ΠΡΟΧΩΡΗΜΕΝΑ ΘΕΜΑΤΑ ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗΣ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ
| Τίτλος | ΠΡΟΧΩΡΗΜΕΝΑ ΘΕΜΑΤΑ ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗΣ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ / ADVANCED ISSUES ON SYSTEMS ARCHITECTURE |
| Κωδικός | NNA-06-06 |
| Σχολή | Θετικών Επιστημών |
| Τμήμα | Πληροφορικής |
| Κύκλος / Επίπεδο | 1ος / Προπτυχιακό |
| Περίοδος Διδασκαλίας | Εαρινή |
| Υπεύθυνος/η | Γεώργιος Κεραμίδας |
| Κοινό | Όχι |
| Κατάσταση | Ενεργό |
| Course ID | 600000308 |
Πρόγραμμα Σπουδών: ΠΠΣ-Τμήμα Πληροφορικής (2019-σήμερα)
Εγγεγραμμένοι φοιτητές: 30
| Κατεύθυνση | Τύπος Παρακολούθησης | Εξάμηνο | Έτος | ECTS |
|---|---|---|---|---|
| ΓΕΝΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ | ΥΠΟΧΡΕΩΤΙΚΟ ΚΑΤΑ ΕΠΙΛΟΓΗ | 6 | 3 | 5 |
| Τίτλος | ΠΡΟΧΩΡΗΜΕΝΑ ΘΕΜΑΤΑ ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗΣ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ |
| Ακαδημαϊκό Έτος | 2020 – 2021 |
| Περίοδος Τάξης | Εαρινή |
| Διδάσκοντες μέλη ΔΕΠ |
|
| Ώρες Εβδομαδιαία | 3 |
| Class ID | 600180133
|
Τύπος Μαθήματος 2016-2020
- Επιστημονικής Περιοχής
Τύπος Μαθήματος 2011-2015
Ειδικού Υποβάθρου / Κορμού
Τρόπος Παράδοσης
- Πρόσωπο με πρόσωπο
Ηλεκτρονική Διάθεση Μαθήματος
- e-Οδηγός Σπουδών https://qa.auth.gr/el/class/1/600180133
- Στον ιστοχώρο του Τμήματος:
- eLearning (Moodle): https://elearning.auth.gr/course/view.php?id=8606
Erasmus
Το μάθημα προσφέρεται και σε φοιτητές
προγραμμάτων ανταλλαγής.
Γλώσσα Διδασκαλίας
- Ελληνικά (Διδασκαλία, Εξέταση)
Προαπαιτήσεις
Γενικές Προαπαιτήσεις
Βασικές γνώσεις Αρχιτεκτονικής Υπολογιστών και Ψηφιακής Σχεδίασης.
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.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
- Προσαρμογή σε νέες καταστάσεις
- Λήψη αποφάσεων
- Αυτόνομη εργασία
- Ομαδική εργασία
- Εργασία σε διεθνές περιβάλλον
- Εργασία σε διεπιστημονικό περιβάλλον
- Παραγωγή νέων ερευνητικών ιδεών
- Άσκηση κριτικής και αυτοκριτικής
- Προαγωγή της ελεύθερης, δημιουργικής και επαγωγικής σκέψης
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. 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. Τεχνικές αντικαταστάσεις κρυφών μνημών τελευταίου επιπέδου (last level caches). Τεχνικές υλικού και λογισμικού για την εκ των προτέρων προσκόμιση δεδομένων. 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). Το πρόβλημα της συνάφειας μνήμης. Πρωτόκολλα καταλόγου και ευρείας εκπομπής. Τεχνικές μείωσης του λανθασμένου διαμοιρασμού (false sharing). Κατηγορίες πολύνηματικών αρχιτεκτονικών. To GPGPU προγραμματιστικό μοντέλο CUDA. Μοντέλα συνέπειας μνήμης (sequential, relaxed, weak consistency models). Άλλες μορφές παραλληλισμού όπως βοηθητικός πολύνηματισμός (helper threads), υποθετικός πολύνηματισμός (thread level speculation μέσω speculative precomputation και run-ahead execution) και transactional memories.
Λέξεις Κλειδιά
Αρχιτεκτονική υπολογιστών, Κεντρική μονάδα επεξεργασίας, Πολυπύρηνοι επεξεργαστές, Διασύνδεση Υλικού-Λογισμικού, Αρχιτεκτονικές εκτός μοντέλου von-Neumann.
Τύποι Εκπαιδευτικού Υλικού
- Διαφάνειες
- Διαδραστικές ασκήσεις
- Βιβλίο
- YES
Χρήση Τεχνολογιών Πληροφορίας και Επικοινωνιών
Χρήση Τ.Π.Ε.
- Χρήση Τ.Π.Ε. στη Διδασκαλία
- Χρήση Τ.Π.Ε. στην Εργαστηριακή Εκπαίδευση
- Χρήση Τ.Π.Ε. στην Επικοινωνία με τους φοιτητές
Οργάνωση Μαθήματος
| Δραστηριότητες | Φόρτος Εργασίας | ECTS | Ατομικά | Ομαδικά | Erasmus |
|---|---|---|---|---|---|
| Διαλέξεις | 39 | ✓ | |||
| Μελέτη και ανάλυση βιβλίων και άρθρων | 50 | ✓ | |||
| Φροντιστήριο | 13 | ✓ | |||
| Εκπόνηση μελέτης (project) | 25 | ✓ | |||
| Άλλο / Άλλα | |||||
| Σύνολο | 127 |
Αξιολόγηση Φοιτητών
Περιγραφή
Προαιρετικές/υποχρεωτικές εργασίες και τελική εξέταση
Μέθοδοι Αξιολόγησης Φοιτητών
- Γραπτή Εξέταση με Ερωτήσεις Εκτεταμένης Απάντησης (Διαμορφωτική, Συμπερασματική)
- Γραπτή Εργασία (Διαμορφωτική, Συμπερασματική)
- Εργαστηριακή Εργασία (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.
- 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
The slides presented in the lectures.
Τελευταία Επικαιροποίηση
02-07-2021
