Bilgisayar Mühendisliğine Giriş
aerman@gsu.edu.tr
İçerik
Dersin Amacı
Bu ders, bilgisayar bilimleri ve mühendisliğinin geniş spektrumuna kapsamlı ve disiplinlerarası bir giriş niteliğindedir. Dersin amacı, öğrencilere veri depolamadan algoritmaya, yazılım mühendisliğinden hesaplama teorisine kadar alanın temel taşlarını tanıtmak; bilgisayar sistemlerinin altyapısını ve üst seviye uygulamalarını bir bütün olarak kavramalarını sağlamaktır. Bu sayede öğrencilerin, bilgisayar mühendisliğinin farklı alt dalları arasındaki ilişkileri anlaması ve kendi uzmanlık alanlarını belirlemeleri için gerekli akademik temeli oluşturması hedeflenmektedir.
Dersin İçeriği
Ders, bir bilgisayar sisteminin katmanlı yapısını takip ederek aşağıdaki temel konuları kapsar:
- Bilgi ve Veri Temsili: İkili sistem, veri depolama teknikleri, ana bellek ve yığın depolama mimarisi.
- Donanım ve Yürütme: CPU mimarisi, makine dili ve programların yürütülme süreçleri.
- Yazılım ve İşletim Sistemleri: İşletim sisteminin görevleri, süreç yönetimi, dosya sistemleri ve ağ temelleri.
- Problem Çözme ve Algoritmalar: Algoritma tasarımı, yinelemeli ve özyinelemeli yapılar, verimlilik analizi.
- Programlama ve Soyutlama: Programlama dillerinin evrimi, veri yapıları ve veri soyutlama kavramları.
- Veritabanı ve Yazılım Mühendisliği: İlişkisel modeller, veri madenciliği ve yazılım yaşam döngüsü metodolojileri.
- Teorik Sınırlar ve Gelecek: Hesaplama teorisi (Turing makineleri, karmaşıklık sınıfları), yapay zeka ve etik konuları.
Dersin Öğrenme Çıktıları
Bu dersi başarıyla tamamlayan öğrenci aşağıdaki konularda yeterliliğe sahip olacaktır:
1. Bilgisayar mühendisliği bölümüne dair işlevsel bir anlayış
2. Bilgisayar mühendisliği ile ilgili tarihi bir perspektif geliştirme
3. Temel bilgisayar sistemleri, problemler ve çözüm yöntemlerine dair anlayış
Bu dersi başarıyla tamamlayan öğrenci aşağıdaki konularda yeterliliğe sahip olacaktır:
1. Bilgisayarın donanım, yazılım ve veri katmanlarının nasıl bir bütün olarak çalıştığını kavrar.
2. Temel bilgisayar sistemlerini, problemlerini ve çözüm yöntemlerini değerlendirebilir.
3. Yazılım geliştirme süreçleri, veritabanı yönetimi ve bilgisayar ağları gibi temel mühendislik kavramlarını terminolojiye uygun şekilde açıklar.
4. Bir problemin bilgisayar ile çözülüp çözülemeyeceğine dair teorik sınırları ve yapay zeka gibi güncel teknolojilerin temel prensiplerini anlar.
Öğretim Yöntemleri
Teorik Anlatım: Temel kavramların görsel materyaller ve kitaptaki güncel örneklerle sunulması.
Sınıf İçi Tartışma: "Sosyal Sorunlar" (Social Issues) ve "Etik" bölümleri üzerinden teknolojinin toplum üzerindeki etkilerinin tartışılması.
Uygulamalı Problem Çözme: Farklı güncel problem senaryoları üzerinden pratik yapılması.
Vaka Analizleri: Yazılım mühendisliği ve yapay zeka gibi alanlarda gerçek dünya senaryolarının incelenmesi.
Kaynaklar
Computer Science: An Overview, Global Edition, 13th edition, Brookshear & Brylow, Pearson (January 7th 2019)
Konu Başlıkları
| Hafta | Konu Başlıkları |
|---|---|
| 1 | Giriş |
| 2 | Veri Depolama |
| 3 | Veri İşleme |
| 4 | İşletim Sistemi |
| 5 | Ağ ve İnternet |
| 6 | Algoritmalar |
| 7 | Ara Sınav-1 |
| 8 | Algoritmalar II/Programlama Dilleri |
| 9 | Yazılım Mühendisliği |
| 10 | Veri Soyutlama |
| 11 | Veritabanı Sistemleri |
| 12 | Theory of Computation |
| 13 | Ara Sınav-2 |
| 14 | Ders tekrarı |
| Hafta | Konu Başlıkları |
|---|---|
| 1 | Giriş |
| 2 | Veri Depolama |
| 3 | Veri İşleme |
| 4 | İşletim Sistemi |
| 5 | Ağ ve İnternet |
| 6 | Algoritmalar |
| 7 | Ara Sınav-1 |
| 8 | Algoritmalar II/Programlama Dilleri |
| 9 | Yazılım Mühendisliği |
| 10 | Veri Soyutlama |
| 11 | Veritabanı Sistemleri |
| 12 | Theory of Computation |
| 13 | Ara Sınav-2 |
| 14 | Ders tekrarı |
Değerlendirme Sistemi
| Etkinlikler | Sayı | Katkı Payı |
|---|---|---|
| Yarıyıl içi çalışmaların başarı notuna katkısı | 2 | 60 |
| Yarıyıl sonu çalışmaların başarı notuna katkısı | 1 | 40 |
