ASK

Program przedmiotu

Architektura systemów komputerowych

(studia dzienne, sem. V,  specjalność Inżynieria Oprogramowania)

Definicja pojęcia architektury i  organizacji. Hierarchiczne przedstawienie systemu komputerowego. Model architektury Von-Neumanna. Architektura  harwardzka. Klasyfikacja Flynna systemów komputerowych.

Systemy  magistral. Klasyfikacja magistral.  Synchroniczna i asynchroniczna realizacja protolołów transmisji na magistrali. Sposoby  realizacji i algorytmy arbitrażu. Architektura ISA (EISA).  Architektura Vesa Local Bus. Architektura PCI. Architektura DIB. Architektura  QPA. Port AGP.  Architektura koncentratorów (AHA). Architektura oparta na magistrali PCI Express.

Organizacja pamięci.  Klasyfikacja i podstawowe charakterystyki systemów pamięci. Hierarchia pamięci.  Typy pamięci o dostępie swobodnym.

Pamięci dynamiczne. Kontroler pamięci dynamicznej. Sekwencja  adresowania komórek pamięci dynamicznej. Organizacja pamięci DRAM. Pamięć  dynamiczna z przeplotem.

Sposoby zwiększenia wydajności pamięci dynamicznych. Tryb  stronicowy. Szybki tryb stronicowy. Tryb statycznej kolumny. Tryb pakietowy.  Szybki tryb stronicowy z rozszerzonym wyprowadzeniem danych (EDO RAM). Tryb  pakietowy EDO (BEDO RAM).  Potokowy tryb pakietowy EDO (PBEDO RAM). Dynamiczne  pamięci synchroniczne. Synchroniczne pamięci DDR i VCM. Pamięci dynamiczne z  protokołem komunikacji (Rambus, Synclink). Protokół Ramlink. Modułowa organizacja pamięci.  Pamięci statyczne.

Pamięć podręczna. Zasada lokalności przestrzennej i czasowej.  Współczynnik trafień. Typy organizacji pamięci podręcznych. Całkowicie  asocjacyjna pamięć podręczna. Pamięć podręczna z odwzorowaniem bezpośrednim.  Pamięć podręczna ze zbiorowym odwzorowaniem asocjacyjnym. Algorytmy wymiany  zawartości pamięci podręcznej. Strategie zapisu. Zachowanie spójności  wielopoziomowego systemu pamięci. Model MESI. Wspólne i oddzielne pamięci  podręczne. Topologie  pamieci podrecznych look-througth, look-aside, back-side. Advanced Transfer Cache. Pamięć podręczna Trace  Cache.

Struktura i funkcje bloku CPU.  Potokowe przetwarzanie rozkazów. Wstępne pobranie rozkazów. Superpotokowość.  Mechanizmy wspomagania realizacji wielozadaniowych systemów operacyjnych.  Sposoby zarządzania pamięcią w systemie wielozadaniowym. Segmentacja.  Stronicowanie. Mechanizmy ochrony zadań i danych. Przełączenie zadan. Pamięć  wirtualna. Prognozowanie wykonania rozkazów skoków. Prognoza statyczna i  dynamiczna. Struktura buforów BPB, BTB.

Superskalarność. Podstawowe ograniczenia i zależności. Sposoby zwiększenia stopnia równoległości przetwarzania w architekturach superskalarnych. Architektura P6. Dynamiczne wykonywanie  rozkazów. Analiza przepływu danych. Wykonanie rozkazów poza  kolejnośćią. Spekulatywne wykonanie.  Przemianowanie rejestrów.  Architektura NetBurst. Hyperpotokowość. Advanced Dynamic Execution. 

Architektury z redukowaną listą rozkazów (RISC). Podstawowe  cechy architektur RISC i CISC. Architektura VLIW. Zapewnienie równoległosci na  poziomie kompilatora. Architektura IA-64.