Προηγμένη Αρχιτεκτονική Υπολογιστών

Κωδικός Μαθήματος: Ν2-6030Β
Εβδομαδιαίες ώρες διδασκαλίας: 4 (2Θ + 1ΑΠ + 1Ε)
Πιστωτικές μονάδες: 6
Τυπικό εξάμηνο διδασκαλίας: 6ο
Κατηγορία μαθήματος: Μαθήματα Γενικής Υποδομής
Προαπαιτούμενα:  

Μαθησιακά αποτελέσματα

Ο σκοπός του μαθήματος είναι να παρουσιάσει τα βασικά θέματα σχεδιασμού και υλοποίησης επεξεργαστών και ιεραρχιών μνήμης υψηλών επιδόσεων, καθώς και τις βασικές διασυνδέσεις εισόδου – εξόδου ενός υπολογιστή και της επικοινωνίας αυτών με τις περιφερειακές συσκευές του υπολογιστή.

Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος ο φοιτητής / τρια θα είναι σε θέση να:

  • έχει κατανοήσει σε βάθος τη λειτουργία της κρυφής μνήμης, της διαδρομής δεδομένων και την επικοινωνία του υπολογιστή με τις περιφερειακές συσκευές του.
  • έχει αποκτήσει γνώσεις που σχετίζονται με το υλικό και τους δείκτες απόδοσης ενός υπολογιστή.
  • αξιολογήσει υλικό και λογισμικό υπολογιστών.
  • εξηγήσει βασικά θέματα σχεδιασμού και υλοποίησης επεξεργαστών και ιεραρχιών μνήμης υψηλών επιδόσεων.
  • επιλέγει κατάλληλους πραγματικούς επεξεργαστές, αφού μελετήσει τα χαρακτηριστικά τους από εγχειρίδια, για ένα σχέδιο που εκπονεί.
  • χρησιμοποιεί προσομοιωτές για τη σύγκριση σχεδιαστικών επιλογών κρυφής μνήμης και συγγραφή αναφοράς αποτελεσμάτων.

Περιεχόμενο μαθήματος

Αρχιτεκτονική Επεξεργαστή. Αρχιτεκτονικές συνόλου εντολών επεξεργαστών RISC. Οργάνωση επεξεργαστών: δίοδος δεδομένων (datapath), αρχιτεκτονικές διοχέτευσης (pipelines), οργάνωση ιεραρχίας μνημών (κρυφές μνήμες), αρχιτεκτονικές μεγάλου μήκους λέξης (VLIW), παραδείγματα σύγχρονων επεξεργαστών. Κεντρική μνήμη. Οργάνωση εισόδου – εξόδου, σύγχρονη – ασύγχρονη επικοινωνία. Διακοπές υλικού – εξαιρέσεις. Αρχιτεκτονική συστοιχιών υπολογιστών (clusters)-δίκτυα διασύνδεσης. Το εργαστήριο του μαθήματος περιλαμβάνει χρήση προσομοιωτών για την κατανόηση των βασικών τεχνικών αύξησης της απόδοσης των επεξεργαστών που διδάσκονται στο μάθημα:της διοχέτευσης (pipelining) και της κρυφής μνήμης (cache memory).

Βιβλιογραφία
  1. Hennessy J., Patterson D., Οργάνωση και Σχεδίαση Υπολογιστών (η διασύνδεση υλικού και λογισμικού), 4η Έκδοση, Εκδόσεις Κλειδάριθμος, 2010.
  2. Ι. Κάβουρας, Οργάνωση Συστημάτων Υπολογιστών, Εκδόσεις Κλειδάριθμος, 2007.
  3. Hennessy J., Patterson D., Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Ποσοτική Προσέγγιση, 4η Έκδοση, Εκδόσεις Τζιόλα, 2013.
  4. Messmer H-P., The indispensable PC hardware book, 4th ed., Addison-Wesley, 2001.
  5. Hall D., Microprocessors and interfacing programming and hardware, 2nd ed.,Gregg/Community College, 1991.
  6. Parhami Β., Computer Architecture: From Microprocessors to Supercomputers, Oxford University Press, 2005.

Internationalisation I18n