Μαθήματα 2oυ Εξαμήνου

Κορμού

ΨΣ-201 Αρχιτεκτονικές Υπολογιστών [Κ] Α. Μηλιώνης , Ε. Λ. Μακρή

Μαθησιακά Αποτελέσματα

Στόχος του μαθήματος είναι η εξοικείωση των φοιτητών με τη δυαδική λογική, τις βασικές ­μεθόδους και διαδικασίες σχεδίασης ψηφιακών κυκλωμάτων καθώς και με τα βασικά χαρακτηριστικά και οργάνωση των δομικών μονάδων ενός Υπολογιστικού Συστήματος.

Με την ολοκλήρωση του μαθήματος οι φοιτητές θα αποκτήσουν θεμελιώδεις γνώσεις στη Λογική Σχεδίαση και την Αρχιτεκτονική Υπολογιστών (βλ. Περιεχόμενο Μαθήματος) που επιτρέπουν την κριτική εμβάθυνση στο ευρύτερο επιστημονικό πεδίο της Αρχιτεκτονικής Υπολογιστών, περιλαμβανομένων των μικροεπεξεργαστικών και μικροϋπολογιστικών συστημάτων.

Οι φοιτητές θα έχουν τη δυνατότητα:

  • να εκτελούν αριθμητικούς υπολογισμούς στα αριθμητικά συστήματα και στα πρότυπα αναπαράστασης αριθμών που απαντώνται στην Αρχιτεκτονική των Υπολογιστών.
  • να σχεδιάζουν, βελτιστοποιούν, υλοποιούν και αναλύουν σύνθετα συνδυαστικά και ακολουθιακά κυκλώματα με πλήθος δομικών στοιχείων (πύλες, κυκλώματα SSI και MSI, πολυπλέκτες, flip-flops κλπ).
  • να αξιολογούν την επίδοση των δομικών στοιχείων της Αριθμητικής και Λογικής Μονάδας της Κεντρικής Μονάδας Επεξεργασίας.
  • να αξιολογούν και συγκρίνουν την επίδοση υπολογιστικών συστημάτων λαμβάνοντας υπόψη τη δομή και οργάνωσή τους, περιλαμβανομένης της ιεραρχίας μνήμης, της θετικής επίδρασης της κρυφής μνήμης, και βαθμίδων μερικώς επικαλυπτόμενων λειτουργιών.
  • να αποφασίσουν τη δομή της ιεραρχίας μνήμης του υπολογιστικού συστήματος για τη βελτίωση της επίδοσής του, λαμβάνοντας υπόψη το κόστος.
  • να υλοποιούν αποδοτικά προγράμματα με χρήση γλωσσών προγραμματισμού λαμβάνοντας υπόψη την απεικόνισή τους στο επίπεδο της αρχιτεκτονικής του υλικού.
  • να υλοποιούν και αναλύουν προγράμματα σε συμβολική γλώσσα σε διαφορετικές αρχιτεκτονικές συνόλου εντολών (αρχιτεκτονικές στοίβας, συσσωρευτή, καταχωρητή-μνήμης, καταχωρητή-καταχωρητή).
  • να υλοποιούν βελτιστοποιημένα προγράμματα σε συμβολική γλώσσα για επεξεργαστές μερικών επικαλυπτόμενων λειτουργιών.

Περιεχόμενα

  • Εισαγωγή: Ψηφιακά Συστήματα, Ιστορικά Στοιχεία.
  • Αριθμητικά Συστήματα: Δυαδικό, Οκταδικό, Δεκαεξαδικό, Μετατροπές μεταξύ Συστημάτων.
  • Πράξεις στο Δυαδικό Σύστημα, Χρήση Συμπληρωμάτων, Δυαδικοί Κώδικες.
  • Λογικές Πύλες. Άλγεβρα Boole (Αξιώματα – Λογικές Πράξεις).
  • Πίνακες Αληθείας, Χάρτες Karnaugh για απλοποίηση λογικών παραστάσεων, παραδείγματα σχεδίασης συνδυαστικών λογικών κυκλωμάτων, υλοποίηση συνδυαστικών κυκλωμάτων με πύλες NAND/NOR/κυκλώματα SSI/MSI/πολυπλέκτες.
  • Εισαγωγή στα Σύγχρονα Ακολουθιακά Κυκλώματα. Flip – Flops (D, T, RS και JK-type).
  • Σχεδίαση Μετρητών – Καταχωρητών – Καταχωρητών Ολίσθησης.
  • Διαδικασία Σχεδίασης και Ανάλυσης Σύγχρονων Ακολουθιακών Kυκλωμάτων.
  • Δομή, Οργάνωση και Λειτουργία Υπολογιστών, Von Neumann Αρχιτεκτονική.
  • Μορφές Αναπαράστασης Δεδομένων (Σταθερή και Κινητή Υποδιαστολή).
  • Αρχιτεκτονικές Συνόλου Εντολών, Συμβολική Γλώσσα.
  • Οργάνωση και Λειτουργία Κεντρικής Μονάδας Επεξεργασίας. Μονάδα Ελέγχου.
  • Ιεραρχία Μνήμης, Τύποι Διευθυνσιοδότησης, Σχεδίαση και Διευθυνσιοδότηση Μνημών Τυχαίας Προσπέλασης, Διασύνδεση Μνήμης με την Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας.
  • Ιδεατή Μνήμη, Σελιδοποίηση, Τμηματοποίηση.
  • Κρυφή Μνήμη, Τεχνικές Οργάνωσης Κρυφής Μνήμης.
  • Αξιολόγηση Επίδοσης Υπολογιστών.
  • Επεξεργαστές Μερικών Επικαλυπτόμενων Λειτουργιών (pipeline).
Περισσότερα »

