Sayısal Sistemler (MECE 305) Ders Detayları Ders Adı Ders Kodu Dönemi Ders Saati Uygulama Saati Laboratuar Saati Kredi AKTS Sayısal Sistemler MECE 305 Güz 2 0 2 3 5 Ön Koşul Ders(ler)i Dersin Dili Dersin Türü Dersin Seviyesi Ders Verilme Şekli İngilizce Zorunlu Bölüm Dersleri Lisans Yüz Yüze Dersin Öğrenme ve Öğretme Teknikleri Dersin Koordinatörü Anlatım, Deney, Sorun/Problem Çözme, Takım/Grup Çalışması
Dersin Öğretmen(ler)i Dersin Asistanı Dersin Amacı Dersin Eğitim Çıktıları Dersin İçeriği Bu dersin amacı, sayısal elektroniğe giriş bilgisi vermektir. Herhangi bir ön bilgiye gereksinim duyulmaz. Ders, analitik akıl yürütme ile günümüz endüstrisinde kullanılan standart entegre devrelerin yardımıyla temel sayısal devrelerinin çözümlenmesi ve tasarlanması üzerinde odaklanmıştır. Sayısal devre analizinin temel gösterim ve sentezleri anlatılmaktadır. Bu dersi başarıyla tamamlayabilen öğrenciler; Sayı sistemleri, özellikle ikili ve onaltılı sayı sistemleri, İkili kodlama sistemleri örneğin, ASCII, Gray, vb., Boolean cebiri, Mantıksal ifadelerin sadeleştirilmesi, Boolean ifadesi verilen sayısal devrelerin tasarımı, Birleşik (toplama, kodlama, kodçözme, çoklama, PLA, ROM, vb) ve sıralı (yazmaç, sayaç, vb) devre bileşenleri ve devreler, Sayısal bilgisayar yapısı örneğin bellek, G/Ç birimleri, Aritmetik Mantık Birimi (AMB), veri yolu, adres yolu, kontrol mantığı. Sayı sistemleri, Boolean cebiri, mantık ağları ve basitleştirilmesi, Kapılar ile mantık tasarımı, MSI ve LSI teknolojileri, Bileşik devreler, Sıralı devreler, Sayaç, kaydırma yazmaçları, bilgisayar organizasyonu, aritmetik mantık birimi, hafıza ve kontrol birimleri, mini ve mikro bilgisayar sistemleri. Ders konuları üzerine laboratuar deneyleri. Haftalık Konular ve İlgili Ön Hazırlık Çalışmaları
HaftaKonular Ön Hazırlık 1 Giriş, Sayı sistemleri, ikili mantık, sayısal sistem tanımı, sayısal sistemlerin bilgi ve veri yönetimi, Bolean cebirin temel özellikleri: dualite, tümleme, standart biçimler, mantık kapıları. 2 Boolean cebir, Mantıksal ifadelerin basitleştirilmesi için Boolean cebirin uygulanması, Boolean ifadelerin kullanılarak birleşik ağların analiz edilmesi, MINTERMS ve MATERMS, Sayısal ifadelerin sadeleştirilmesi, Karnaugh haritaları kullanılarak minimal Çarpımların Toplamı ve Toplamların Çarpımı ifadelerinin bulunması. 3 NAND, NOR ve OR kapılarını kullanarak birleşik devre tasarımı, Birleşik mantık, Sözel özelliklerin Boolean ifadelerine çevrilmesi, Boolean ifadelerinin sayısal devre ile sentezlenmesi. 4 Orta ölçekli (MSI) ve programlanabilir mantık düzenekleri (PLD) tasarımı, MSI bileşenler kullanılarak kodlayıcı, kodçözücü, çoklayıcı, toplayıcı, aritmetik mantık birimleri tasarımı. 5 MSI ve PLD tasarımı (devam), Zamanlama diyagramları, ROM lar, programlanabilir mantık yapıları, sayısal devrelerde gecikme hesaplamaları, bileşik mantık yapıları.
