ประมวลรายวิชา (Course Syllabus)
1. รหัส/ชื่อวิชา (ไทย) 322 361 สถาปัตยกรรมระบบคอมพิวเตอร์
(อังกฤษ) 322 361 Computer Systems Architecture
2. ผู้รับผิดชอบ
นายอภิศักดิ์ พัฒนจักร ภาควิชาวิทยาการคอมพิวเตอร์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยขอนแก่น
3. จำนวนหน่วยกิต
จำนวน 3 หน่วยกิต 3(3-0-6)
ภาคเรียนที่เปิดสอน ภาคต้น ปีการศึกษา 2552
เวลาในการบรรยาย/ปฏิบัติการ บรรยาย 3 ชั่วโมง/สัปดาห์ ผู้เรียนศึกษาด้วยตนเอง 6 ชั่วโมง/สัปดาห์
4. เงื่อนไขของรายวิชา
เงื่อนไขของรายวิชา สอบผ่านวิชา 322 121 องค์ประกอบคอมพิวเตอร์และภาษาแอสเซมบลี
สถานภาพของรายวิชา * เป็นรายวิชาเลือก ในกลุ่มวิชาวิทยาการคอมพิวเตอร์ กลุ่มย่อยที่ 4 เครือข่ายคอมพิวเตอร์และระบบแบบกระจาย หลักสูตรวิทยาศาสตรบัณฑิต สาขาวิทยาการคอมพิวเตอร์ ฉบับปรับปรุง 2546
5. คำอธิบายรายวิชา
หลักมูลการแทนข้อมูล การแทนเชิงกายภาพ สถาปัตยกรรมหน่วยประมวลผลกลาง หน่วยความจำ หน่วยรับเข้า-ส่งออก องค์ประกอบระบบคอมพิวเตอร์ สถาปัตยกรรมแบบมัลติโพรเซสเซอร์ การประมวลผลแบบขนาน และซูเปอร์คอมพิวเตอร์
Fundamental data representation; physical representation: CPU, memory, and I/O architectures; computer system components; multiprocessor architectures; parallelism and supercomputers.
6. วัตถุประสงค์ของรายวิชา
เมื่อเรียนจบแล้วให้นักศึกษาสามารถ
3.1 วาดภาพประกอบการอธิบายสถาปัตยกรรมของระบบคอมพิวเตอร์ได้อย่างละเอียด
3.2 อธิบายระบบการแทนค่าข้อมูลในเครื่องคอมพิวเตอร์ได้ถูกต้อง
3.3 อธิบายและคำนวณค่าตรรกเชิงตัวเลขที่เกี่ยวกับเกต (Gates) ได้ถูกต้อง
3.4 อธิบายโครงสร้างวงจรพื้นฐานหน่วยความจำ รีจีสเตอร์พร้อมทั้งยกตัวอย่างได้
3.5 อธิบายและยกตัวอย่างของสถาปัตยกรรมแบบขนานและการโปรแกรมได้
7. หัวข้อเนื้อหาที่สอน
บทที่ 1 หลักมูลการแทนข้อมูล (Data Representation Systems)
1.1 ระบบการแทนค่าตัวอักขระ (Character Representation)
1.2 ข้อมูลตัวเลขจำนวนเต็ม (Fixed-point Numbers)
1.3 เลขคณิตของเลขจำนวนเต็ม (Fixed-point Arithmetic)
1.4 ข้อมูลตัวเลขแบบลอยตัว (Floating-point Numbers)
1.5 เลขคณิตของตัวเลขแบบลอยตัว (Floating-point Arithmetic)
ให้นักศึกษาสามารถ
1. อธิบายระบบการแทนค่าข้อมูลเลขจำนวนเต็มและแบบลอยตัวได้ถูกต้อง
2. อธิบายวิธีการคำนวณเลขคณิตของข้อมูลตัวเลขทั้งสองแบบ ได้แก่ การบวก ลบ คูณ หาร
ได้อย่างถูกต้อง
บทที่ 2 การแทนเชิงกายภาพ (Physical Representation)
2.1 พีชคณิตบูลีน (Boolean Algebra)
2.2 เกต (Gates)
2.3 พื้นฐานโครงสร้างวงจรการคำนวณ (Basic Structures of Digital Circuits)
2.4 เรจีสเตอร์ (Registers)
ให้นักศึกษาสามารถ
1. คำนวณหาค่าผลลัพธ์ของพีชคณิตบูลีนเบื้องต้นได้ถูกต้อง
2. เขียนตารางค่าความจริง (Truth Table) ของเกต (Gates) แบบต่างๆได้ไม่ต่ำกว่า 5 แบบ
