Σύγχρονες Αρχιτεκτονικές Υπολογιστών

Μέγεθος: px
Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "Σύγχρονες Αρχιτεκτονικές Υπολογιστών"

Transcript

1 ΧΑΡΟΚΟΠΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΤΜΗΜΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ & ΤΗΛΕΜΑΤΙΚΗΣ Σύγχρονες Αρχιτεκτονικές Υπολογιστών Γιάννης Βογιατζής Αλέξανδρος ηµόπουλος ΑΚΑ ΗΜΑΪΚΟ ΕΤΟΣ

2 Στοιχεία Επικοινωνίας Γιάννης Βογιατζής Γραφείο 3.1 (3 ος όροφος) Αλέξανδρος ηµόπουλος Γραφείο 3.1 (3 ος όροφος)

3 Τελική Αξιολόγηση - Βαθµολόγηση Τελικός Βαθµός Βαθµός στην τελική εξέταση (70%) Βαθµός εργασίας (30%)

4 Χαρακτηριστικά AMD Opteron (Barcelona) Barcelona (Sep-07) 4 cores 64-bit Tech 65nm, 285mm 463 Million transistors GHz L1-Cache: KB (Data + Instructions) per core L2-Cache: 512 KB per core L3-Cache: 2048 KB shared 1.2

5 Γενικές Πληροφορίες Εβδοµαδιαίες ώρες διδασκαλίας: 3 Εξάµηνο: 6 Βιβλίο: Computer Architecture: A Quantitative Approach, 5th Edition, John L. Hennessy and David A. Patterson, Morgan Kaufmann Publishers 5

6 Περιεχόµενα µαθήµατος (1) Εισαγωγή Τεχνολογία Υπολογιστών Αρχιτεκτονική συνόλου εντολών (ISA) Διοχέτευση Εργαστηριακή άσκηση 1: Winmips Ιεραρχία μνήμης Εργαστηριακή άσκηση 2: SpimCache Multicore Εργαστηριακή άσκηση 3: SMPCache Παραλληλία επιπέδου εντολής (ILP), VLIW, Superscalar Πρόβλεψη διακλάδωσης GPUs Γλώσσες περιγραφής υλικού (VHDL, Verilog) Εργαστηριακή άσκηση 4: Υλοποίηση επεξεργαστή σε Verilog Αρχιτεκτονική ARM Εργαστηριακή άσκηση 5: Προγραμματισμός σε Arduino 6

7 Τρανζίστορ Κατασκευάστηκε το 1948 στα Bell Labs In acknowledgement of this accomplishment, Shockley, Bardeen, and Brattain were jointly awarded the 1956 Nobel Prize in Physics "for their researches on semiconductors and their discovery of the transistor effect" John Bardeen, William Shockley and Walter Brattain at Bell Labs,

8 Λειτουργία Τρανζίστορ Σαν διακόπτης Επιτρέπει (ή όχι) τη διέλευση ρεύµατος από το source στο drain ανάλογα µε το ρεύµα στο gate 1.8

9 Λειτουργία Τρανζίστορ ύο τύποι: nmos και pmos 1.9

10 Λειτουργία Τρανζίστορ ύο τύποι: nmos και pmos nmos: µε 1 άγει, µε 0 δεν άγει Το pmos λειτουργεί αντίστροφα 1.1 0

11 Τρανζίστορ και πύλες Συνδέοντας transistor κατάλληλα µπορούµε να φτιάξουµε πύλες Πύλη ΝΟΤ µε transistor Πύλη NAND µε transistor 1.1 1

12 Τρανζίστορ και ολοκληρωµένο κύκλωµα και τελικά ολοκληρωµένα κυκλώµατα 1.1 2

13 Τεχνολογία Υπολογιστών Ανάπτυξη Η/Υ - Απόδοση Θεαµατικός ρυθµός ανάπτυξης των Η/Υ Πρόοδος στην τεχνολογία που χρησιµοποιείται Καινοτοµίες στη σχεδίαση Εµπορική επιτυχία των Η/Υ (µείωση του κόστους): Με την εµφάνιση των µικροεπεξεργαστών (χαµηλό κόστος κατασκευής) Μείωση της ανάγκης συµβατότητας του object code (όχι προγραµµατισµός σε assembly γλώσσα) Τυποποιηµένα λειτουργικά συστήµατα UNIX (LINUX) (ανεξάρτητα προµηθευτών) Αρχές δεκαετίας 1980: Αρχιτεκτονική RISC Αυξάνεται η απόδοση µε: Παραλληλισµό επιπέδου εντολών Κρυφή µνήµη (cache memory) Προσαρµογή παλαιότερων αρχιτεκτονικών ή εξαφάνισή τους Η αρχιτεκτονική Intel x86 µεταφράζει τις εντολές εσωτερικά 1 3

