Παρουσίαση/Προβολή

(ECE_Κ410) -  ΒΑΣΙΛΕΙΟΣ ΚΑΨΑΛΗΣ

Περιγραφή Μαθήματος

Σκοπός του μαθήματος είναι η κατανόηση της αρχιτεκτονικής των σύγχρονων υπολογιστικών συστημάτων μειωμένου συνόλου εντολών (Reduced Instruction Set Computer – RISC), η λειτουργία τους καθώς και η επικοινωνία τους με τη μνήμη και εξωτερικές μονάδες I/O. Παράλληλα, το μάθημα στοχεύει στην κατανόηση των εννοιών της διασύνδεσης μεταξύ υλικού και λογισμικού, της κωδικοποίησης του σετ εντολών του επεξεργαστή, της λειτουργίας της διοχέτευσης καθώς και του προγραμματισμού του σε συμβολική γλώσσα (assembly language).

Το μάθημα αποτελείται από τις ακόλουθες ενότητες:

1. Βασικές έννοιες: Υλικό και λογισμικό, αριθμητικά συστήματα, δομή, οργάνωση και λειτουργία υπολογιστών, κεντρική μονάδα επεξεργασίας, σύστημα μνήμης, μνήμη τυχαίας προσπέλασης, αποκωδικοποίηση μνήμης, είδη εντολών γλώσσας μηχανής, τρόποι διευθυνσιοδότησης της κύριας μνήμης, ταξινόμηση υπολογιστών βάσει του συνόλου εντολών, κωδικοποίηση του συνόλου εντολών, μονάδα ελέγχου, αριθμητική/λογική μονάδα, χρονισμός, τεχνολογία μνημών.

2. Απόδοση: Ιστορική αναδρομή, εκτέλεση προγράμματος, απόδοση και κατανάλωσης ενέργειας, μονοεπεξεργαστικά- & πολυεπεξεργαστικά συστήματα.

3. Η γλώσσα του υπολογιστή: Λειτουργίες υλικού, σύνολο εντολών του MIPS (εντολές αριθμητικών και λογικών πράξεων, ροή ελέγχου, εντολές λήψης απόφασης), διαδικασίες και συναρτήσεις, τρόποι διευθυνσιοδότησης, μετάφραση και εκτέλεση προγράμματος.

4. Αριθμητική για υπολογιστικά συστήματα: Αλγόριθμοι πρόσθεσης, αφαίρεσης, πολλαπλασιασμού και διαίρεσης, αριθμητική κινητής υποδιαστολής.

5. Ο επεξεργαστής: Σχεδίαση κεντρικής μονάδας επεξεργασίας (κυκλώματα χειρισμού δεδομένων και ελέγχου), διοχέτευση (pipeline) και απόδοση υπολογιστικών συστημάτων, κίνδυνοι (δομικοί, δεδομένων, ελέγχου) και αντιμετώπισή τους, σχεδίαση επεξεργαστή με διοχέτευση.

6. Μνήμη: Τύποι κυκλωμάτων μνήμης, ιεραρχία μνήμης, κρυφή μνήμη (cache) και βελτίωση της απόδοσης με τη χρήση της, εικονική μνήμη.

Ημερομηνία δημιουργίας

Τετάρτη 24 Φεβρουαρίου 2021