ΠΡΟΧΩΡΗΜΕΝΑ ΘΕΜΑΤΑ ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗΣ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ

Πληροφορίες Μαθήματος
ΤίτλοςΠΡΟΧΩΡΗΜΕΝΑ ΘΕΜΑΤΑ ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗΣ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ / ADVANCED ISSUES ON SYSTEMS ARCHITECTURE
ΚωδικόςNNA-06-06
ΣχολήΘετικών Επιστημών
ΤμήμαΠληροφορικής
Κύκλος / Επίπεδο1ος / Προπτυχιακό
Περίοδος ΔιδασκαλίαςΕαρινή
Υπεύθυνος/ηΓεώργιος Κεραμίδας
ΚοινόΌχι
ΚατάστασηΕνεργό
Course ID600000308

Πρόγραμμα Σπουδών: ΠΠΣ-Τμήμα Πληροφορικής (2019-σήμερα)

Εγγεγραμμένοι φοιτητές: 11
ΚατεύθυνσηΤύπος ΠαρακολούθησηςΕξάμηνοΈτοςECTS
ΓΕΝΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΥΠΟΧΡΕΩΤΙΚΟ ΚΑΤΑ ΕΠΙΛΟΓΗ635

Πληροφορίες Τάξης
ΤίτλοςΠΡΟΧΩΡΗΜΕΝΑ ΘΕΜΑΤΑ ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗΣ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ
Ακαδημαϊκό Έτος2019 – 2020
Περίοδος ΤάξηςΕαρινή
Διδάσκοντες μέλη ΔΕΠ
Ώρες Εβδομαδιαία3
Class ID
600155633
Τύπος Μαθήματος 2016-2020
  • Επιστημονικής Περιοχής
Τύπος Μαθήματος 2011-2015
Ειδικού Υποβάθρου / Κορμού
Τρόπος Παράδοσης
  • Πρόσωπο με πρόσωπο
Ηλεκτρονική Διάθεση Μαθήματος
Γλώσσα Διδασκαλίας
  • Ελληνικά (Διδασκαλία, Εξέταση)
Μαθησιακά Αποτελέσματα
Γνωστικοί: Κατανόηση των τεχνικών της δυναμικής και υποθετικής εκτέλεσης εντολών και των αρχιτεκτονικών πολλαπλών κύκλων (multicycles). Κατανόηση των εξαρτήσεων εντολών και της επίδρασης τους στον χρόνο εκτέλεσης των προγραμμάτων. Κατανόηση της ιεραρχίας μνήμης σύγχρονων επεξεργαστών. Τεχνικές βελτιστοποίησης των κρυφών μνημών σε επίπεδο μεταγλωττιστή. Πολυπύρηνες αρχιτεκτονικές και αρχιτεκτονικές κοινής μνήμης. Κατανόηση των μοντέλων συνέπειας και συνάφειας μνήμης. Δεξιότητες: Σχεδίαση τεχνικών βελτιστοποίησης σύγχρονων επεξεργαστών. Σχεδίαση προβλεπτών διακλαδώσεων. Τεχνικές βελτιστοποίησης των κρυφών μνημών σε επίπεδο υλικού, λογισμικού και μεταγλωτιστή. Σχεδίαση υλικού πολυπύρηνων επεξεργαστών. Σχεδίαση μοντέλων συνέπειας και συνάφειας μνήμης. Ανάπτυξη προγραμματών χρησιμοποιώντας διαφορετικές μορφές παραλληλισμού (βοηθητικός πολύνηματισμός, υποθετικός πολύνηματισμός και transactional memories)
Γενικές Ικανότητες
  • Εφαρμογή της γνώσης στην πράξη
  • Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των απαραίτητων τεχνολογιών
  • Λήψη αποφάσεων
  • Εργασία σε διεθνές περιβάλλον
  • Εργασία σε διεπιστημονικό περιβάλλον
  • Παραγωγή νέων ερευνητικών ιδεών
Περιεχόμενο Μαθήματος