6 Senkronize sıralı mantık: Saatli, tutuculu (latched), efendi-köle (master-slave) ve kıyı tetiklemeli (edge triggered) flip flop lar, kayıcı yazmaçlar (shift register) ve sayaçlar (counter) ile ilgili işlemler, Mantık kapıları kullanılarak sıralı devre bileşenlerinin (latch, flip-flop, register, synchronous counter) tasarımı. 7 Sıralı mantık (devam) 8 Zaman diyagramlarının çizilmesi ve yorumlanması, Durum diyagramları ve zamanlama diyagramları kullanarak sıralı dizilerinin işlevselliğinin belirlenmesi, Sıralı devre özelliklerinin durum diyagramlarına çevrimi. 9 Uygulamalar: Yazmaçlar, sayaçlar ve hafıza birimleri. 10 Uygulamalar: Osilatörler. 11 Bilgisayar tasarımı, Mikroişlemci ve bilgisayar tasarım temelleri, Assembler dili temelleri. 12 Bilgisayar tasarım (devam) ve Durum çalışması 13 Bilgisayar tasarım (devam) ve Örnek çalışma 14 Bilgisayar tasarım (devam) ve Örnek çalışma 15 Problem saati 16 Genel Sınav
Kaynaklar Ders Kitabı: 1. M.Morris MANO, Digital Design, Third Edition, Prentice Hall, Upper Saddle River, NJ 07458, 2002 Değerlendirme Sistemi Çalışmalar Sayı Katkı Payı Devam/Katılım 1 10 Laboratuar 14 15 Uygulama - - Alan Çalışması - - Derse Özgü Staj - - Küçük Sınavlar/Stüdyo Kritiği - - Ödevler 2 10 Sunum 1 10 Projeler - - Seminer - - Ara Sınavlar/Ara Juri 2 25 Genel Sınav/Final Juri 1 30 Toplam 21 100 Yarıyıl İçi Çalışmalarının Başarı Notu Katkısı 70
Yarıyıl Sonu Çalışmalarının Başarı Notuna Katkısı 30 Toplam 100 Ders Kategorisi Temel Meslek Dersleri Uzmanlık/Alan Dersleri Destek Dersleri İletişim ve Yönetim Becerileri Dersleri Aktarılabilir Beceri Dersleri Dersin Öğrenim Çıktılarının Program Yeterlilikleri ile İlişkisi # Program Yeterlilikleri / Çıktıları Katkı Düzeyi 1 2 3 4 5 1 Matematik, fen bilimleri ve mekatronik mühendisliği ile ilgili konularda yeterli bilgi birikimi; bu alanlardaki kuramsal ve uygulamalı bilgileri mühendislik problemlerini modelleme ve çözme için uygulayabilme becerisi.
2 Karmaşık mekatronik mühendisliği problemlerini saptama, tanımlama, formüle etme ve çözme becerisi; bu amaçla uygun analiz ve modelleme yöntemlerini seçme ve uygulama becerisi. 3 Karmaşık bir mekatronik mühendisliği sistemini, sürecini, cihazını veya ürünü gerçekçi kısıtlar ve koşullar altında, belirli gereksinimleri karşılayacak şekilde tasarlama becerisi; bu amaçla modern tasarım yöntemlerini uygulama becerisi; mekatronik mühendisliği kapsamında mühendislik yaratıcılığı yöntemlerini etkin bir şekilde uygulayabilme becerisi. (Gerçekçi kısıtlar ve koşullar tasarımın niteliğine göre, ekonomi, çevre sorunları, sürdürülebilirlik, üretilebilirlik, etik, sağlık, güvenlik, sosyal ve politik sorunlar gibi ögeleri içerirler.) 4 Mekatronik mühendisliği ve robot teknolojisi uygulamaları için gerekli olan modern teknik ve araçları geliştirme, seçme ve kullanma becerisi; bilişim ve iletişim teknolojilerini etkin bir şekilde kullanma becerisi. 5 Mekatronik mühendisliği ve robot teknolojisi problemlerinin incelenmesi için deney tasarlama, deney yapma, veri toplama, sonuçları analiz etme ve yorumlama becerisi. 6 Disiplin içi ve çok disiplinli takımlarda etkin biçimde çalışabilme becerisi; bireysel çalışma becerisi; mekatronik mühendisliğinin yakın etkileşim içinde olduğu makina, elektrik/elektronik ve bilgisayar mühendislikleri ile, mekatronik mühendisliğinin uygulama alanı içinde diğer mühendislik ve bilim dalları veya çalışma alanları ile etkin iletişim kurabilme becerisi, farklı disiplinlerde çalışabilme becerisi. 7 Türkçe ve İngilizce sözlü, yazılı ve teknik resim kullanarak etkin iletişim kurma, yaratıcı ve özgün kavram ve fikirleri ifade edebilme becerisi.
