O předmětu

Cílem předmětu Architektura počítačů je seznámit studenty s návrhem a vnitřní organizací počítače a procesoru na takové úrovni, aby jako budoucí profesionálové v oboru nevnímali počítač jako černou skříňku, která nějakým blíže neurčeným způsobem vykonává program. K tomu je nutné si osvojit základní princip uspořádání počítače a procesoru na úrovni funkčních komponent, jejich chování, vzájemnou komunikaci a vliv na výkon počítače. Pochopení základních principů moderních architektur je základním předpokladem k efektivnímu použití programovacích jazyků při vývoji počítačových programů.

Přednáška k předmětu se koná každé úterý od 9:00 v posluchárně S3.

Stručný sylabus

  • Úvod do logických systémů, logické výrazy, booleovské funkce, hradla, kombinační a sekvenční obvody, základní funkční bloky, aritmetické operace.
  • Výkonnost počítače a procesoru, základní metriky a jejich omezení, porovnávání výkonnosti počítačových architektur.
  • Implementace architektury počítače, jednocyklová datová cesta a řízení, vícecyklová datová cesta a řízení, obvodová a mikroprogramová implementace řadiče, zpracování výjimek.
  • Zřetězené zpracování instrukcí, skalární pipeline, hazardy při zřetězeném zpracování instrukcí, forwarding/bypassing, predikce skoků, zpracování výjimek.
  • Superskalární architektury, statické a dynamické pipelines, zpracování instrukcí mimo pořadí (out-of-order), spekulativní zpracování instrukcí, příklady architektur současných procesorů.
  • Architektura paměťového subsystému, latence a propustnost, konstrukce statických a dynamických pamětí, princip a uspořádání cache, mapování paměti do cache.
  • Paralelní zpracování a víceprocesorové systémy, Flynnova taxonomie, Amdahlův zákon, vektorové operace pro multimédia, vícejádrové a grafické procesory.

Literatura

Harmonogram

Termín Téma Poznámka
21. února 2017 Agenda, Úvod
28. února 2017 Výkonnost počítače
7. března 2017 Instrukční sada
14. března 2017 Základní logické obvody
21. března 2017
28. března 2017
4. dubna 2017
Implementace procesoru Aktualizováno 11. dubna 2017
11. dubna 2017
18. dubna 2017
25. dubna 2017
Zvyšování výkonnosti procesoru
2. května 2017
9. května 2017
16. května 2017
Paměťová hierarchie
23. května 2017 Paralelní zpracování

Zkouška

Na termíny zkoušek se prosím přihlašujte pomocí Studijního informačního systému. Na email přednášejícího (bulej<at-sign>d3s.mff.cuni.cz) je možné psát stručné dotazy k náplni předmětu. Pro složitější dotazy je možné využít osobní konzultace, jejichž konání je možné po předchozí emailové dohodě.

Kontakt

Pokud máte libovolný dotaz nebo připomínku, můžete kontaktovat přednášejícího Lubomíra Buleje na adrese bulej<at-sign>d3s.mff.cuni.cz.

Konzultační hodiny

V kanceláři č. 205 v budově na Malé Straně jsem k zastižení od úterý do pátku. V kanceláři bývám zhruba od 9:30 do 18:00, někdy i déle, ale pokud plánujete přijít po 17. hodině, je vhodné mi to včas předem oznámit.

Vedle výuky ještě nebývám k zastižení během seminářů D3S, které se konají v úterý od 14:00 do (většinou) 15:00 a ve středu od 9:00 do (většinou) 10:00.

Během konzultačních hodin jsem ochoten poskytnout kratší, předem neohlášené konzultace. Pokud předpokládáte, že na konzultaci bude potřeba více času, je vhodné se předem domluvit na konkrétním termínu a mít jasnou představu o její náplni – to znamená vědět čemu nerozumíte (a čemu ještě ano) – konzultace nemůže sloužit jako náhrada přednášek.

Logo of Faculty of Mathematics and Physics
  • Phone: +420 951 554 267, +420 951 554 236
  • Email: info<at-sign>d3s.mff.cuni.cz
  •  
  • How to find us?
Modified on 2017-05-22