Cilji in kompetence
Cilj predmeta je vpeljati študente, da bodo sposobni razumeti organizacijo in arhitekturo računalnika od von Neumannovega modela do novejših arhitektur.
Vsebina
Uvod: zgodovinski pregled računalniških arhitektur, strojne komponente, zmogljivost, predstavitev podatkov.
Instrukcijska množica: karakteristike, načini naslavljanj, instrukcijski formati, semantični prepad, zbirni jezik.
Arhitektura 80x86: zgodovinski pregled, zgradba, načini delovanja, instrukcijska množica CISC.
Komponente računalnika: centralno procesna enota, instrukcijski cikel, pomnilnik, naprave, prekinitve.
Pomnilnik: hierarhija, zgodovinski pregled, zunanji pomnilnik, analitični modeli zmogljivosti.
Predpomnilnik: vloga, struktura, funkcije preslikave, politika pisanja.
Operacijski sistem: arhitekturni vidik, večopravilnost, upravljanje s pomnilnikom, razvrščanje procesov.
Navidezni pomnilnik: razdeljevanje in ostranjevanje, izmenjevanje, tabela strani, TLB, segmentacija.
Centralno procesna enota: struktura, registri, notranja vodila, mikroprogram, izvršitev instrukcije.
Cevenje: pohitritve, podroben instrukcijski cikel, stopnje cevenja, hazardi, predvidevanje vejitev.
Paralelne arhitekture: superskalarnost, procesorji SMP, NUMA, grozdne arhitekture.
Metode poučevanja in učenja
• Predavanja: pri predavanjih študentje spoznajo teoretične vsebine predmeta. Predavanja se izvajajo kot klasična predavanja v frontalni obliki z diskusijo ob primerih uporabe.
• Seminarske vaje: pri seminarskih vajah se študentje seznanijo s potekom računalniških vaj.
• Računalniške vaje: pri računalniških vajah študentje uporabljajo usvojeno znanje na konkretnih problemih.
Predvideni študijski rezultati - znanje in razumevanje
• razumeti in podrobno razložiti delovanje posameznih računalniških komponent, njihovo vlogo in parametre zmogljivosti,
• razumevanje inštrukcijskega cikla in delovanja računalnika,
• z uporabo zbirnega jezika programirati posamezne komponente računalnika
Predvideni študijski rezultati - Prenosljive/ključne spretnosti in drugi atributi
Spretnosti komuniciranja: ustni zagovor laboratorijskih vaj, pisno izražanje pri pisnem izpitu.
Uporaba informacijske tehnologije: uporaba zbirnega jezika za programiranje in orodij za simulacijo procesorja.
Reševanje nalog: načrtovanje arhitektur, programiranje strojnih komponent, izračun parametrov zmogljivosti.
Temeljni literatura in viri
• W. Stallings: Computer Organizations and Architecture, Designing for Performance, Tenth Ed., Prentice Hall, 2015.
• D. A. Patterson, J. L. Hennessy: Computer Architecture: A Quantitative Approach, Morgan Kaufmann Publishers. Inc., 2011.
• D. A. Patterson, J. L. Hennessy: Computer Organization and Design: The Hardware/Software Interface, Fourth Ed., Morgan Kaufmann, 2011.
• D. Kodek: Arhitektura računalniških sistemov. 2. popravljena in razširjena izdaja, Bi-Tim, Ljubljana, 2008.
• S. G. Shiva: Advanced Computer Architectures, Taylor & Francis Group, Boca Raton, 2006.
Pogoji za vključitev v delo oz. za opravljanje študijskih obveznosti
Ni pogojev.
Podrobnosti o izvedbi in ocenjevanju Pisni izpit se lahko nadomesti s kolokviji v enakem deležu 50 %.
