Politechnika Warszawska - Centralny System UwierzytelnianiaNie jesteś zalogowany | zaloguj się
katalog przedmiotów - pomoc

Architektura komputerów

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: 103B-INxxx-ISP-ARKO Kod Erasmus / ISCED: (brak danych) / (brak danych)
Nazwa przedmiotu: Architektura komputerów
Jednostka: Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych
Grupy: ( Podstawy informatyki )-Informatyka-inż.-EITI
( Przedmioty techniczne )---EITI
Punkty ECTS i inne: 5.00
Język prowadzenia: polski
Jednostka decyzyjna:

103000 - Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych

Kod wydziałowy:

ARKO

Numer wersji:

2

Skrócony opis:

Zapoznanie studentów z architekturą współczesnych procesorów i komputerów. W trakcie wykładu są omawiane podstawy teoretyczne architektury komputerów, zasady konstruowania modeli programowych procesorów i list instrukcji oraz implementacji języków wysokiego poziomu, zasady działania procesorów, konstrukcja hierarchii pamięci oraz systemowe aspekty architektury procesora. Wykład prezentuje rónież architektury współczesnych komputerów jedno i wieloprocesorowych.

Pełny opis:

Zapoznanie studentów z architekturą współczesnych procesorów i komputerów. W trakcie wykładu są omawiane podstawy teoretyczne architektury komputerów, zasady konstruowania modeli programowych procesorów i list instrukcji oraz implementacji języków wysokiego poziomu, zasady działania procesorów, konstrukcja hierarchii pamięci oraz systemowe aspekty architektury procesora. Wykład prezentuje rónież architektury współczesnych komputerów jedno i wieloprocesorowych.


Treść wykładu
Taksonomie architektur komputerów. Maszyna von Neumanna, architektury Harvard, Princeton, Harvard-Princeton. Pojęcie hierarchii pamięci.

Typy i formaty danych. Interpretacja danych binarnych. Kody używane do reprezentacji znaków pisarskich, liczb całkowitych, stało- i zmiennopozycyjnych. Adresaowanie pamięci. Konwencje Big i Little Endian.

Wymagania języków wysokiego poziomu wobec architektury procesora. Identyfikacja klas pamięci. Stos. Przekazywanie sterowania pomiędzy procedurami - konwencje wołania. Mapa pamięci programu. Ramka stosu w rejestrach i w pamięci. Model programowy procesora - zestawy rejestrów, tryby adresowania, model operacji warunkowych. Konstrukcja listy instrukcji - podejście RISC i CISC. Formaty instrukcji. Prezentacja modelu programowego RISC i CISC.

Wykonanie instrukcji przez procesor. Procesor z jednofazowym wykonaniem instrukcji. Procesor wielofazowy z jednostką sterującą. Prefetch i kolejka instrukcji. Potok. Synchronizacja potoku - hazardy i opóźnienia. Superpotok. Potokowa implementacja procesora CISC - potok CISC, potok z transkodowaniem. Architektury superskalarne. Synchronizacja wielopotokowej jednostki wykonawczej. Prezentacja współczesnych architektur wielopotokowych z transkodowaniem instrukcji.

Kieszenie - zasada działania, warianty organizacji. Problem spójności zawartości pamięci operacyjnej i kieszeni. Analiza wydajności.

Wymagania systemu operacyjnego. Systemowy model programowy procesora. Zasady ochrony zasobów. Zarządzanie pamięcią. Funkcje systemu zarządzania pamięcią. Metody zarządzania pamięcią - prosta relokacja, segmentacja, stronicowanie. Implementacja systemu pamięci wirtualnej. Optymalizacja systemu zarządzania pamięcią. Zarządzanie pamięcią we współczesnych procesorach RISC. Zarządzanie działaniem hierarchii pamięci - zarządzanie pamięcią a kieszenie - sprzężenie kieszeni i jednostki zarządzania pamięcią.

Sytuacje wyjątkowe. Klasy sytuacji wyjątkowych i zasady ich obsługi w procesorach CISC i RISC. Specyficzne sytuacje wyjątkowe - podwójny błąd i restart.