3. อธิบายโครงสร้างพื้นฐานของวงจรการคำนวณในเครื่องคอมพิวเตอร์ทั่วๆ ไปได้
บทที่ 3 องค์ประกอบระบบคอมพิวเตอร์ (Computer System Components)
3.1 โครงสร้างทั่วไป (General Structure)
3.2 หน้าที่และการเชื่อมต่อ (Functions and Interconnection)
ให้นักศึกษาสามารถ
1. อธิบาย ยกตัวอย่างขององค์ประกอบส่วนต่างๆ ของระบบคอมพิวเตอร์ได้อย่างครบถ้วนถูกต้อง ได้แก่ แผงวงจรหลัก ชิปเซต ช่องทางต่อประสาน (I/O Ports) เป็นต้น
2. อธิบายบทบาทหน้าที่ การทำงานของระบบคอมพิวเตอร์ได้อย่างถูกต้อง โดยเฉพาะระบบบัส
บทที่ 4 โครงสร้างหน่วยความจำ (Structures of Memory)
4.1 โครงสร้างทั่วไป (General Structure)
4.2 หน่วยความจำหลัก (Main Memory)
4.3 การกำหนดตำแหน่ง (Address Translation)
4.4 หน่วยความจำแคช (Cache Memory)
ให้นักศึกษาสามารถ
1. อธิบายโครงสร้างหลักของหน่วยความจำของเครื่องคอมพิวเตอร์ได้อย่างละเอียด
2. ยกตัวอย่างรูปแบบต่างๆ ของหน่วยความจำหลักประเภท เซมิคอนดักเตอร์ (Semiconductor Main Memory) ได้
3. อธิบายโครงสร้างพื้นฐานของรีจีสเตอร์ได้ และยกตัวอย่างประเภทต่างๆ ของรีจีสเตอร์ได้
4. อธิบายความสำคัญของหน่วยความจำแคชได้
บทที่ 5 ความจำสำรองและอุปกรณ์รับ-แสดงผล (Input/Output and Secondary Storage Devices)
5.1 หน่วยความจำสำรอง (Secondary Memory)
5.2 การรับ-ส่งข้อมูล (Input/Output Operation)
5.3 ระบบบัส (Bus System)
5.4 ชิปเซตและซ็อกเก็ต (Chipsets and Sockets)
5.5 แผงวงจรหลัก (Mainboard)
ให้นักศึกษาสามารถ
1. บอกประเภทและยกตัวอย่างของหน่วยความจำสำรองแบบต่างๆ ได้ถูกต้อง
2. อธิบายโครงสร้างการทำงานของอุปกรณ์รับ-แสดงผลได้อย่างถูกต้อง
3. อธิบายหลักการจัดการในการรับ-ส่งข้อมูลของระบบคอมพิวเตอร์ได้อย่างละเอียด
4. อธิบายหลักการการติดต่อสื่อสาร การรับ-ส่งข้อมูลภายในเครื่องคอมพิวเตอร์ได้ถูกต้อง
5. ยกตัวอย่างระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ได้ไม่ต่ำกว่า 3 รูปแบบ
บทที่ 6 สถาปัตยกรรมหน่วยประมวลผลกลาง (Architecture of Central Processor Unit)
6.1 โครงสร้างและหน้าที่ (Structures and Functions)
6.2 ชุดคำสั่ง (Instruction Sets)
6.3 หน่วยประมวลผลกลางแบบต่างๆ (Variety of Processors)
6.4 การทำงานแบบไปป์ไลน์ (Pipeline)
6.5 ไมโครโปรแกรม (Microprograms)
ให้นักศึกษาสามารถ
1. อธิบายคุณลักษณะและการทำงานของชุดคำสั่งภาษาเครื่อง (Instruction Sets) พร้อมยกตัวอย่างได้
2. อธิบายโครงสร้างและหลักการทำงานของหน่วยประมวลผลกลางได้อย่างละเอียดถูกต้อง
3. ยกตัวอย่างหน่วยประมวลผลกลางรูปแบบต่างๆ ได้ไม่ต่ำกว่า 3 รูปแบบ
4. อธิบายหลักการในการควบคุมระบบการทำงานของคอมพิวเตอร์ได้อย่างละเอียดถูกต้อง
5. อธิบายหลักการทำงานของไมโครโปรแกรมได้
บทที่ 7 สถาปัตยกรรมแบบมัลติโพรเซสเซอร์ (Architecture of Multi-processor)
7.1 โครงสร้างระบบแบบหลายหน่วยประมวลผลกลาง (Multi-processor Structure)
