Επιλέγμένα και ταξινομημένα Bookmarks από τον χώρο της πληροφορικής
?????????? ??????????????

             ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ  ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ

Όνομα  Μαθήματος:

Προηγμένες Αρχιτεκτονικές Υπολογιστών

Κωδικός  Μαθήματος:

714

Προαπαιτούμενα:

Εξάμηνο:

Έβδομο (Ζ')

Διάρκεια:

13 Εβδομάδες, 3Θ, 2Ε

Τύπος:

Μάθημα Ειδικότητας, Επιλογής Υποχρεωτικό

Μονάδες ECTS:

6

Γλώσσα:

Ελληνική

Διδάσκοντες:

Α. Βαφειάδης (θεωρία και εργαστήριο)

Αντικείμενο &  Στόχοι:

Στο θεωρητικό του μέρος  το μάθημα στοχεύει στη παρουσίαση και ανάλυση των μεθόδων και των αρχιτεκτονικών επιλογών στη μοντέρνα σχεδίαση των υπολογιστών. Αποτελεί  την λογική συνέχει το μαθήματος Οργάνωση και Αρχιτεκτονική του Β εξαμήνου.
Στο εργαστηριακό του μέρος το μάθημα προσπαθεί να εισαγάγει  τον φοιτητή στις μεθόδους της αποτίμησης της απόδοσης των υπολογιστών(Computer performance evaluation). Στόχος του εργαστηριακού μέρους είναι να δώσει τις γνώσεις που είναι απαραίτητες ώστε ο φοιτητής να κατανοήσει πλήρως του δείκτές απόδοσης ώστε να μπορεί στο μέλλον να έχει  την δυνατότητα να κρίνει hardware και Software υπολογιστών και δικτύων.

Περιεχόμενο του  μαθήματος

Εισαγωγή: Ημερομηνίες σταθμοί στην ανάπτυξη των υπολογιστών, βασικά αρχιτεκτονικά στοιχεία, εξέλιξη και τάσεις της αρχιτεκτονικής υπολογιστών, αξιολόγηση της απόδοσης μιας αρχιτεκτονικής, η επίδοση της CPU.
Τεχνολογία Επεξεργαστών: Επιλογές στη σχεδίαση επεξεργαστών, επιλογές στη  σχεδίαση του συνόλου εντολών, αρχιτεκτονική εσωτερικής μνήμης, κλήσεις διευθύνσεων μνήμης, είδη εντολών, επεξεργαστές πολύπλοκου συνόλου εντολών  (CISC), επεξεργαστές μειωμένου συνόλου εντολών (RISC), επεξεργαστές superscalar, VLIW, και vector.
Τεχνολογία της μνήμης: τεχνολογία  της ιεραρχημένης μνήμης, οργάνωση της μνήμης cache, τοποθέτηση και  αναζήτηση δεδομένων στην cache, εκτίμηση επίδοσης μιας cache, μέθοδοι  βελτίωσης της επίδοσης μιας cache, οργάνωση της κύριας μνήμης, βασικοί  τύποι μνημών, DRAM, SRAM, αρχιτεκτονική της κύριας μνήμης, εικονική μνήμη, κατάτμηση της εικονικής μνήμης, ομοιότητες και διαφορές με την cache,  αντικατάσταση σελίδων και μετάφραση διευθύνσεων, επιλογή μεγέθους σελίδας.
Συστήματα εισόδου εξόδου και ο δίαυλος bus: Μαγνητικοί  δίσκοι, οπτικοί δίσκοι, μαγνητικές ταινίες, το δίκτυο bus, σχεδιαστικές  επιλογές, τυποποίηση του bus, άμεση πρόσβαση στη μνήμη (DMA), μέτρα επίδοσης εισόδου εξόδου, αξιοπιστία και συστήματα RAID.
Pipelining: Το pipeline των εντολών, η γλώσσα DLX, οι φάσεις εκτέλεσης μιας εντολής, η pipeline του DLX, οι κίνδυνοι της  pipeline, δομικοί κίνδυνοι, κίνδυνοι δεδομένων, κίνδυνοι ελέγχου, η pipeline της μονάδας κινητής υποδιαστολής, κανονικοποίηση, η πράξη της  πρόσθεσης, η πράξη του πολλαπλασιασμού, έλεγχος της pipeline.
Απόδοση Υπολογιστών: Τι είναι απόδοση  υπολογιστών(computer performance) γιατί χρειάζεται να την γνωρίζουμε και  ποιο πρέπει να μπορούν να την αποτιμήσουν. Δείκτες απόδοσης, Υπολογιστικός  φόρτος(workload) Σχεδιασμός χωρητικότητας(capacity planning), Μοντελοποίηση Υπολογιστών(computer modeling), Κατασκευή αναλυτικών λύσεων  για τον υπολογισμό των δεκτών απόδοσης. Μοντέλα προσομοίωσης. Αποτίμηση της απόδοσης με χρήση μοντέλων προσομοίωσης, κατασκευή Benchmarks.