Επανάληψη της διασωλήνωσης 5-σταδίων, της δυναμικής και υποθετικής εκτέλεσης εντολών και των αρχιτεκτονικών πολλαπλών κύκλων (multicycles). Επανάληψη των εξαρτήσεων και πότε οι εξαρτήσεις οδηγούν σε κενά (bubbles) στην εκτέλεση των εντολών. Στατικές και δυναμικές τεχνικές πρόβλεψης διακλαδώσεων. Προβλεπτές διακλαδώσεων local και global και προβλεπτές δύο επιπέδων (m, n). Πρόβλεψη διακλαδώσεων στον Core Duo και στον Itanium (predication). Δυναμική μετονομασία καταχωρητών στον Core Duo. Επανάληψη της ιεραρχίας κρυφών μνημών. Τεχνικές βελτιστοποίησης των κρυφών μνημών σε επίπεδο υλικού (victim caches, miss caches, pseudo-associative caches, elbow caches). Τεχνικές αντικαταστάσεις κρυφών μνημών τελευταίου επιπέδου (last level caches). Τεχνικές υλικού και λογισμικού για την εκ των προτέρων προσκόμιση των δεδομένων σε κρυφές μνήμες πρώτου και τελευταίου επιπέδου (prefetching). Τεχνικές βελτιστοποίησης των κρυφών μνημών σε επίπεδο μεταγλωττιστή (μετασχηματισμοί επαναληπτικών βρόχων). Λόγοι που μας οδήγησαν σε πολυπύρηνες αρχιτεκτονικές (ILP wall +power wall+memory wall = multicores). SISD, SIMD, MISD, MIMD αρχιτεκτονικές. Αρχιτεκτονικές κοινής μνήμης. Το πρόβλημα της συνάφειας μνήμης. Πρωτόκολλα καταλόγου και ευρείας εκπομπής. Τεχνικές μείωσης του λανθασμένου διαμοιρασμού (false sharing). Κατηγορίες πολύνηματικών αρχιτεκτονικών. H εφαρμογή της κρυφής μνήμης ιχνών (trace cache) σε hyperthreading αρχιτεκτονικές. To GPGPU προγραμματιστικό μοντέλο CUDA. Μοντέλα συνέπειας μνήμης (sequential, relaxed, weak consistency models). Συγχρονισμός μνήμης μέσω ατομικών εντολών φόρτωσης/αποθήκευσης (atomic load/stores). Άλλες μορφές παραλληλισμού όπως βοηθητικός πολύνηματισμός (helper threads), υποθετικός πολύνηματισμός (thread level speculation μέσω speculative precomputation και run-ahead execution) και transactional memories.αρχιτεκτονικών.
Λέξεις Κλειδιά
Αρχιτεκτονική υπολογιστών, Κεντρική μονάδα επεξεργασίας, Πολυπύρηνοι επεξεργαστές, Διασύνδεση Υλικού-Λογισμικού, Αρχιτεκτονικές εκτός μοντέλου von-Neumann, Γλώσσες περιγραφής Υλικού (HDL).
Τύποι Εκπαιδευτικού Υλικού
  • Σημειώσεις
  • Διαφάνειες
  • Βιβλίο
Οργάνωση Μαθήματος
ΔραστηριότητεςΦόρτος ΕργασίαςECTSΑτομικάΟμαδικάErasmus
Διαλέξεις39
Φροντιστήριο13
Εκπόνηση μελέτης (project)56
Εξετάσεις3
Βιβλιογραφική αναζήτηση39
Σύνολο150
Αξιολόγηση Φοιτητών
Μέθοδοι Αξιολόγησης Φοιτητών
  • Γραπτή Εξέταση με Ερωτήσεις Σύντομης Απάντησης (Διαμορφωτική, Συμπερασματική)
  • Γραπτή Εργασία (Διαμορφωτική, Συμπερασματική)
  • Δημόσια Παρουσίαση (Διαμορφωτική, Συμπερασματική)
Βιβλιογραφία
Βιβλιογραφία μαθήματος (Εύδοξος)
- Αρχιτεκτονική Υπολογιστών. Hennessy John L., Patterson David A. Κωδικός Βιβλίου στον Εύδοξο: 18548925. 4η Έκδοση/2011. ISBN: 978-960-418-326-5. Εκδόσεις Α. ΤΖΙΟΛΑ & ΥΙΟΙ Α.Ε. - Τίτλος: Αρχιτεκτονική Υπολογιστών, Κωδικός Βιβλίου στον Εύδοξο: 22713808. Συγγραφείς: Δημήτριος Β. Νικολός, Αριθμός Έκδοσης 2η εκδ. Έτος Έκδοσης 2012, ISBN 978-960-93-4168-4.
Επιπρόσθετη βιβλιογραφία για μελέτη
Σημειώσεις διδάσκοντα
Τελευταία Επικαιροποίηση
13-10-2020