Ders Adı Kodu Yarıyıl T+U Saat Kredi AKTS
Bilgisayar Mimarisi ve Organizasyonu BSE 306 6 3 + 0 3 5
Ön Koşul Dersleri
Önerilen Seçmeli Dersler
Dersin Dili Türkçe
Dersin Seviyesi Lisans
Dersin Türü Zorunlu
Dersin Koordinatörü
Dersi Verenler
Dersin Yardımcıları
Dersin Kategorisi Diğer
Dersin Amacı Bu ders öğrencilerin; Merkezi işlem birimi iç ve dış çevre birimlerinin tasarım özelliklerini, sistem ve bellek organizasyonu prensiplerini, bilgisayar aritmetiğini ve adresleme yöntemlerini kavraması amacıyla tasarlanmıştır.
Dersin İçeriği 1. Performans kriterleri, uluslararası performans standartları, performans-maliyet analiz yöntemleri ve teknolojik eğilimler.
2. İşlemci tasarım yöntemleri, tasarım süreci, kapı seviyesi tasarımı, kayıtçı seviyesi tasarımı ve işlemci seviyesi tasarımı.
3. Boru hattı (pipeline) yapısı, çalışması, veri ve kontrol kayıpları, performans kayıpları, komut seviyesi paralellik, dinamik süreç (dynamic scheduling), dinamik donanım tahminleri ve derleyici desteği.
4. Temel tamsayı aritmetiği, sayısal gösterimler, kayan noktalı (floating point) aritmetik, aritmetik işlem hızlandırma birimleri, çarpma ve bölme işlemlerini hızlandırma, aritmetik mantık birimi tasarımı, komut seti format ve tipleri, komut seti kodlama ve kod çözme teknikleri, bellek adresleme yöntemleri, donanımsal kontrol, mikroprogramlı kontrol ve pipeline kontrol.
5. Bellek teknolojileri (DDR, SDRAM, RDRAM), önbellek (cache) yapısı, çalışması ve performansı etkileyen unsurlar, ana bellek, sanal bellek, bellek hiyerarşisi tasarımı, bellek performans analizi, depolama aygıtları, iç ve dış veriyolları, giriş/çıkış hız performansları, güvenilirlik, RAID teknolojisi, işletim sistemi ile etkileşim, hata bulma ve düzeltme sistemleri.
6. Süper ölçekli (superscaler) ve süper işhatlı (workline) işlemciler, paralel işlem türleri, paralel işlem sistemleri, senkronizasyon, ortak bellek kullanım teknikleri ve vektör işlemciler.
# Ders Öğrenme Çıktıları Öğretim Yöntemleri Ölçme Yöntemleri
1 Bilgisayarların performans kriterlerini açıklar. Anlatım, Soru-Cevap,
2 İşlemci tasarım yöntemlerini tanımlar. Anlatım, Soru-Cevap, Beyin Fırtınası,
3 İşlemci performansını artıran birimleri tasarlayabilir. Anlatım, Soru-Cevap, Beyin Fırtınası, Tartışma,
4 İşlemci aritmetiği, komut seti, kontrol, ve adresleme yöntemleri tasarım prensiplerini açıklar. Anlatım, Soru-Cevap, Beyin Fırtınası,
5 Bellek organizasyonu ve depolama sistemlerinin özelliklerini karşılaştırır. Anlatım, Soru-Cevap, Beyin Fırtınası, Grupla Çalışma,
6 Paralel işlemci mimarilerini açıklar. Anlatım, Soru-Cevap, Beyin Fırtınası, Grupla Çalışma,
Hafta Ders Konuları Ön Hazırlık
1 Temel Bilgisayar Mimarisi ve Kavramları
2 Bilgisayar ve Mikroişlemcilerin Gelişimi ve Kısa Tarihi
3 Performans Ölçütleri ve Terimleri
4 Assembly Komut Yapıları ve Tasarımı-1
5 Assembly Komut Yapıları ve Tasarımı-2
6 Aritmetik İşlem Birim ve Yapıları-1
7 Aritmetik İşlem Birim ve Yapıları-2
8 Veriyolu Tasarımı ve Kontrol
