Περιγραφή

Στο μάθημα εξηγείται η δομή, η αρχιτεκτονική και η εσωτερική λειτουργία μικροϋπολογιστικών συστημάτων και επιτυγχάνεται η εκμάθηση της χρήσης τους μέσω εντολών κατάλληλου επιπέδου. Επίσης ο σπουδαστής μαθαίνει να πραγματοποιεί συστηματικά αναπαράσταση δεδομένων και να ασκεί έλεγχο σε επιμέρους τμήματα (π.χ. κεντρική μονάδα επεξεργασίας) μέσω κατάλληλης χρήσης του συστήματος διευθυνσιοδότησης. Δίδονται γνώσεις επάνω στη διασύνδεσή με περιφερειακές συσκευές καταδεικνύοντας έτσι την ευρύτερη χρησιμότητά των.

Με το μάθημα αυτό παρέχεται στο σπουδαστή θεωρητική γνώση και πρακτική εμπειρία εφόσον εκτός των λειτουργιών παρέχεται και γνώση επάνω στα ολοκληρωμένα κυκλώματα εξ ων αποτελείται. Το μάθημα φιλοδοξεί να καταστήσει τους σπουδαστές ικανούς να προγραμματίζουν μικροϋπολογιστές και να τους διασυνδέουν με περιφερειακές συσκευές κάνοντας τους έτσι χρήσιμους για πλήθος εφαρμογών τις οποίες θα συναντήσουν κατά τη διάρκεια του επαγγέλματος των.

Ταυτότητα Μαθήματος
  • Κωδικός: EE129
  • Εκπαιδευτές: Π. Παπάζογλου
  • Σχολή - Τμήμα: Σ.Τ.ΕΦ. - Ηλεκτρολόγων Μηχανικών ΤΕ
  • Τύπος: Προπτυχιακό
  • Πρόσβαση στο μάθημα: Ελεύθερη (χωρίς εγγραφή)
  • Χρήστες: 219 εγγεγραμμένοι

Εργαλεία Επικοινωνία με τους εκπαιδευτές   Προσθήκη στους σελιδοδείκτες   Ροή RSS 

Θεματικές Ενότητες Μαθήματος

1. Εισαγωγή στους Μικροϋπολογιστές.

Εισαγωγή στους Μικροϋπολογιστές. Παραδείγματα χρήσης. Δυαδικό Σύστημα Αρίθμησης, Οκταδικό Σύστημα Αρίθμησης, Δεκαεξαδικό  Σύστημα Αρίθμησης, Λογικές Πύλες, Κωδικοποίηση, Κώδικας ASCII, Αποκωδικοποιητές, Μνήμες, Καταχωρητές 

2. Δομή και αρχιτεκτονική μικροϋπολογιστικού συστήματος

Ιστορική αναδρομή της εξέλιξης μικροϋπολογιστή και βασικές χρήσεις του. Δομή και αρχιτεκτονική μικροϋπολογιστικού συστήματος με επισκόπηση της λειτουργίας των επιμέρους μονάδων (CPU, μνήμη, κυκλώματα ελέγχου, διαύλων και εισόδων εξόδων).

3. Ανάλυση Εσωτερικής Αρχιτεκτονικής μΗ/Υ

Ανάλυση της Κεντρικής Μονάδας Επεξεργασίας, Ανάλυση της μονάδας ελέγχου, Μικρολειτουργίες, μικροπρογραμματισμός, Αριθμητική & Λογική Μονάδα 

4. Ουρές Αναμονής/Σωρός

Ουρές Αναμονής. Ανάλυση σωρού. Χρήση και υπερχείλιση. Εντολές Ελέγχου μΗ/Υ-παραδείγματα.

5. Εισαγωγή στα Υποσυστήματα Μνήμης

Είδη Μνήμης. Ιστορική Αναδρομή. Παράδειγμα εσωτερικής οργάνωσης στατικής μνήμης SRAM. Διαγράμματα χρονισμού μνήμης SRAM. Παράδειγμα εσωτερικής οργάνωσης δυναμικής μνήμης DRAM. Διαγράμματα χρονισμού μνήμης DRAM. Παράδειγμα εσωτερικής οργάνωσης επαναπρογραμματισζόμενης μνήμης EPROM. Παράδειγμα εσωτερικής οργάνωσης μνήμης FLASH. 

6. Σύστημα Διευθυνσιοδότησης Μνήμης

Σύστημα διευθυνσιοδότησης (Άμεσος τρόπος αναφοράς, απ'ευθείας αναφορά, έμμεση αναφορά, δεικτοδοτημένη αναφορά, αναφορά μέσω καταχωρητών βάσης και δείκτη). Τεχνικές διασύνδεσης μνήμης με διαύλους συστήματος (address bus, data bus, control bus).

7. Εντολές Assembly

Συστηματική παρουσίαση των εντολών assembly. Διαγράμματα ροής. 

8. Σχεδίαση και εκτέλεση προγραμμάτων/Παραδείγματα

Διαδικασίες σχεδίασης, υλοποίησης, προετοιμασίας και εκτέλεσης προγραμμάτων. Πρακτικές εφαρμογές μέσω εντολών και διαγραμμάτων ροής.

9. Ιεραρχίες μνήμης-Ι

Ιεραρχίες μνήμης. Σύστημα απεικόνισης μνήμης. Χάρτης μνήμης. 

10. Ιεραρχίες μνήμης-ΙΙ

Ασκήσεις με χάρτη μνήμης και σχηματικά διαγράμματα για τη διασύνδεση ενός μικροϋπολογιστικού συστήματος με ιεραρχίες μνήμης.

11. Διασύνδεση με περιφερειακές συσκευές και λειτουργία I/O

Διασύνδεση με περιφερειακές συσκευές και λειτουργία I/O (παράλληλη και σειριακή επικοινωνία και δικτύωση). Λειτουργικά συστήματα (διαχείριση μνήμης, διαχείριση αρχείων, περιφερειακά). Συστήματα διακοπών (interrupts) και επερώτησης (polling). DMA.

12. Μέθοδοι παράλληλης μεταφοράς δεδομένων

Μέθοδοι παράλληλης μεταφοράς δεδομένων & επικοινωνίας με περιφερειακές συσκευές (χωρίς συνθήκη, απλού παλμού, απλή χειραψία, διπλή χειραψία). Διαγράμματα Χρονισμού. 

13. Προγραμματιζόμενες Θύρες Ε/Ε & Διασύνδεση

Πρακτική υλοποίηση μικροϋπολογιστή – τυπικά ολοκληρωμένα κυκλώματα. Ασκήσεις διασύνδεσης μικροϋπολογιστικού συστήματος με ιεραρχίες μνήμης και περιφερειακές συσκευές. 

14. Αισθητήρες -Δίκτυα Αισθητήρων.

Εισαγωγή. Απαιτήσεις - Περιορισμοί. Εφαρμογές. Δρομολόγηση σε Δίκτυα Αισθητήρων. Ασφάλεια σε Δίκτυα Αισθητήρων.