Βιβλιογραφία
  • John L. Hennessy and David A. Patterson, "Computer Organization  and Design :  The Hardware/Software Interface", Academic Press, 1997.
  • David A. Patterson, John L. Hennessy, and David Goldberg, "Computer  Architecture :  A Quantitative Approach", 3th ed., Academic Press,  2003.
  • Andrew S. Tanenbaum  and James R. Goodman, "Structured Computer Organization", 4th ed., Prentice Hall, 1998.
  • William Stallings, "Computer Organization & Architecture", Prentice Hall, 2003
  • John L. Hennessy and David A. Patterson, “Αρχιτεκτονική Υπολογιστών” ,Εκδόσεις Τζιόλα 2008
  • William Stallings,” Οργάνωση και αρχιτεκτονική υπολογιστών” ,Εκδόσεις Τζιόλα 2003
  • Charles Sauer / Mani Chandy, "Computer Systems Performance Modeling" Prentice Hall, 1981
  • Andrew S. Tanenbaum, “Η Αρχιτεκτονική των Υπολογιστών” Εκδόσεις Κλειδαριθμός, 1990
  • Demenico Ferrari, "Measurement and Tuning of Computer Systems", Prentice Hall, 1993
  • Edward D. Lazowska,  "Quantitative System Performance" Prentice Hall, 1984
  • R. Jain, "The  Art of Computer Systems Performance Analysis: Techniques for Experimental         Design,Measurement, Simulation, and Modeling", Wiley- Interscience, New  York, NY, 1991.
  • Robert J. Baron, Lee Higbie.,”Computer architecture : case studies”  Addison-Wesley  1992.

Εργαστηριακή Υποδομή

Εργαστήριο με 24 υπολογιστές Pentium V , Λειτουργικό σύστημα Windows XP και Linux,  Πρόσβαση στο Internet.

Μέθοδοι  Διδασκαλίας

Διαλέξεις με τη χρήση  πίνακα, διαφανειών PowerPoint και Data Projector : 2 ώρες την εβδομάδα
Άσκηση πράξης με τη χρήση πίνακα, διαφανειών PowerPoint και  Data Projector : 1 ώρες την εβδομάδα
Εργαστηριακές ασκήσεις: 2 ώρες την εβδομάδα με χρήση προγραμμάτων επίλυσης αναλυτικών μοντέλων, Μοντέλων  προσομοίωσης και Benchmarking.
Τα κείμενα των εργαστηριακών ασκήσεων  και το απαραίτητο βοηθητικό υλικό για τη διεκπεραίωσή τους προσφέρονται  μέσω του Internet

Αξιολόγηση

Γραπτή εξέταση στο τέλος του εξαμήνου.

Παρατηρήσεις

Οι φοιτητές έχουν  πρόσβαση σε άρθρα και εφαρμογές μέσω INTERNET.

