Opetus

Nimi Op Opiskelumuoto Aika Paikkakunta Järjestäjä
Tietokoneen toiminnan perusteet, lkv 19-20 Aloita joustavasti 2 Cr Verkkokurssi 9.9.2019 - 1.6.2020 Etäopinnot Avoin yliopisto

Kohderyhmä

Tietojenkäsittelytieteen perusopintojen pakollinen kurssi (2 op), osana laajempaa kurssia Tietokoneen toiminta (5 op). Avoin myös muiden koulutusohjelmien opiskelijoille.

Edeltävät opinnot tai edeltävä osaaminen

On suositeltavaa, että opiskelija osaa ohjelmoida korkean tason kielellä ennen kurssille osallistumista. Esimerkiksi kurssi Ohjelmoinnin perusteet antaa hyvät esitiedot. Ohjelmointitaito ei kuitenkaan ole välttämätöntä.

Osaamistavoitteet

  • Tietokonelaitteiston pääosat, mikä on sulautettu järjestelmä ja kuinka se eroaa tietokoneesta, väylän toiminnan perusajatus, mikä on ohjelma ja minkälaisia esitysmuotoja sillä voi olla, laitteistokomponenttien väliset suuret nopeuserot ja niiden vaikutukset järjestelmään.
  • Kuinka suoritin toteuttaa konekäskyjen suorituksen käskyjen nouto- ja suoritussyklin avulla, konekäskyjen erilaiset tavat viitata muistiin, välimuistin toiminnan perusteet, prosessorin erilaiset suoritustilat ja erityisesti etuoikeutetun suoritustilan tarkoitus, milloin ja miten prosessorin suoritustila vaihtuu, keskeytysten merkityksen ja toteutuksen konekäskyjen suorituksen tasolla, keskeytysjärjestelmän toiminta, valinta- ja toistorakenteiden toiminnan konekielen tasolla.
  • Kokonaislukujen esitysmuodon muutokset binääri-, heksadesimaali- ja desimaalijärjestelmien välillä, kuinka monitavuinen tieto voidaan tallettaa sanoihin kahdella eri tavalla, kokonais- ja liukulukujen esitysmuodot sekä merkkien ja merkkijonojen tallennuksen periaatteet. Karkealla tasolla kuinka (liikkuvat) kuvat ja äänet esitetään laitteistossa, minkälaista tieto suoritin osaa itse käsitellä ja kuinka muun tyyppisiä tietoja käsitellään ohjelmallisesti.
  • Prosessin käsite ja sen esitysmuodon käyttöjärjestelmässä, prosessin erilaiset tilat ja tilojen väliset tilasiirtymät, milloin ja miten suorituksessa oleva prosessi vaihtuu. Opiskeliaja osaa luetella käyttöjärjestelmän perustoiminnot (prosessien, muistin, tiedostojen, laitteiden ja verkon hallinta), selittää käännöksen, linkityksen ja latauksen tarkoituksen, käyttöjärjestelmän tavoitteet ja perustoiminnot sekä käyttäjän näkökulmasta että käyttöjärjestelmän ylläpitäjän näkökulmasta, käyttöjärjestelmä toteutusmekanismin erilaisten (etuoikeutettujen) aliohjelmien tai prosessien avulla, kuinka tietokoneen laskentakyvyn rajoja voidaan tutkia kokonaislukuarvoisten funktioiden avulla.

Ajoitus

Ihan milloin vain, mielellään ensimmäisen ohjelmointikurssin jälkeen.
- MOOC-kurssina Avoimen yliopiston aikataulun mukaisesti.
- Osana Tietokoneen toiminta -kurssia syyslukukaudella tiedekunnassa.

Sisältö

  • Tietokonejärjestelmän rakenne ja pääosat. Ohjelma ja sen esitysmuodot.
  • Konekäskyt, käskyjen nouto- ja suoritussykli, keskeytysten käsittely, suorittimen erilaiset suoritustilat.
  • Kokonaislukujen binääri-, heksadesimaali- ja desimaaliesitysmuodot sekä muunnokset niiden välillä.
  • Kokonaislukujen ja liukulukujen esitysmuodot. Kuvien, videoiden, äänten ja muun tiedon esitysmuotojen periaatteet.
  • Ohjelman toteutus prosessina. Käyttöjärjestelmän tavoitteet ja perusrakenne.
  • Käyttöjärjestelmän toteutus prosessien ja palveluohjelmien avulla.
  • Korkean tason kielisen ohjelman muokkaus prosessiksi käännöksen, linkityksen ja latauksen avulla.

Oppimista tukevat aktiviteetit ja opetusmenetelmät

Opiskelija: oppimateriaalin läpikäynti itsenäisesti, itsenäisesti tehtävät pikatehtävät (quiz) oppimateriaalin yhteydessä,
oppimateriaalia vastaavat luvut oppikirjasta (Ch 1.1-2, Ch 3.1-3, Ch 8.1-2, Ch 9, Ch 10.1-2, Ch 10.4, App 12A, Ch 12.1-2, App B.1 [Stal 16]).

Opettaja ja ohjaajat: koetehtävien laadinta, kokeiden arviointi, verkkotiedotuksen ylläpito, kurssin arviointi.

Oppimateriaali

MOOC-materiaali on suomenkielinen.
William Stallings, Computer Organization and Architecture (10th ed.), Prentice Hall, 2016. (suositeltu)
Stallings’in kirja on hyvä oheislukemisto. Aikaisemmatkin painokset sopivat hyvin.

Arviointimenetelmät ja -kriteerit

Avoimen yliopiston kurssina arvosana perustuu pikatehtävien suoritukseen ja arvosteluasteikko on hyväksytty/hylätty.

Yliopiston Tietokoneen toiminta kurssin yhteydessä suoritukseen sisältyy lisäksi erillinen koe. Harjoitustehtävien tekeminen voi myös vaikuttaa kurssin arvosanaan.Tietokoneen toiminta kurssin arvosana on asteikolla 0-5.

Suositeltavat valinnaiset opinnot

Kurssit Tietokoneen toiminnan jatkokurssi (MOOC), Tietokoneen toiminta, Tietokoneen rakenne, Tietoliikenteen perusteet ja Käyttöjärjestelmät.

Yhteydet muihin opintojaksoihin

Tietokoneen toiminta (5 op) kurssi koostuu kursseista: AYTKT100051 Tietokoneen toiminnan perusteet 2 op ja AYTKT100052 Tietokoneen toiminnan jatkokurssi 3 op. Perusteet-kurssi suoritetaan ensin. Tietokoneen toiminta on osa Tietojenkäsittelytieteen perusopintojen (25 op) kokonaisuutta.

Toteutus

MOOC-kurssi sisältää tekstimuotoisen oppimateriaalin ja sen yhteyteen toteutetut pikatehtävät. Avoimen yliopiston kurssina arvosana perustuu pikatehtävien suoritukseen ja arvosteluasteikko on hyväksytty/hylätty. Yliopiston Tietokoneen toiminta kurssin yhteydessä suoritukseen sisältyy mahdollisesti harjoituksia ja erillinen koe.