Budowa komputera. Podsystem wejścia-wyjścia. Zasady współpracy z urządzeniami wejścia-wyjścia.

Procesory wbudowane. Procesory specjalizowane. Procesory sygnałowe.

Struktura współczesnego komputera PC. Wprowadzenie do systemów wieloprocesorowych - proste architektury systemów wieloprocesorowych (wieloprocesory symetryczne).




Zakres laboratorium
Zasady programowania w językach asemblerowych. Programowanie hybrydowe. Konwencje wołania procedur. Przekazywanie parametrów.

Zadania projektowe: procedury assemblerowe dołączone do programu w języku wysokiego poziomu; algorytmy operacji arytmetycznych, optymalizacja kodu.

  1. Prosty program w środowisku symulatora procesora MIPS (2h).
  2. Program przetwarzania znaków lub liczb - MIPS (4h).
  3. Zasady programowania hybrydowego procesorów x86 - prosty program C plus asembler) (2h).
  4. Procedura asemblerowa realizująca nietrywialne przetwarzanie (np. implementacja wybranych algorytmów obliczeniowych z arytmetyki komputerów) łączona z programem w języku C (4h).


Przedmioty podobne
Kod przedmiotuNazwa przedmiotuDyskonto ECTS
103C-TExxx-ISP-SYKOSystemy komputerowe3
103A-CTxxx-ISA-ECOARComputer Architecture5

Literatura:

    1. Patterson, Hennessy, Computer Organization / Design: The Hardware/ Software Interface, Morgan-Kauffmann 1994.
    2. J. Biernat, Arytmetyka Komputerów, Warszawa, PWN 1996.
    3. G. Mazur, Architektura Komputerów - preskrypt do wykładu.
    4. IA-32 Intel Architecture Software Developer`s Manual, Intel Corp., aktualna wersja dostępna w Internecie.
    5. MIPS32? Architecture for Programmers, MIPS Technologies, aktualna wersja dostępna w Internecie.

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2019/2020 - sem. zimowy" (w trakcie)

Okres: 2019-10-01 - 2020-02-21
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Laboratorium, 15 godzin, 150 miejsc więcej informacji
Wykład, 45 godzin, 150 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Grzegorz Mazur
Prowadzący grup: Grzegorz Mazur, Sławomir Niespodziany, Krzysztof Opasiak
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Ocena łączna
Jednostka realizująca:

103200 - Instytut Informatyki

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2018/2019 - sem. letni" (zakończony)

Okres: 2019-02-18 - 2019-09-30
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Laboratorium, 15 godzin, 96 miejsc więcej informacji
Wykład, 45 godzin, 96 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Rajmund Kożuszek, Dariusz Turlej
Prowadzący grup: Kazimierz Krosman, Sławomir Niespodziany, Dariusz Turlej
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Ocena łączna
Jednostka realizująca:

103200 - Instytut Informatyki

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2018/2019 - sem. zimowy" (zakończony)

Okres: 2018-10-01 - 2019-02-17
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Laboratorium, 15 godzin, 120 miejsc więcej informacji
Wykład, 45 godzin, 120 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Grzegorz Mazur
Prowadzący grup: Kazimierz Krosman, Grzegorz Mazur, Sławomir Niespodziany
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Ocena łączna
Jednostka realizująca:

103200 - Instytut Informatyki

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2017/2018 - sem. letni" (zakończony)

Okres: 2018-02-19 - 2018-09-30
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Laboratorium, 15 godzin, 80 miejsc więcej informacji
Wykład, 45 godzin, 80 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Rajmund Kożuszek, Dariusz Turlej
Prowadzący grup: Kazimierz Krosman, Sławomir Niespodziany, Dariusz Turlej
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Ocena łączna
Jednostka realizująca:

103200 - Instytut Informatyki

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2017/2018 - sem. zimowy" (zakończony)

