Το μάθημα «Αρχιτεκτονική» έχει ενταχθεί στο δεύτερο επίπεδο μαθημάτων. 

Στόχοι μαθήματος: η κατανόηση των εννοιών της οργάνωσης και σχεδίασης ενός υπολογιστή, των ζητημάτων που εμπλέκονται σε θέματα σχεδίασης ενός συνόλου εντολών, χρήση ενός συνόλου εντολών καθώς και η κατανόηση βασικών θεμάτων ομοχειρίας.

Διδακτικές ενότητες: Οι διδακτικές ενότητες του μαθήματος φαίνονται στον ακόλουθο πίνακα: 

     Ενότητα 1

Βασικές έννοιες 

  • Αρχές σχεδίασης υπολογιστών,  το έργο του σχεδιαστή υπολογιστών

     Ενότητα 2

Οργάνωση Υπολογιστών

  • Δομή Υπολογιστικών Συστημάτων

  • Αναφορά στις έννοιες των Καταχωρητών, της Αριθμητικής Λογικής Μονάδας, της Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας

     Ενότητα 3
  • Σύνολα Εντολών – Εισαγωγή

  • Ταξινόμηση Αρχιτεκτονικών Συνόλου Εντολών

     Ενότητα 4
  • Διευθυνσιοδότηση Μνήμης

  • Μέθοδοι Διευθυνσιοδότησης

     Ενότητα 5
  • Τύποι και Μεγέθη Τελεστών

  • Λειτουργίες του Συνόλου Εντολών

     Ενότητα 6
  • Εντολές για έλεγχο ροής

     Ενότητα 7
  • Αρχιτεκτονική MIPS.

     Ενότητα 8
  • Αρχιτεκτονική MIPS.

     Ενότητα 9
  • Βασικά θέματα ομοχειρίας (Pipeline)

  • Βασικές έννοιες του Συνόλου εντολών ενός RISC

  • Μια απλή υλοποίηση του συνόλου εντολών ενός RISC

  • Η κλασική ομοχειρία 5 σταδίων (five-stage pipeline)

     Ενότητα 10
  • Βασικά προβλήματα ομοχειρίας (Pipeline Hazards)

  • Εμπόδια Δομής (Structural Hazards)

  • Εμπόδια Δεδομένων (Data Hazards)

  • Εμπόδια Ελέγχου (Control Hazards)

 

Προαπαιτούμενες γνώσεις: λογική σχεδίαση, εισαγωγή στους υπολογιστές, προγραμματισμός.

 

Επιθυμητές γνώσεις: λογική σχεδίαση, εισαγωγή στους υπολογιστές,  οργάνωση υπολογιστών, προγραμματισμός. 

 

Λογισμικό: Για τη διεξαγωγή των εργασιών που θα δοθούν κατά τη διάρκεια του μαθήματος είναι απαραίτητη η χρήση του προγράμματος SPIM. Το λογισμικό παρέχεται δωρεάν internet στην εξής διεύθυνση: http://www.cs.wisc.edu/~larus/spim.html 

 

Βιβλιογραφία:

  1. Computer architecture: a quantitative approach, D.Patterson, J.Hennessy.

  2. Computer Organization & Design: The Hardware/Software Interface, D.Patterson, J.Hennessy.