ΔΙΔΑΣΚΩΝ: Νεκτάριος Κοζύρης

ΓΡΑΦΕΙΟ: Κτήριο ΗΜ&ΜΥ, 2ος όροφος, Αίθουσα 21.7 και 21.34Β (Εργαστήριο Υπολογιστικών Συστημάτων)

ΤΗΛΕΦΩΝΟ: +30-210-772 1531

E-MAIL: nkoziris@cslab.ece.ntua.gr

ΩΡΕΣ ΓΡΑΦΕΙΟΥ: ΘΑ ΑΝΑΚΟΙΝΩΘΟΥΝ ΣΤΟ ΜΑΘΗΜΑ

ΒΟΗΘΟΙ: Βάλια Αθανασάκη

ΩΡΕΣ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ: Τρίτη 12:45-14:30 (Αίθουσα 0.1.15, ισόγειο κτηρίου Ηλεκτρολόγων)

ΒΙΒΛΙΟ: θα δοθούν σημειώσεις από τα βιβλία:

1. Computer Organization and Design: The Hardware/Software Interface, 2nd & 3rd Editions (David A. Patterson and John L. Hennessy), Morgan Kaufmann Publishers.
2. Computer Architecture: A Quantitative Approach, 2nd & 3rd Editions (John L. Hennessy and David A. Patterson), Morgan Kaufmann Publishers.
3. Modern Processor Design: Fundamentals of Superscalar Processors, 1st Edition, John P. Shen, Mikko Lipasti, McGraw Hill, ©2005.

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ: Αρχιτεκτονικές συνόλου εντολών γλώσσας μηχανής (Instruction Set Architectures), οργάνωση προηγμένων επεξεργαστών: μονάδα έλεγχου (control unit) και δίοδος δεδομένων (datapath), Αρχιτεκτονικές αγωγού (pipeline), οργάνωση ιεραρχίας μνημών (κρυφές μνήμες, μετάφραση εικονικών διευθύνσεων, ΤLB), αρχιτεκτονικές αγωγού πολλαπλών βαθμίδων μεταβλητής καθυστέρησης (multistage pipeline with variable latency), πρόβλεψη διακλάδωσης (branch prediction), δυναμική δρομολόγηση εντολών, αρχιτεκτονικές μεγάλου μήκους λέξης (VLIW), παραλληλισμός σε επίπεδο εντολών γλώσσας μηχανής (ILP). Παραδείγματα σύγχρονων επεξεργαστών

ΑΝΑΛΥΤΙΚΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ:

1. Εισαγωγή
2. Αρχιτεκτονικές Συνόλου Εντολών
   • μορφές εντολών (CISC-RISC)
   • τρόποι αναφοράς στη μνήμη
   • H γλώσσα μηχανής MIPS - Παραδείγματα
3. Οργάνωση επεξεργαστών
   • μονάδα έλεγχου (control unit) και δίοδος δεδομένων (datapath)
   • οργάνωση πολλαπλών βαθμίδων
4. Αρχιτεκτονικές αγωγού
   • Τι είναι αρχιτεκτονική αγωγού (pipelining)
   • H αρχιτεκτονική αγωγού του επεξεργαστή DLX
   • Προβλήματα ροής σε αγωγούς
     1. Εξαρτήσεις δεδομένων (data hazards)
     2. Εξαρτήσεις ελέγχου (control hazards)
5. Ιεραρχία Μνήμης
   • Οργάνωση κρυφής μνήμης (cache memory)
   • Εικονική Μνήμη (virtual memory)
6. Προχωρημένα Θέματα Οργάνωσης
   • Παραλληλισμός σε επίπεδο εντολών γλώσσας μηχανής (instruction level parallelism-ILP)
   • δυναμική δρομολόγηση εντολών
   • πρόβλεψη διακλάδωσης (branch prediction)
   • αρχιτεκτονικές μεγάλου μήκους λέξης (VLIW)
7. Μονάδες Διασύνδεσης (Ι/Ο)

ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ-ΕΡΓΑΣΙΑ:
Στο πλαίσιο του μαθήματος θα γίνει από κάθε ομάδα μια μικρή παρουσίαση σε ένα θέμα της περιοχής των προηγμένων αρχιτεκτονικών και θα παραδοθεί μια μικρή αναφορά. Ενδεικτικά θέματα παρουσιάσεων, μαζί με βιβλιογραφία μπορείτε να βρείτε εδώ.

ΣΧΗΜΑ ΒΑΘΜΟΛΟΓΙΑΣ
Ο τελικός βαθμός υπολογίζεται σαν το άθροισμα του βαθμού του εργαστηρίου και της τελικής εξέτασης. Το άριστα στη γραπτή εξέταση είναι 8 μονάδες, και στην παρουσίαση-γραπτή εργασία 2 μονάδες.

Χρήσιμα βιβλία

Τα βιβλία του μαθήματος είναι τα εξής:

Computer Organization and Design : The Hardware/Software Interface (3rd edition)
by David A. Patterson, John L. Hennessy, Peter J. Ashenden, James R. Larus, Daniel J. Sorin (Amazon)
Computer Architecture : A Quantitative Approach (3rd edition)
by John L. Hennessy, David A. Patterson, David Goldberg (Amazon)

Modern Processor Design: Fundamentals of Superscalar Processors (1st edition)
by John P. Shen, Mikko Lipasti (Amazon)