| Toplam | 3 | 100 |
| Etkinlikler | Sayı | Katkı Payı |
|---|---|---|
| Ödevler | 0 | 0 |
| Sunum | 0 | 0 |
| Arasınavlar (Hazırlık Süresi Dahil) | 2 | 60 |
| Proje | 0 | 0 |
| Laboratuar | 0 | 0 |
| Diğer Uygulamalar | 0 | 0 |
| Kısa Sınavlar | 0 | 0 |
| Dönem Ödevi / Projesi | 0 | 0 |
| Portfolyo Çalışmaları | 0 | 0 |
| Raporlar | 0 | 0 |
| Öğrenme Günlükleri | 0 | 0 |
| Bitirme Tezi/Projesi | 0 | 0 |
| Seminer | 0 | 0 |
| Diğer | 0 | 0 |
| Bütünleme | 0 | 0 |
| Toplam | 2 | 60 |
Yeterlilik İlişkisi
| Numara | Program Yeterlilikleri | Puan | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | ||
| 1 | Matematik, fizik ve mühendislik bilimlerine özgü konularda yeterli bilgi birikimi; bu alanlardaki kuramsal ve uygulamalı bilgileri, mühendislik problemlerinin modellenmesi ve çözümünde kullanabilme becerisi. | X | ||||
| 2 | Karmaşık bilgisayar mühendisliği problemlerini saptama, tanımlama, formüle etme ve çözme becerisi; bu amaçla uygun analiz ve modelleme yöntemlerini seçme ve uygulama becerisi. | X | ||||
| 3 | Yazılımsal veya donanımsal karmaşık bir sistemi, süreci veya donanımı gerçekçi kısıtlar ve koşullar altında, belirli gereksinimleri karşılayacak şekilde tasarlama becerisi; bu amaçla modern tasarım yöntemlerini uygulama becerisi. | X | ||||
| 4 | Mühendislik uygulamalarında karşılaşılan karmaşık problemlerin analizi ve çözümü için gerekli olan modern teknik ve araçları geliştirme, seçme ve kullanma becerisi; bilişim teknolojilerini etkin bir şekilde kullanma becerisi. | X | ||||
| 5 | Analitik düşünce ile bir sistemi, sistem bileşenini ya da süreci analiz etme, modelleme, deney tasarlama ve yapma, veri toplama, çözüm algoritmaları üretebilme, uygulamaya alma ve geliştirme becerileri. | X | ||||
| 6 | Disiplin içi ve çok disiplinli takımlarda etkin biçimde çalışabilme becerisi; bireysel çalışma becerisi. | X | ||||
| 7 | Türkçe sözlü ve yazılı etkin iletişim kurma becerisi; en az iki yabancı dil bilgisi; etkin rapor yazma ve yazılı raporları anlama, yazılım ve donanım tasarımını, gerekirse teknik resim metotları kullanarak raporlayabilme, etkin sunum yapabilme becerisi. | X | ||||
| 8 | Bilgiye erişebilme ve bu amaçla kaynak araştırması yapabilme, veri tabanları ve diğer bilgi kaynaklarını kullanabilme becerisi | X | ||||
| 9 | Yaşam boyu öğrenmenin gerekliliği bilinci; kendini sürekli yenileme becerisi. | X | ||||
| 10 | Mesleki etik ilkelerine uygun davranma, mesleki sorumluluk bilinci; mühendislik uygulamalarında kullanılan standartlar hakkında bilgi. | |||||
| 11 | Proje yönetimi, risk yönetimi ve değişiklik yönetimi gibi, iş hayatındaki uygulamalar hakkında bilgi; girişimcilik, yenilikçilik hakkında farkındalık; sürdürülebilir kalkınma hakkında bilgi. | |||||
| 12 | Mühendislik uygulamalarının evrensel ve toplumsal boyutlarda sağlık, çevre ve güvenlik üzerindeki etkileri ve çağın mühendislik alanına yansıyan sorunları hakkında bilgi. | X | ||||
| 13 | Bilgisayar mühendisliği uygulamalarının hukuki ve etik boyutları konusunda farkındalık. | |||||
AKTS - İş Yükü Tablosu
| Etkinlikler | Sayı | Süre | Toplam İş Yükü |
|---|---|---|---|
| Ders Süresi | 14 | 2 | 28 |
| Sınıf Dışı Çalışma Süresi | 0 | 0 | 0 |
| Ödevler | 3 | 3 | 9 |
| Sunum | 0 | 0 | 0 |
| Arasınavlar (Hazırlık Süresi Dahil) | 2 | 15 | 30 |
| Proje | 0 | 0 | 0 |
| Laboratuar | 0 | 0 | 0 |
| Diğer Uygulamalar | 14 | 1 | 14 |
| Yarıyıl Sonu Sınavı (Hazırlık Süresi Dahil) | 1 | 15 | 15 |
| Kısa Sınavlar | 0 | 0 | 0 |
| Dönem Ödevi / Projesi | 0 | 0 | 0 |
| Portfolyo Çalışmaları | 0 | 0 | 0 |
| Raporlar | 0 | 0 | 0 |
| Öğrenme Günlükleri | 0 | 0 | 0 |
| Bitirme Tezi/Projesi | 0 | 0 | 0 |
| Seminer | 0 | 0 | 0 |
| Diğer | 0 | 0 | 0 |
| Bütünleme | 0 | 0 | 0 |
| Ts Yıl Sonu | 0 | 0 | 0 |
| Hazırlık Yıl Sonu | 0 | 0 | 0 |
| Hazırlık Bütünleme | 0 | 0 | 0 |
| Toplam İş Yükü | 96 | ||
| Toplam İş Yükü / 25 | 3.84 | ||
| Dersin AKTS Kredisi | 4 | ||