Okres: 2017-10-01 - 2018-02-18
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Laboratorium, 15 godzin, 120 miejsc więcej informacji
Wykład, 45 godzin, 120 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Grzegorz Mazur
Prowadzący grup: Grzegorz Mazur
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Ocena łączna
Jednostka realizująca:

103200 - Instytut Informatyki

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2016/2017 - sem. letni" (zakończony)

Okres: 2017-02-20 - 2017-09-30
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Laboratorium, 15 godzin, 100 miejsc więcej informacji
Wykład, 45 godzin, 100 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Dariusz Turlej
Prowadzący grup: Dariusz Turlej
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Ocena łączna
Jednostka realizująca:

103200 - Instytut Informatyki

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2016/2017 - sem. zimowy" (zakończony)

Okres: 2016-10-01 - 2017-02-19
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Laboratorium, 15 godzin, 120 miejsc więcej informacji
Wykład, 45 godzin, 120 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Grzegorz Mazur
Prowadzący grup: Grzegorz Mazur
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Ocena łączna
Jednostka realizująca:

103200 - Instytut Informatyki

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2015/2016 - sem. letni" (zakończony)

Okres: 2016-02-23 - 2016-09-30
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Laboratorium, 15 godzin, 80 miejsc więcej informacji
Wykład, 45 godzin, 80 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Dariusz Turlej
Prowadzący grup: Dariusz Turlej
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Ocena łączna
Jednostka realizująca:

103200 - Instytut Informatyki

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2015/2016 - sem. zimowy" (zakończony)

Okres: 2015-10-01 - 2016-02-22
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Laboratorium, 15 godzin, 120 miejsc więcej informacji
Wykład, 45 godzin, 120 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Grzegorz Mazur
Prowadzący grup: Grzegorz Mazur
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Ocena łączna
Jednostka realizująca:

103200 - Instytut Informatyki

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2014/2015 - sem. letni" (zakończony)

Okres: 2015-02-23 - 2015-09-30
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Laboratorium, 15 godzin, 95 miejsc więcej informacji
Wykład, 45 godzin, 95 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Dariusz Turlej
Prowadzący grup: Dariusz Turlej
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Ocena łączna
Jednostka realizująca:

103200 - Instytut Informatyki

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2014/2015 - sem. zimowy" (zakończony)

Okres: 2014-09-29 - 2015-02-22
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Laboratorium, 15 godzin, 120 miejsc więcej informacji
Wykład, 45 godzin, 120 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Grzegorz Mazur
Prowadzący grup: Grzegorz Mazur
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Ocena łączna
Jednostka realizująca:

103200 - Instytut Informatyki

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2013/2014 - sem. letni" (zakończony)

Okres: 2014-02-24 - 2014-09-28
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Laboratorium, 15 godzin, 80 miejsc więcej informacji
Wykład, 45 godzin, 80 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Dariusz Turlej
Prowadzący grup: Dariusz Turlej
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Ocena łączna
Jednostka realizująca:

103200 - Instytut Informatyki

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2013/2014 - sem. zimowy" (zakończony)

Okres: 2013-10-01 - 2014-02-23
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Laboratorium, 15 godzin, 120 miejsc więcej informacji
Wykład, 45 godzin, 120 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Grzegorz Mazur
Prowadzący grup: Grzegorz Mazur
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Ocena łączna
Jednostka realizująca:

103200 - Instytut Informatyki

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2012/2013 - sem. letni" (zakończony)

Okres: 2013-02-20 - 2013-09-30
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Laboratorium, 15 godzin, 80 miejsc więcej informacji
Wykład, 45 godzin, 80 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Dariusz Turlej
Prowadzący grup: Dariusz Turlej
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Ocena łączna
Jednostka realizująca:

103200 - Instytut Informatyki

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2012/2013 - sem. zimowy" (zakończony)

Okres: 2012-10-01 - 2013-02-19
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Laboratorium, 15 godzin, 100 miejsc więcej informacji
Wykład, 45 godzin, 100 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Grzegorz Mazur
Prowadzący grup: Grzegorz Mazur
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Ocena łączna
Jednostka realizująca:

103200 - Instytut Informatyki

Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Politechnika Warszawska.