ΨΣ-002 Μαθηματική Ανάλυση ΙΙ [Κ] Μ. Φιλιππάκης

Μαθησιακά Αποτελέσματα

Στόχος του μαθήματος είναι η εξοικείωση των φοιτητών με τα θεμελιώδη μαθηματικά αντικείμενα και μοντέλα, που απαντώνται στη θεμελίωση και στην εφαρμογή της επιστήμης των υπολογιστών, όσο και με βασικές μεθόδους εξαγωγής συμπερασμάτων για τα αντικείμενα αυτά. Το μάθημα υποστηρίζει άμεσα τα περισσότερα αντικείμενα και μαθήματα του προγράμματος σπουδών: Ας σημειωθεί πως κατά τη διάρκεια του μαθήματος συζητούνται συγκεκριμένα παραδείγματα εφαρμογής σε κάποια από τα παραπάνω αντικείμενα με χρήση νέων Τεχνολογιών με τη βοήθεια προγραμμάτων όπως είναι το Matlab, το Octave.

Μετά την επιτυχή παρακολούθηση αυτού του μαθήματος, οι φοιτητές αναμένεται να έχουν αποκτήσει τις βασικές γνώσεις της Ανάλυσης σχετικά με τις συναρτήσεις γάμμα και βήτα, τον μετασχηματισμό Laplace, τις ακολουθίες και σειρές συναρτήσεων, τις συναρτήσεις δύο ή περισσότερων μεταβλητών (παραγώγιση, ολοκλήρωση), τις σειρές, τα ολοκληρώματα και τον μετασχηματισμό Fourier, που είναι απαραίτητες στην Πληροφορική. Συμπερασματικά οι φοιτητές μέσα από την διαδικασία του μαθήματος αναπτύσσουν μαθηματική σκέψη και αναλύουν, προσαρμόζουν τις αποκτηθείσες γνώσεις τους ώστε να τις εφαρμόζουν σε ποικίλα θέματα του επιστημονικού πεδίου σπουδών ή και του επαγγελματικού πεδίου, καθώς και για να αποκτήσουν νέα γνώση. Επιπλέον μαθαίνουν να επιλύουν σύνθετα ή νέα προβλήματα του επιστημονικού πεδίου σπουδών τους, αναπτύσσοντας ολοκληρωμένες, καθώς και δημιουργικές ή καινοτόμες λύσεις και προσεγγίσεις, ενώ παράλληλα υποστηρίζουν τις λύσεις και απόψεις τους με τρόπο μεθοδικό και επιστημονικό. Τέλος μαθαίνουν να αναλύουν και επιλέγουν με τρόπο κριτικό και υπεύθυνο τις ιδέες και τις πληροφορίες για τα στοιχεία εκείνα τα οποία τους αφορούν.