9 Pipeline Tekniği (ILP)
10 Arasınav
11 Bellek Hiyerarşisi, Ön ve Sanal Bellek
12 Bellek Yönetimi
13 G/Ç ve Arayüz Tasarımı
14 Paralel işlemciler
Kaynaklar
Ders Notu Bilgisayar Mimarisi ve Organizasyonu Sakarya Üniversitesi, Ders Notu
Ders Kaynakları Computer Organization & Design: The Hardware/Software Interface by D. A. Patterson and J. L. Hennessy
Tanebaum, A.S., "Structured Computer Organization",4th Edition, Prentice Hall
Computer Architecture: A Quantitative Approach: 4th Edition by J. L. Hennessy and D. A. Patterson
Stallings, W., "Computer Organization & Architecture", 6th Edition, Prentice Hall
Sıra Program Çıktıları Katkı Düzeyi
1 2 3 4 5
1 Bilgisayar teknolojisi alanında araştırma ve uygulamaya yönelik güncel bilgi ve becerilere sahip olmak. X
2 Bilgisayar teknolojisi ile ilgili eğitim araç ve gereçleri etkin kullanabilmek. X
3 Bilgisayar teknolojisi ile ilgili konularda eğitim programı geliştirebilmek, bunları yazılı ve sözlü olarak uygulayabilecek iletişim yeteneğine sahip olmak.
4 Bilgisayar teknolojisi alanında projelendirme, tasarlama ve uygulama çalışmalarını gerek bağımsız olarak ve gerekse ortak zeminlerde yürütme bilgi ve becerilere sahip olmak. X
5 Bilgisayar teknolojisi alanında bilimsel ve toplumsal sorunlar karşısında sorgulayıcı, yorumlayıcı, çözüme katkı sağlayıcı ve etik denetime açık yaklaşımlara sahip olmak. X
6 Çevre bilincine sahip olmak, bunu uygulamak ve yaygınlaştırmak. X
7 Toplumla ve çeşitli toplum örgütleriyle etkin bir şekilde çalışabilmek. X
8 Sorumluluğu altında çalışanların mesleki gelişimine ve sosyal haklarının korunmasına yönelik etkinlikleri planlayıp yönetebilmek, onların küresel ölçekte sorumlu bireyler olarak yetişmesine katkıda bulunmak. X
9 Kendi kendine ve hayat boyu öğrenim ilkelerini benimsemek. X
10 Bilgisayar teknolojisi alanında profesyonel gelişimlerini sürdürebilmek ve farklı uygulamaları yerinde inceleyebilmek üzere ulusal/uluslararası hareketlilik ve ortaklık faaliyetlerinde bulunmak. X
# Ders Öğrenme Çıktılarının Program Çıktılarına Katkısı PÇ 1 PÇ 2 PÇ 3 PÇ 4 PÇ 5 PÇ 6 PÇ 7 PÇ 8 PÇ 9 PÇ 10
1 Bilgisayarların performans kriterlerini açıklar.
2 İşlemci tasarım yöntemlerini tanımlar.
3 İşlemci performansını artıran birimleri tasarlayabilir.
4 İşlemci aritmetiği, komut seti, kontrol, ve adresleme yöntemleri tasarım prensiplerini açıklar.
5 Bellek organizasyonu ve depolama sistemlerinin özelliklerini karşılaştırır.
6 Paralel işlemci mimarilerini açıklar.
Değerlendirme Sistemi
Yarıyıl Çalışmaları Katkı Oranı
1. Ara Sınav 60
1. Kısa Sınav 5
1. Ödev 30
2. Kısa Sınav 5
Toplam 100
1. Yıl İçinin Başarıya 50
1. Final 50
Toplam 100
AKTS - İş Yükü Etkinlik Sayı Süre (Saat) Toplam İş Yükü (Saat)
Ders Süresi (Sınav haftası dahildir: 16x toplam ders saati) 16 3 48
Sınıf Dışı Ders Çalışma Süresi(Ön çalışma, pekiştirme) 16 1 16
Ara Sınav 1 20 20
Ödev 1 10 10
Final 1 20 20
Toplam İş Yükü 114
Toplam İş Yükü / 25 (Saat) 4,56
Dersin AKTS Kredisi 5