Pokročilé architektury počítačů

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra počítačů

Anotace:

Předmět rozšiřuje znalosti studentů v oblasti architektury moderních počítačů. Pozornost je věnována zejména architektuře soudobých procesorů využívajících paralelismu na úrovni instrukcí a vláken, pokročilému proudovému zpracování informace a jeho důsledkům pro překladač, paměťovému a perifernímu subsystému a jejich optimálnímu návrhu. Z oblasti multiprocesorových systémů jsou probírány systémy se sdílenou pamětí včetně problematiky koherence a konzistence. Při výkladu je kladen důraz na kvantitativní popis systému a jeho hodnocení z hlediska ceny a výkonu.

Požadavky:

Hodnocení předmětu se skládá z hodnocení semestrálního projektu a zkoušky. Podmínkou udělení zápočtu je též absolvování seminárních cvičení.

Osnova přednášek:

1. Úvod do moderní architektury počítačů, základní pojmy a trendy

2. Návrh souboru instrukcí pro proudové zpracování

3. Architektura proudově pracujícího RISC procesoru

4. Superskalární a VLIW procesory

5. Algoritmy generování kódu a jeho optimalizace

6. Vyrovnávací paměti pro data a instrukce

7. Návrh subsystému hlavní paměti

8. Vícevláknové architektury

9. Těsně vázané MIMD architektury

10. Architektury s distribuovanou sdílenou pamětí

11. Periferní zařízení a systémová architektura, přenos přes rozhraní

12. Závislost ceny na výkonu, kvantitativní vyhodnocení periferního subsystému

13. Sdílení datových cest, paměti v periferním subsystému, propustnost a zpoždění

14. Rezerva

Osnova cvičení:

Cvičení předmětu zahrnují experimenty na simulátorech a samostatnou práci studentů při řešení semestrálních projektech. Semestrální projekty mají charakter experimentů z oblasti číslicových systémů.

1. Úvodní cvičení - rozdělení témat semestrálních projektů

2. Soubor instrukcí a jeho využití překladačem

3. Simulátor proudově pracujícího procesoru

4. Optimalizační algoritmy pro proudově pracující procesor

5. Simulátor superskalárního procesoru

6. Úvodní prezentace semestrálních projektů

7.-11. Samostatné řešení semestrálních projektů

12.-13. Prezentace výsledků semestrálních projektů

14. Rezerva - zápočet

Cíle studia:

Studijní materiály:

1. Hennesy, J. L., Patterson, D. A.: Computer Architecture : A Quantitative Approach, Second Edition, San Francisco, Morgan Kaufmann Publishers, Inc., 1996

2. Dezso Sima et. al. Advanced Computer Architectures : A Design Space Approach, New York, Addison Wesley Longman Inc. 1997

Poznámka:

Další informace:

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Elektronika - elektronické systémy- strukturované studium (povinně volitelný předmět)
• Elektronika - aplikovaná elektronika- strukturované studium (povinně volitelný předmět)
• Elektronika - elektronika a fotonika- strukturované studium (povinně volitelný předmět)
• Výpočetní technika - projektování číslicových systémů- strukturované studium (povinný předmět zaměření)