ΥΠ08 - Αρχιτεκτονική Υπολογιστών

Πληροφορίες

Κωδικός : ΥΠ08

Τύπος : Υποχρεωτικό

Εξάμηνο : 2

Μονάδες ECTS: 6

URL: https://eclass.hua.gr/courses/DIT106/

Αναμενόμενα Αποτελέσματα

Ο στόχος του μαθήματος είναι να διδάξει σε όλους τους προπτυχιακούς φοιτητές του Τμήματος το
απαραίτητο υπόβαθρο οργάνωσης/αρχιτεκτονικής υπολογιστών. Ο φοιτητής έχοντας ήδη λάβει τις
απαραίτητες προηγούμενες γνώσεις επάνω σε θέματα υλικού σε επίπεδο λογικών πυλών και επάνω
σε θέματα προγραμματισμού σε υψηλό επίπεδο από αντίστοιχα μαθήματα, στο μάθημα αυτό
διδάσκεται την οργάνωση και την σχεδίαση ενός υπολογιστή και την διασύνδεση μεταξύ υλικού και
λογισμικού ώστε να αποκτήσει ένα στέρεο υπόβαθρο κατανόησης των εννοιών που αποτελούν την
βάση των σύγχρονων υπολογιστών.
Το μάθημα είναι απαραίτητο σε όλους τους φοιτητές που ενδιαφέρονται να εμβαθύνουν τόσο στη
σχεδίαση υλικού όσο και στην ανάπτυξη λογισμικού.
Το μάθημα παρέχει επίσης το απαραίτητο υπόβαθρο για όσους φοιτητές ενδιαφέρονται να
παρακολουθήσουν μαθήματα που σχετίζονται με πιο προχωρημένες έννοιες αρχιτεκτονικής
υπολογιστών και την σχεδίαση ψηφιακών συστημάτων.

Περιεχόμενο

Θεωρία:Εισαγωγή σε βασικές έννοιες της οργάνωσης και της τεχνολογίας των υπολογιστών καθώς και στις σύγχρονες προκλήσεις της αρχιτεκτονικής υπολογιστών, εντολές και επίπεδα αναπαράστασης, αναπαράσταση αριθμητικών και η-αριθμητικών δεδομένων, οργάνωση τυπικού υπολογιστή, αρχιτεκτονική συνόλου εντολών ISA, μικροαρχιτεκτονική, υπολογιστές RISC και CISC, MIPS ISA, καταχωρητές, μορφή και κωδικοποίηση εντολών, τρόποι διευθυνσιοδότησης, λειτουργίες αριθμητικές, λογικές και μεταφοράς δεδομένων, λειτουργίες ελέγχου ροής προγράμματος, υποστήριξη διαδικασιών στο υλικό, χρήση της στοίβας, βασικές έννοιες της μεταγλώττισης, αξιολόγηση και κατανόηση της απόδοσης, νόμος του Amdahl, υπολογισμός απόδοσης, παράγοντες που επιδρούν στην απόδοση, σχεδίαση επεξεργαστή, σχεδίαση διαδρομής δεδομένων, υλοποίηση ενός κύκλου, σχεδίαση μονάδας ελέγχου, γενικές αρχές διοχέτευσης, υλοποίηση διοχέτευσης στον επεξεργαστή MIPS.

Εργαστήριο: Ασκήσεις στην ISA του MIPS. Προγραμματισμός στην συμβολική γλώσσα. Χρήση προσομοιωτή MIPS MARS. Σχεδίαση σε Verιlog βασικών στοιχείων μικρο-αρχιτεκτονικης του MIPS.

Τρόπος Αξιολόγησης

Γραπτή τελική εξέταση 80% που περιλαμβάνει
- Επίλυση προβλημάτων σχεδίασης με την χρήση της γλώσσας Verilog
- Αξιολόγηση στοιχείων θεωρίας

Αξιολόγηση αναφορών εργαστηριακών ασκήσεων 20%

Βιβλιογραφία

DAVID A. PATTERSON, JOHN L. HENNESSY: ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΚΑΙ ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ: Η ΔΙΑΣΥΝΔΕΣΗ ΥΛΙΚΟΥ ΚΑΙ ΛΟΓΙΣΜΙΚΟΥ 4ηη έκδοση, Α Τόμος, ΚΛΕΙΔΑΡΙΘΜΟΣ ΕΠΕ
WILLIAM STALLINGS: ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΚΑΙ ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ 10ηη έκδοση, Α. ΤΖΙΟΛΑ ΥΙΟΙ Α.Ε.
SARAH L. HARRIS, DAVID MONEY HARRIS: ΨΗΦΙΑΚΗ ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΚΑΙ ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ, ΕΚΔΟΣΗ ARM ΚΛΕΙΔΑΡΙΘΜΟΣ ΕΠΕ