يتناول المقرر جوانب تصميم أنظمة الحوسبة على مستوى النظام ، هياكل التوصيل البيني ، مبادئ ذاكرة التخزين المؤقت ؛ الذاكرة الرئيسية؛ ذاكرة خارجية؛ الإدخال / الإخراج ؛ هيكل ووظيفة وحدة المعالجة المركزية ؛ حساب الكمبيوتر مجموعات التعليمات: الخصائص والوظائف ؛ مجموعات التعليمات: معالجة الأنماط والأشكال ؛ تشغيل وتصميم وحدة التحكم ؛ أجهزة كمبيوتر مجموعة التعليمات المخفضة (RISC) ؛ التوازي على مستوى التعليمات والمعالجات الفائقة.
المخرجات التعليمية المستهدفة من دراسة المقرر
المعرفة والفهم
أن يتعرف الطالب على الأسس الهيكلية لعلوم نظام الحاسب الالي و مستوياتها.
أن يتعرف الطالب على نشأت تصميم نظام الحاسب وتاريخه ومقاييس اداءه ونقاط كفاءته.
أن يتعرف الطالب على نظام الحاسب الآلي وكيفية عمله ومكوناته المادية الاساسية.
أن يتعرف الطالب على الوحدات المادية لنظام الحاسب وتصميمها وألية عمل كل وحدة.
المهارات الذهنية
أن يميز علوم نظام الحاسب ومستويات علومه وتنوعها .
ان يكون فكرة وافية على نشأت نظام الحاسب و تاريخه وكيفيه قياس اداءه ومعالم كفاءته.
ان يتعلم أسس المعالجة الحسابية في نظام الحاسب.
ان يميز الإجراءات الدقيقة لعمل وحدة التحكم وألية تنفيذ تعليمات الحاسب.
المهارات العملية والمهنية
ان يتمكن الطالب معرفة خصائص تعليمات المعالج .
ان يستخدم الطالب طقم تعليمات المعالج لبرمجته لحل مشكلة ما.
أن ينفذ ويشخص تنفيذ برنامج بلغة المعالج على برنامج محاكاة لمعالج افتراضي.
ان يصنف أنظمة الحاسب حسب تصميم مكوناتها المادية والمفاضلة بينها.
المهارات العامة والمنقولة
الالتزام باداء الامتحانات.
وتسليم الواجبات في مواعيدها (إدارة الوقت).
التواصل الشفوي من خلال المناقشة.
استخدام برامج محاكاة المعالج لكتابة برامج بلغة التجميع.
طرق التعلم والتعليم
محاضرات.
تمارين.
واجبات.
كتابة برامج.
عروض محاكاة لعمل المعالج.
طرق التقييم
اختبار تحريري نصفي = 30
تقييم مستمر = 5
اختبار عملي = 10
واجبات دراسية = 5
اختبار تحريري نهائي = 50
محتوى المقرر
تعريف لتنظيم ومعمارية الحاسب الآلى ، وظيفة نظام الحاسب ، بنية نظام الحاسب ، التسلسل الهرمي لمستويات نظام الحاسب .
تاريخ موجز للحاسبات :- الجيل الأول : نموذج "فون نيومن" لنظام الحاسب الآلى ، الجيل الثاني : الترانزستورات ، الجيل الثالث : الدوائر المتكاملة ، الأجيال الأخيرة : الدوائر المتكاملة الفائقة .
التصميم من أجل الأداء : سرعة المعالج ، توازن الأداء، التحسينات في تنظيم وعمارة الشريحة ، تقييم الأداء ، سرعة النبضة ومعدل التعليمات ، المعايير .
التركيب العام لنظام الحاسب : مكونات الحاسب ، وظيفة الحاسب ، دورة التعليمة ، المقاطعات ، وظيفة الإدخال/الإخراج ، هياكل التوصيل البينى ، ناقل الربط البيني ، بنية الناقل وهيكليته و تصميمه .
معمارية طقم التعليمات : خصائص تعليمات المعالج ، عناصر تعليمة المعالج ، تمثيل التعليمات ، أنواع التعليمات ، عدد المعاملات ، أنواع المعاملات ، أنواع العمليات .
المعالج : تنظيم المعالج ، تنظيم المسجلات ، المسجلات العامة ، رموز الحالة ، مسجلات التحكم والمراقبة ، دورة التعليمة ، التعليمة المجزئة ، أستراتيجية المعالجة التواردية ، مخاطر خط التوارد .
برنامج محاكاة لمعالج افتراضي وكيفية عمله و برمجته بلغة التجميع باستخدام طقم التعليمات الخاص به وكتابة برامج للمعالج و تشخيص الاخطاء و معالجتها .
نظرة عامة على نظام ذاكرة الحاسب : خصائص نظم الذاكرة : الموقع ، السعة ، وحدة النقل ، طريقة التواصل ، الأداء ، النوع المادي ، الخصائص الفيزيائية ، التنظيم ، التسلسل الهرمي للذاكرة .
مبادئ الذاكرة السريعة : عناصر تصميم الذاكرة السريعة ، عنونة الذاكرة السريعة ، حجم الذاكرة السريعة ، طريقة المطابقة ، المطابقة الترابطية ، خوارزميات الأستبدال ، سياسة الكتابة ، حجم القالب ، مستويات الذاكرة السريعة .
الذاكرة الداخلية : التنظيم الأساسى ، الذاكرة التفاعلية ، الذاكرة الساكنة ، ذاكرة القراءة فقط ، شرائح الذاكرة الألكترونية ، تنظيم وحدة الذاكرة الألكترونية ، الذاكرة المتداخلة ، تغليف الشريحة ، آلية تصحيح الأخطاء ، التنظيم المتقدم للذاكرة التفاعلية.
الذاكرة الخارجية : القرص المغناطيسي ، الآلية المغناطيسية للقراءة والكتابة ، تنظيم البيانات وتنسيقاتها، عوامل أداء القرص المغناطيسي ، الصفوف المتكررة من الأقراص المستقلة ، سواقة الحالة الصلبة ، الذاكرة الوميضية ، تنظيم سواقة الحالة الصلبة ، الذاكرة الضوئية ، القرص المدمج ، الشريط الممغنط .
وحدات الإدخال/الإخراج : الأجهزة الخارجية ، وحدات الإدخال/الإخراج ، وظيفة وحدة الإدخال/الإخراج ، بنية وحدة الإدخال/الإخراج ، الإدخال/الإخراج المُبرمج ، الإدخال/الإخراج بالمقاطعة ، الوصول المباشر إلى الذاكرة ، عيوب الإدخال/الإخراج المُبرمج وبالمقاطعة ، وظيفة الوصول المباشر للذاكرة .