Περιεχόμενα

  • Γενικευμένα Ολοκληρώματα (Α είδους, Β είδους, Μικτού είδους)
  • Βήτα συνάρτηση – Γάμμα συνάρτηση και εφαρμογές. Συνάρτηση Bessel και εφαρμογές σε δίκτυα-κρυπτογραφία
  • Μετασχηματισμός Laplace-Μετασχηματισμός Z. Επίλυση διαφορικών εξισώσεων με χρήση μετασχηματισμού Laplace και μετασχηματισμού Ζ. Εφαρμογές αυτών.
  • Διανυσματικές συναρτήσεις-συναρτήσεις πολλών μεταβλητών. Όριο και συνέχεια διανυσματικών συναρτήσεων
  • Ακρότατα συναρτήσεων δύο και τριών μεταβλητών με ή χωρίς δεύσμευση. Πολλαπλασιαστές Lagrange και εφαρμογές σε δίκτυα και σε προβλήματα βελτιστοποίησης σε θεωρία πληροφορίας
  • Διπλό ολοκλήρωμα-κλασικοί μετασχηματισμοί. Θεωρία αλλαγής μεταβλητών. Τριπλό ολοκλήρωμα-κλασικοί μετασχηματισμοί (σφαιρικές-κυλινδρικές συντεταγμένες)-εφαρμογές
  • Ακολουθίες και σειρές συναρτήσεων. Σειρές Taylor και ιδιότητες.
  • Θεωρία Fourier. Τριγωνομετρική σειρά Fourier, Μετασχηματισμοί Fourier-Ολοκλήρωμα Fourier
  • Θεωρία καμπυλών (κλίση-περιστροφή-απόκλιση). Διανυσματικό πεδίο-συντηρητικό πεδίο και εφαμογές
  • Επικαμπύλια ολοκληρώματα (α είδους, β είδους) , θεώρημα Green-Επιφανειακά ολοκληρώματα (α είδους, β είδους) θεώρηματα Gauss, Stokes και εφαρμογές.
Περισσότερα »

ΨΣ-004 Διακριτά Μαθηματικά [Κ] Ο. Τελέλης

Μαθησιακά Αποτελέσματα

Στα πλαίσια του μαθήματος διδάσκονται ορισμοί, μαθηματικά αποτελέσματα, θεμελιώδεις μέθοδοι λογισμού και θεωρητικής εξαγωγής συμπερασμάτων, σχετικά με βασικά διακριτά μαθηματικά αντικείμενα και μοντέλα, που απαντώνται στη θεμελίωση και στην εφαρμογή της επιστήμης των υπολογιστών. Επιπλέον, επεξηγούνται οι απαραίτητες συνδέσεις των διακριτών μαθηματικών με γνωστικά αντικείμενα της επιστήμης των υπολογιστών.

Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος, ο φοιτητής/τρια θα είναι σε θέση:

  • να γνωρίζει βασικές μεθόδους ανάλυσης των διακριτών μαθηματικών (ενδεικτικά: μαθηματική επαγωγή, συνδυαστική απαρίθμηση, επίλυση αναδρομικών σχέσεων, θεωρία γραφημάτων).
  • να επιλέγει τις κατάλληλες μαθηματικές έννοιες και αναπαράστασεις για το εκάστοτε πρόβλημα που καλείται να επιλύσει (σχεδιασμός αλγορίθμου, προγραμματισμός, ανάλυση δικτύου, μελέτη κρυπτογραφικού πρωτοκόλλου, σχεδιασμός βάσης δεδομένων).
  • να επιλέγει την κατάλληλη μαθηματική μέθοδο ανάλυσης της επίδοσης και της ορθότητας του εκάστοτε μοντέλου που υλοποιεί για το πρόβλημα που μελετά.

Περιεχόμενα

  • Σύνολα, Συναρτήσεις, Ακολουθίες.
  • Μαθηματική Επαγωγή.
  • Στοιχεία Θεωρίας Αριθμών.
  • Συνδυαστική Απαρίθμηση.
  • Αναδρομικές Σχέσεις.
  • Γεννήτριες Συναρτήσεις.
  • Τάξη των Συναρτήσεων.
  • Σχέσεις και Ιδιότητες.
  • Στοιχεία Θεωρίας Γραφημάτων.
  • Στοιχεία Θεωρίας Υπολογισμού.
Περισσότερα »

ΨΣ-012 Στοχαστικές Ανελίξεις [Κ] Α. Αλεξίου

Μαθησιακά Αποτελέσματα

Στόχος του μαθήματος είναι η εμπέδωση στοχαστικών ανελίξεων με έμφαση σε εφαρμογές στις τηλεπικοινωνίες.

Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος, ο φοιτητής/τρια θα διαθέτει προχωρημένες γνώσεις στο πεδίο των Στοχαστικών Ανελίξεων, οι οποίες συνεπάγονται κριτική κατανόηση θεωριών και αρχών στις επιστημονικές περιοχές των Πιθανοτήτων, Στοχαστικής Ανάλυσης, Στοχαστικής Μοντελοποίησης και σχεδιασμού σημάτων και συστημάτων με στοχαστική συμπεριφορά.

Οι φοιτητές θα έχουν τη δυνατότητα να μοντελοποιήσουν και να επεξεργαστούν προβλήματα με τα εργαλεία της Στοχαστικής Ανάλυσης. Μεταξύ των δεξιοτήτων που θα αποκτήσουν συμπεριλαμβάνονται η μοντελοποίηση, ερμηνεία, προσδιορισμός και χαρακτηρισμός ιδιοτήτων στοχαστικών συστημάτων και διαδικασιών και εφαρμογή των παραπάνω στη μελέτη προβλημάτων αναλύσης και σχεδίασης συστημάτων τηλεπικοινωνιών και δικτύων, ως συνάρτηση της φασματικής πυκνότητας ισχύος, του στοχαστικού μοντέλου του θορύβου, της παρουσίας παρεμβολών, για διαφορετικές περιπτώσεις καναλιού, δικτυακού φορτίου και άλλων παραμέτρων.

