Οργάνωση και Σχεδίαση Η/Υ

• Γενική περιγραφή της οργάνωσης ενός Η/Υ
• Εισαγωγή στη συμβολική γλώσσα μηχανής (assembly) με έμφαση στην assembly του επεξεργαστή MIPS
• Υποστήριξη διαδικασιών (procedures) στο υλικό (hardware) ενός Η/Υ
• Εξαιρέσεις και Διακοπές (Exceptions/Interrupts) σε έναν επεξεργαστή.
• Αρχιτεκτονική x86 και σύγκριση αρχιτεκτονικών RISC και CISC.
• Αναπαράσταση αριθμητικών δεδομένων στον Η/Υ. Αναπαράσταση συμπληρώματος ως προς 2 και αριθμητική κινητής υποδιαστολής.
• Αλγόριθμοι εκτέλεσης αριθμητικών πράξεων όπως πρόσθεσης και πολλαπλασιασμού.
• Μετρικές απόδοσης ενός υπολογιστικού συστήματος.
• Μικρο-αρχιτεκτονική επεξεργαστών MIPS.
• Υλοποίηση μικρο-αρχιτεκτονικής ενός κύκλου μηχανής. Τμήμα ελέγχου και τμήμα δεδομένων.
• Μικρο-αρχιτεκτονική διοχέτευσης (pipeline). Προβλήματαπου δημιουργεί η διοχέτευση όπωςδομικάλάθη, λάθηδεδομένων και λάθη ελέγχου (structural, data, controlhazards).
• Ιεραρχία μνήμης και μνήμες cache. Απόδοση συστήματος με ιεραρχία μνήμης
• Εικονική Μνήμη (Virtual Memory)
• Εισαγωγή στην γλώσσα περιγραφής υλικού Verilogκαι δημιουργία επεξεργαστικών συστημάτων με την χρήση Verilog.

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

• Να έχει άριστη κατανόηση της λειτουργίας και της οργάνωσης ενός σύγχρονου επεξεργαστή.
• Να γνωρίζει τις βασικές αρχές της αρχιτεκτονικής συνόλου εντολών ενός επεξεργαστή (assembly)και να κατανοεί την σχέση μεταξύ της γλώσσας assembly, των γλωσσών προγραμματισμού υψηλού επιπέδου και του επεξεργαστή.
• Να μπορεί να προγραμματίζει αλγόριθμους με την χρήση της γλώσσας μηχανής (assembly).
• Nα κατανοεί την αριθμητική των υπολογιστών τόσο ακεραίων αριθμών όσο και αριθμών κινητής υποδιαστολής.
• Να μπορεί να αναλύει την απόδοση ενός επεξεργαστικού συστήματος και να κατανοεί τους παράγοντες από τους οποίους εξαρτάται η απόδοση αυτή.
• Να μπορεί να υλοποιεί και να προσομοιώνει έναν προγραμματιζόμενο επεξεργαστή σε γλώσσα περιγραφής υλικού, όπως η Verilog.

Patterson &Hennessy, Οργάνωση και Σχεδιασμός Υπολογιστών, 4 η έκδοση, Εκδόσεις Κλειδάριθμος, Τόμοι Α & Β

Προγραμματισμός Ι, Ψηφιακή Σχεδίαση

Μπέλλας Νικόλαος