Introduction to Computer Architecture and Organization with the focus on
lowest layers of the machine structure. The course begins with short
overview of the History of computers, describes data representation and
concept of instruction. Following parts deals with basic structure of
the processor - control unit etc., microprogramming, RISC and post-RISC
processors. The memory organization, virtual memory system and the
bottleneck of memory/processor interface. Connection subsystems, busses
and networks, DMA, arbitration of bus access. Multiprocessors and paralell
systems, non-conventional systems.
Last update: Zavoral Filip, RNDr., Ph.D. (03.04.2001)
Úvodní kurs architektury počítačů seznamující posluchače s nejnižšími
fyzickými úrovněmi počítače.
Historie, architektura, reprezentace dat. Instrukce, procesory, řadiče,
mikroprogramování, procesory třídy RISC a post-RISC. Paměti, virtuální paměť.
Propojovací systémy, sběrnice, sítě, arbitrace, DMA. Multiprocesory a
paralelní systémy, netradiční architektury.
Last update: ()
Syllabus -
Introduction to Computer Architecture and Organization with the focus on lowest layers of the machine structure. The course begins with short overview of the History of computers, describes data representation and concept of instruction. Following parts deals with basic structure of the processor - control unit etc., microprogramming, RISC and post-RISC processors. The memory organization, virtual memory system and the bottleneck of memory/processor interface. Connection subsystems, busses and networks, DMA, arbitration of bus access. Multiprocessors and paralell systems, non-conventional systems.
Last update: T_KSI (21.05.2002)
Historie Vývoj oboru v krátkém přehledu, nejvýznamnější osoby a stroje, historické souvislosti), architektura, organizace a implementace (Úvod do struktury a členění jednotlivých disciplin oboru,obsah disciplin, notace PMS), reprezentace dat (Základní kritéria pro reprezentace, reprezentace znaků, logických hodnot a čísel, polyadické a nepolyadické soustavy, převody mezi soustavami, chyby převodu, reprezentace celých čísel a čísel v pohyblivé řádové čárce, doporučení IEEE754 a 854, zobrazení v procesorech Intel), instrukce (Definice instrukce jako typu dat, instrukční repertoár - velikost, složitost a úplnost, variace operačních kódů a operandů,modality instrukce, typy instrukcí podle počtu operandů, skupiny instrukcí podle interpretace, způsoby adresování), procesory (základní logické prvky, řadiče, mikroprogramování, nanoprogramování, skalární procesory, proudové jednotky, vektorové procesory, superskalární procesory, optimalizace práce procesoru, predikce skoku, závislosti instrukcí), procesory třídy RISC a post-RISC (Pojem procesoru RISC, základní vlastnosti, klasifikace procesorů RISC, postupy a metody používané při práci procesorů RISC,příklady komerčních procesorů, architektury a organizace post-RISC, spekulativní zpracování instrukcí, příklady řešení vybraných procesorů post-RISC), paměti (Charakteristiky pamětí, taxonomie pamětí,vnitřní organizace paměťových jednotek, hierarchické paměťové systémy, virtuální paměť - dvojúrovňový systém, efektivní přístupová doba, příklady realizace virtuálních systémů, struktura programu a virtuální paměťový systém, strategie výměny bloků, tříúrovňový paměťový systém, vyhledávací a zapisovací strategie, redukce ztrát výkonu v hierarchických paměťových systémech), propojovací systémy (Základní vlastnosti propojovacích systémů, směrové a sběrnicové propojovací systémy, propojovací sítě - statické a dynamické, sběrnice, hierarchie sběrnic, arbitrace, programová obsluha, DMA.), organizace s vysokým výkonem (Taxonomie výpočetních systémů, procesory typu SISD, SIMD, MISD, MIMD . Přehled organizací s vysokým výkonem,multiprocesory MIMD se sdílenou pamětí, multiprocesorové vektorové stroje, systémy MIMD s distribuovanými pamětmi, stroje SIMD, maticové počítače, distribuované paměti. Paralelní systémy, podmínky pro paralelní provádění výpočtu, způsoby programování a výkon paralelního systému, účinnost paralelních strojů Amdahlův zákon), netradiční architektury (Stručný přehled procesorů s architekturami, nevyhovujícími von Neumannově principu, asociativní procesory,procesory řízené daty, redukční procesory, systolické sítě, neuronové sítě), perspektivní technologie pro výstavbu počítačů (extrapolace nárustu výkonnosti počítačů, optické počítače, kvantové počítače, počítače založené na DNA, amorfní počítače, nanotechnologie).
