλωμα, τις βασικές και απαραίτητες έννοιες και στοιχεία της ψηφιακής σχεδίασης, και πώς με αυτά μπορεί να φτιάξει κανείς ένα σημαντικό και κεντρικό παράδειγμα ψηφιακού κυκλώματος: έναν απλούστατο υπολογιστή. Βέβαια, ο υπολογιστής που θα φτιάξουμε θα είναι υπεραπλουστευμένος (γι' αυτό και τραγικά αργός) αλλά παρ' όλα αυτά θα είναι ένας υπολογιστής!

Η συνέχεια του μαθήματος αυτού είναι το μάθημα "Οργάνωση Υπολογιστών" (ΗΥ-225), στο εαρινό εξάμηνο του 2ου έτους, όπου ο φοιτητής θα ακούσει γιά το πώς είναι οι πραγματικοί σημερινοί υπολογιστες (όχι οι εδώ υπεραπλουστευμένοι), πώς είναι η γλώσσα μηχανής τους, η κατασκευή του επεξεργαστή και της μνήμης τους, και πώς λειτουργεί η επικοινωνία τους με τον έξω κόσμο. Το παρόν μάθημα (ΗΥ-120) και το ΗΥ-225 είναι τα δύο μαθήματα "κορμού" (υποχρεωτικά) του Τμήματός μας στην περιοχή του υλικού (hardware) των υπολογιστών και εν γένει των ψηφιακών συστημάτων, και διδάσκουν όσα όλοι οι απόφοιτοι πληροφορικής πρέπει να ξέρουν από αυτή την περιοχή, σαν ελάχιστη βασική γνώση. Γιά αυτούς που επιθυμούν να μάθουν περισσότερα γύρω από το υλικό (hardware), υπάρχουν τα μαθημάτα επιλογής Ε4 (και ένα Ε1):

Περιεχόμενο του Μαθήματος:

Εργαστήριο:

Το μάθημα περιλαμβάνει εβδομαδιαίες δίωρες εργαστηριακές ασκήσεις με χρήση breadboard, διακοπτών, LED, ηλεκτρονόμων, chips (TTL, CMOS), και ενός απλού datapath ενός υπολογιστή τύπου συσσωρευτή με δύο χωριστές μνήμες (IMEM, DMEM) και πλήθος ενδείκτικών λυχνιών 7-segment γιά την παρακολούθηση της κατάστασής του, το οποίο οι φοιτητές μετατρέπουν σε στοιχειώδη υπολογιστή υλοποιώντας τον έλεγχό του στο breadboard.
Altera Corporation Ευχαριστούμε θερμά την εταιρεία Altera (University Program) γιά τη δωρεά υλικών αξίας 10 χιλιάδων Ευρώ προς το εργαστήριο του μαθήματος.
We deeply appreciate Altera University Program's donation of 10 thousand Euro worth of hardware to this course's lab.

Πρόγραμμα Διδασκαλίας, Εξέτασης Προόδου:

Βαθμολογία:

Βαθμός εργαστηρίου κάτω του 4.0 ή βαθμός τελικής εξέτασης κάτω του 3.5 προκαλεί αποτυχία στο μάθημα. Οι εξετάσεις (προόδου & τελική) είναι με κλειστές σημειώσεις. Κάθε αντιγραφή τιμωρείται αυστηρά. Συνιστάται ένθερμα στους εγγεγραμμένους στο μάθημα να διαβάζουν το μάθημα καθ' όλη τη διάρκεια του εξαμήνου --όχι μόνο κατά την εξεταστική περίοδο-- και να το περάσουν κατά την Α' εξεταστική περίοδο --η εμπειρία του διδάσκοντα δείχνει ότι τα μαθήματα περνιούνται πολύ ευκολότερα τότε, όταν η ύλη είναι ακόμη φρέσκια στη μνήμη.

Διδάσκων, Βοηθοί:

Ηλεκτρονική Επικοινωνία:

Βιβλίο:

Στους φοιτητές που εγγράφονται στο μάθημα γιά πρώτη φορά θα δοθεί το βιβλίο:
Το βιβλίο αυτό καλύπτει τα περισσότερα θέματα του μαθήματος, εκτός --κυρίως-- τους ηλεκτρονόμους, τα διφασικά ρολόγια, και αρκετά παραδείγματα που θα χρησιμοποιήσουμε --ιδιαίτερα το παράδειγμα απλού επεξεργαστή του μαθήματος. Από την άλλη, το μάθημα δεν θα καλύψει ορισμένα θέματα του βιβλίου. Επίσης, το μάθημα θα επιμείνει λιγότερο απ' όσο το βιβλίο σε αρκετά ειδικευμένα θέματα υλικού, τα οποία δεν είναι χρήσιμα στο γενικό ακροατήριο του μαθήματος, και που διδάσκονται στο ΗΥ-220 ή άλλα μαθήματα επιλογής. Γιά τους λόγους αυτούς, συνιστάται ένθερμα στους εγγεγραμμένους φοιτητές να παρακολουθούν ανελλειπώς τις διαλέξεις του μαθήματος, οι οποίες πιστεύεται ότι θα τους βοηθήσουν σημαντικά περισσότερο απ' όσο το βιβλίο στην κατανόηση των εννοιών και της χρήσης τους. Επίσης, βοήθημα θα αποτελέσουν και οι λεπτομερείς εκφωνήσεις των εργαστηριακών ασκήσεων. Ένα άλλο, αρκετά παρόμοιο βιβλίο, που χρησιμοποιείται διεθνώς σε αρκετά Πανεπιστήμια και που επίσης υπάρχει σε Ελληνική μετάφραση, είναι το: Stephen Brown, Zvonko Vranesic: "Fundamentals of Digital Logic with VHDL Design", (McGraw Hill, 2000, ISBN 0-07-012591-0), Ελληνική μετάφραση: Εκδόσεις Τζιόλα, 2001, ISBN 960-8050-50-2.

Φοιτητές που είχαν ξανάγραφτεί στο μάθημα και προηγούμενες χρονιές έχουν ήδη το βιβλίο: M. Morris Mano: "Ψηφιακή Σχεδίαση", δεύτερη έκδοση, Prentice Hall Int. (1991), Ελληνική μετάφραση Απ. Τραγανίτη, εκδόσεις Παπασωτηρίου (1992), ISBN 960-7182-01-4. Το βιβλίο αυτό επαρκεί γιά να τους καλύψει τις ανάγκες του μαθήματος.


[Welcome to U.Crete and CS-120]
[Lab Sessions]
[printer version - PDF]
[0. Introduction - Lectures & Labs]

Up to the Home Page of CS-120
 
© copyright University of Crete, Greece.
last updated: 4 Oct. 2005, by M. Katevenis.