8 Mekatronik mühendisliğinin uygulama çeşitliliğinin gerektirdiği şekilde değişik konularda bilgiye erişim, eleştirel bakış, yorumlama ve bilgiyi geliştirme becerisi; yaşam boyu öğrenme sonucu gelişme ve sürekli yenileme gerekliliği bilinci; bilim ve teknolojideki gelişmeleri izleme; girişimcilik, yenilikçilik ve sürdürebilir kalkınma hakkında farkındalık ve kendini sürekli yenileme becerisi. 9 Mesleki ve etik sorumluluk bilincine sahip olma, bu konuda iletişim araçlarını kullanarak meslek bilincini geliştirme ve mesleğin gelişimine katkıda bulunma yetkinliği. 10 Proje yönetimi ile risk yönetimi ve değişiklik yönetimi gibi iş hayatındaki uygulamalar hakkında bilgi ve sorumluluğu altında çalışanların bir proje çerçevesinde gelişimlerine yönelik etkinlikleri planlayabilme, yönetebilme ve liderlik yetkinliği. 11 Mekatronik mühendisliği uygulamalarının evrensel, toplumsal ve bireysel boyutlarda sağlık, çevre ve güvenlik üzerindeki etkileri ile kültürel değerler ve çağın sorunları hakkında bilgi; bu konularda mühendislik bilinci; mühendislik çözümlerinin hukuksal sonuçları konusunda farkındalık. 12 Mekatronik mühendisliği konularında, sorunları tanımlayabilme, analiz edebilme, kaynak araştırması yapabilme, veritabanları ve diğer bilgi kaynaklarını kullanarak yaptığı araştırmalara ve kanıtlara dayalı çözüm önerileri geliştirebilme ve sorunlara ilişkin çözüm önerilerini nicel ve nitel olarak aktarabilme yetkinliği. 13 Yaşadığı çevreye duyarlı ve toplumsal sorumluluk bilincine sahip, sosyal ilişkileri ve bu ilişkileri yönlendiren normları eleştirel bir bakış açısıyla inceleyen, geliştiren ve gerektiğinde değiştirebilen, toplum içinde bir birey olma ve topluma yönelik proje düzenleme, geliştirebilme ve uygulayabilme yetkinliği.
ECTS/İş Yükü Tablosu Aktiviteler Sayı Süresi (Saat) Toplam İş Yükü Ders saati (Sınav haftası dahildir: 16 x toplam ders saati) 14 2 28 Laboratuar 14 2 28 Uygulama Derse Özgü Staj Alan Çalışması Sınıf Dışı Ders Çalışma Süresi 14 2 28 Sunum/Seminer Hazırlama 1 11 11 Projeler Ödevler 5 1 5 Küçük Sınavlar/Stüdyo Kritiği Ara Sınavlara/Ara Juriye Hazırlanma Süresi Genel Sınava/Genel Juriye Hazırlanma Süresi 2 15 30 1 20 20 Toplam İş Yükü 150