Περιεχόμενα

  • Ορισμός Στοχαστικών ανελίξεων, Συναρτήσεις μέσης τιμής, ροπές, συναρτήσεις αυτοσυσχέτισης και αυτοσυμμεταβλητότητας στοχαστικών ανελίξεων.
  • Χρονικοί μέσοι και εργοδοτικότητα.
  • Gaussian στοχαστικές ανελίξεις.
  • Πολλαπλές στοχαστικές ανελίξεις και συναρτήσεις ετεροσυσχέτισης και μεταβλητότητας.
  • Ανεξάρτητες και ασυχέτιστες στοχαστικές ανελίξεις.
  • Παραδείγματα Διακριτών Στοχαστικών Ανελίξεων.
  • Παραδείγματα Συνεχών Στοχαστικών Ανελίξεων.
  • Εισαγωγή στις Διαδικασίες Markov.
  • Ορισµοί οµογενούς διαδικασίας Poisson, Βασικά θεωρήµατα, Εφαρµογές.
  • Στατικότητα, Στατικότητα υπό την ευρεία έννοια, WSS Gaussian στοχαστικές ανελίξεις, Κυκλοστατικές στοχαστικές ανελίξεις.
  • Συνέχεια, παραγώγιση και ολοκλήρωση στοχαστικών ανελίξεων.
  • Χρονικές μέσες τιμές και εργοδικότητα.
  • Θόρυβος: Θόρυβος βολής, θερμικός θόρυβος, λευκός θόρυβος, ισοδύναμο εύρος ζώνης θορύβου.
  • Θόρυβος στενής ζώνης.
  • Μετάδοση στοχαστικής ανέλιξης μέσω γραμμικού φίλτρου.
  • Πυκνότητα φάσματος ισχύος.
Περισσότερα »

ΨΣ-502 Αντικειμενοστρεφής Προγραμματισμός [Κ] Α. Πρέντζα , Κ. Μούτσελος

Μαθησιακά Αποτελέσματα

Στόχος του μαθήματος είναι η εισαγωγή των φοιτητών στον αντικειμενοστρεφή τρόπο σκέψης για τη μοντελοποίηση και επίλυση προβλημάτων και στον αντικειμενοστρεφή προγραμματισμό (object oriented programming) και η εξοικείωσή τους με τις βασικές έννοιες της αντικειμενοστρεφούς γλώσσας προγραμματισμού Java. Πιο συγκεκριμένα, οι φοιτητές:

  • διδάσκονται τις βασικές έννοιες και τεχνικές που συνιστούν το υπόδειγμα του αντικειμενοστρεφούς προγραμματισμού,
  • αποκτούν δεξιότητες σχεδιασμού και κωδικοποίησης αλγορίθμων στη γλώσσα Java, και
  • αποκτούν την ικανότητα ανάπτυξης, αποσφαλμάτωσης, και ελέγχου προγραμμάτων σε ένα περιβάλλον προγραμματισμού.

Το μάθημα εισάγει τους φοιτητές στον αντικειμενοστρεφή προγραμματισμό (object oriented programming) χρησιμοποιώντας τη γλώσσα προγραμματισμού Java. Διδάσκονται οι βασικές έννοιες και τεχνικές που συνιστούν το υπόδειγμα του αντικειμενοστρεφούς προγραμματισμού. Μέσω της εκπόνησης κατάλληλα σχεδιασμένων εργαστηριακών ασκήσεων, οι φοιτητές αναμένεται να αποκτήσουν πρακτική εμπειρία στην ανάπτυξη προγραμμάτων σε Java.

Περιεχόμενα

  • Εισαγωγή στον Αντικειμενοστρεφή Προγραμματισμό
  • Βασικές έννοιες: κλάσεις, αντικείμενα, μηνύματα, μέθοδοι, έλεγχος πρόσβασης, κληρονομικότητα, πολυμορφισμός, αφηρημένες κλάσεις
  • Εισαγωγή στις κλάσεις και τα αντικείμενα σε Java
  • Προτάσεις ελέγχου στη Java
  • Μέθοδοι στη Java
  • Πίνακες στη Java
  • Πακέτα στη Java
  • Κληρονομικότητα στη Java
  • Πολυμορφισμός στη Java
  • Αφηρημένες κλάσεις στη Java
  • Χειρισμός Εξαιρέσεων
  • Java APIs
Περισσότερα »