7.2 เทคโนโลยีและการพัฒนาในปัจจุบัน (Technology and Applications)
ให้นักศึกษาสามารถ
1. ยกตัวอย่างระบบคอมพิวเตอร์แบบหลายหน่วยประมวลผลกลางได้
2. อธิบายหลักการทำงานของระบบคอมพิวเตอร์แบบหลายหน่วยประมวลผลกลางได้
บทที่ 8 ซูเปอร์คอมพิวเตอร์และระบบการประมวลผลแบบขนาน (Supercomputer and Parallel Processing)
8.1 สถาปัตยกรรมระบบทั่วไป (General Architecture)
8.2 ระบบปฏิบัติการและการประยุกต์ใช้งาน (Operating Systems and Applications)
8.3 หน่วยประมวลผลกลางแบบขนาน (Parallel Processors)
ให้นักศึกษาสามารถ
1. อธิบายสถาปัตยกรรมทั่วไปของระบบซูเปอร์คอมพิวเตอร์ได้
2. อธิบายหลักการทำงานและการประยุกต์ใช้งานของซูเปอร์คอมพิวเตอร์ได้
3. ยกตัวอย่างหน่วยประมวลผลกลางแบบขนานได้
4. อธิบายหลักการทำงานของหน่วยประมวลผลกลางแบบขนานได้
8. ระยะเวลาที่สอน
ภาคเรียนที่เปิดสอน ภาคต้น ปีการศึกษา 2552
เวลาในการบรรยาย 3 ชั่วโมง/สัปดาห์
รวมทั้งสิ้น 45 ชั่วโมง
(ระหว่างวันที่ 2 เดือนมิถุนายน 2552 ถึงวันที่ 17 เดือนกันยายน 2552)
9. กระบวนการจัดการเรียนการสอน
9.1 บรรยายโดยอาจารย์ผู้สอนและวิทยากรพิเศษบรรยาย
9.2 นักศึกษาร่วมการอภิปรายในชั้นเรียน
9.3 นักศึกษารายงานผลการศึกษาที่มอบหมายให้ศึกษาเพิ่มเติม
9.4 นศ.เข้าร่วมการประชุมสัมมนาหัวข้อเรื่องทางด้านเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ อย่างน้อย 2 ครั้ง
9.5 นศ.เข้าร่วมการจัดนิทรรศการด้านคอมพิวเตอร์ในงานสัปดาห์วันวิทยาศาสตร์ในส่วนของภาควิชาฯ คณะวิทยาศาสตร์ เป็นเวลาอย่างน้อย 3 วัน
วัสดุและอุปกรณ์การสอน
v เอกสารประกอบการสอนรายวิชา 322 361
v แผ่นใส แผนภาพ รูปภาพ
v ตัวอย่างเครื่องไมโครคอมพิวเตอร์ พร้อมทั้งชิ้นส่วนต่างๆ ภายในและอุปกรณ์ประกอบต่างๆ
v โปรแกรมนำเสนอเนื้อหาการสอน และแฟ้มข้อมูลเนื้อหาบรรยาย Home Page ที่ http://202.28.94.51/users/apisak/322361 หรือที่
http://webclass.kkucs.com/pub-crinfo.cs?crid=322361
โดยใช้ Home Page นี้ในการกำหนดงาน บรรยายเพิ่มเติม และติดต่อกับนักศึกษานอกเวลาเรียนด้วย
vใช้จดหมายอิเลคทรอนิกส์ถาม-ตอบนอกเวลาราชการ และมีกระดานถาม-ตอบบนเว็บรายวิชา
10. การวัดและประเมินผล
ประเมินผลโดยพิจารณาจากคะแนนส่วนต่างๆ ดังต่อไปนี้
10.1 คะแนนแบบทดสอบย่อย 2 ครั้ง 15%
10.2 จัดทำรายงาน 15%
10.3 คะแนนสอบกลางภาคเรียน 30%
โดยข้อสอบจะครอบคลุมเนื้อหาตั้งแต่บทแรกจนถึงบทที่ 4 และดำเนินการสอบประมาณช่วงสัปดาห์ที่ 8 ของภาคเรียน (อังคารที่ 28 กรกฎาคม 2552 เวลา 17:00 20:00 น. อคร.3)
10.4 คะแนนสอบปลายภาคเรียน 40%
โดยข้อสอบจะครอบคลุมเนื้อหาทั้งหมดโดยเน้นในบทที่ 5 - 9 และดำเนินการสอบตามตารางเวลาสอบของมหาวิทยาลัยขอนแก่น (พุธที่ 7 ตุลาคม 2552 เวลา 13:00 16:00 น.)
รวมคะแนน 100%
ลงชื่อ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
(นายอภิศักดิ์ พัฒนจักร)
อาจารย์ผู้จัดทำ