  

Για την ανάγνωση των PDF αρχείων απαιτείται o ACROBAT READER 6.0 ή νεώτερος

ΧΕΙΜΕΡΙΝΟ    2010-2011                                                    

           Διαφάνειες Θεωρίας

               Εργαλεία για την κατανόηση της θεωρίας                                      

         Τα Aποτελεσματα της Α Περιοδου αναρτηθηκαν στην YDRA

         Τα Aποτελεσματα της B Περιοδου αναρτηθηκαν στην YDRA

    VIDEO των παραδόσεων
    Περιλήψεις των παραδόσεων του μαθήματος μπορείται να τις παρακολουθήσετε και σε VIDOμε τους παρακάτω τρόπους:
      α) Καλειται την διευθυνση vod.it.teithe.gr και με την βοήθεια των  menou επιλεγεται στην αρχη
      το μάθημα και στη συνέχεια τα κεφάλαια
      Η επιλογή αυτή προτείνεται για σύνδεση μέσα από του υπολογιστές του τμήματος ή ADSL συνδεση.
      Στη περίπτωση αυτή θα πρεπει να μπειτε σε ενα VPN (Virtual Prived Network) το οποίο θα σας δώσει μια   διευθυνση μέσα από τις διευθυνσεις του ΤΕΙ.
      Οι οδηγίες για το πώς  θα μπείτε στο VPN δίνονται στη διευθυνση Hydra.it.teithe.gr/vpn
      Η επιλογή αυτή προτείνεται για σύνδεση μέσα από του υπολογιστές του τμήματος ή ADSL συνδεση.
      β) Καλείται την διευθυνση vod.it.teithe.gr/vaf/ARCH2/ και κάνετε download τα αντίστοιχα κεφαλαια τα οποια ειναι σε zip format. (προτεινόμενη). Καντε extract σε μια directory και τρεξτε
      το htm αρχειο π.χ Chapter1Part1.htm με τον internet explorer
      Η επιλογή αυτή προτείνεται για οσούς θελουν να δουν τα VIDEO στο σπιτι τους. Επειδη οπώς θα διαπιστώστε τα   video εχουν μεγαλο μήκος,  κάντε τo download απο τους υπολογιστές του          τμήματος ή με ADSL από το σπίτι. Για την παρακολόύθηση των μαθηματών χρησιμοποιήστε τον
      αποκλειστικά τον Internet explorer. O περιορισμός αυτός οφείλετε στο γεγονος οτι
      χρησιμοποείται ο Microsoft Producer for powerpoint 2003.
           
      Προσοχή : H παρακολούθηση των μαθημάτων μέσω του video δεν αντικαθιστά με      κανένα τρόπο τη   φυσική παρακολούθηση του μαθήματος. Εχει σαν σκοπόν να     επεξηγήσει καποιες εννοιες που δεν εγιναν αρχικά κατανοητές και πρέπει μέσω διαδοχικών επαναλήψεων να αφομοιωθούν. Επίσης υπάρχουν διαδικασίες, όπως αυτή της pipeline , οι οποίες δεν μπορούν σε καμμιά περίπτωση να μεταφερθούν ακριβώς μέσω video  
    Η ολη διαδικασία οργάνωσης, λήψης και επεξεργασίας του υλικού εγινε στα πλαισια του προγράματος
    "Ενίσχυση Σπουδών Πληροφορικής στο Τμήμα Πληροφορικής ΑΤΕΙ Θεσσαλονίκης"
    το οποιο συνχρηματοδοτείται κατά 70% από την Ε.Ε και 30% από εθνικούς πόρους
    Διαφάνειες Εργαστηρίων
    Χρονοπρογρ/σμός Εργαστηρίου-Παρουσίες
    Ασκήσεις Εργαστηρίων
  • Εξετάσεις εργαστηρίου
    • Οι εξετάσεις του εργαστηρίου θα βαθμολογηθούν  ως εξης
      • 80% οι γραπτες εξετάσεις και 20% η εργασία
    • Για τις εργαστηριακές εξετάσεις θα πρεπει να διαβάσετε
      • Ολες τις ασκήσεις
      • Την περίληψη των διαφανειών
      • Το υπόδειγμα της εργασιας
    • Για τη συμμετοχή στις εξετάσεις του εργαστηρίου απαιτείται:
      • Η παράδοση της εργασίας (μαζί με την εκφώνηση)
      • Παραδοση ασκήσεων                                                                                                                                                                                                     
  • Αποτελέσματα Α Περιοδου
  • Αποτελέσματα B Περιοδου
  • ΒοηΘήματα

    •