14 Απόδοση επεξεργαστών Πηγή: D. Patterson & J. Hennessy: Computer Architecture, 5 th Edition 1 4

15 Παράγοντες που επηρέασαν την απόδοση επεξεργαστών Μέχρι το 1986: κυρίως η εξέλιξη της τεχνολογίας κατασκευής των επεξεργαστών : Εξέλιξη της τεχνολογίας (τρόπος κατασκευής υπολογιστών) RISC Λίγες και απλές εντολές Παράλληλη εκτέλεση εντολών Απόκρυψη λανθάνοντος χρόνου µνήµης (memory latency) µε χρήση πολλαπλών επιπέδων κρυφής µνήµης Μεταγλωττιστές (τρόπος προετοιµασίας λογισµικού προς εκτέλεση) Μετά το 2003: Η απόδοση περιορίζεται από: Την κατανάλωση ισχύος ( θερµοκρασία αξιοπιστία) Τον περιορισµό στην παραλληλία επιπέδου εντολής Τον λανθάνοντα χρόνο µνήµης Η λύση: Πολυεπεξεργαστές 1 5

16 Οι υπολογιστές αρχικά (1) Ο ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer) σχεδιάστηκε και κατασκευάστηκε υπό την εποπτεία των Τζον Μόχλι, Καθηγητή Φυσικής και Τζον Έκερτ, έναν από τους µεταπτυχιακούς φοιτητές του στο Πανεπιστήµιο της Πενσυλβάνια ( ) Ο πρώτος ηλεκτρονικός υπολογιστής γενικής χρήσης 16

17 Οι υπολογιστές αρχικά (2) Ο ENIAC είχε περισσότερες από λυχνίες κενού. Ζύγιζε 30 τόνους και καταλάµβανε 63 τετραγωνικά µέτρα χώρο. Κατανάλωνε 140 κιλοβάτ ισχύ. Μπορούσε να εκτελέσει προσθέσεις ανά δευτερόλεπτο 17

18 Συστήµατα υπολογισµού σήµερα 18

19 Κατηγορίες υπολογιστών (1) Προσωπικές κινητές συσκευές Κινητά τηλέφωνα και υπολογιστές tablet, βασισµένα σε µπαταρία Έµφαση σε ενεργειακή απόδοση, απόδοση σε πραγµατικό χρόνο και κόστος Χρήση µνήµης flash λόγω απαιτήσεων σε ενέργεια και µεγέθους των συσκευών Επιτραπέζιοι (desktop) υπολογιστές Γενικού σκοπού, ποικιλία λογισµικού Έµφαση στο λόγο κόστος/απόδοση και απόδοση γραφικών Ενσωµατωµένοι (embedded) υπολογιστές Βρίσκονται παντού: εκτυπωτές, συσκευές δικτύωσης, αυτοκίνητα, ψηφιακές κάµερες, Τηλεοράσεις, κλπ Έµφαση στην επίτευξη της απαιτούµενης απόδοσης µε το ελάχιστο κόστος 19

20 Κατηγορίες υπολογιστών (2) ιακοµιστές (servers) Μεγάλη χωρητικότητα παροχή πιο αξιόπιστων και µεγαλύτερης κλίµακας υπηρεσιών Έµφαση σε διαθεσιµότητα, επεκτασιµότητα και απόδοση Η µη λειτουργία ενός διακοµιστή είναι περισσότερο καταστροφική από έναν επιτραπέζιο Συστοιχίες (clusters) υπολογιστών Είναι συλλογές επιτραπέζιων ή διακοµιστών συνδεδεµένων σε δίκτυο Παραδείγµατα: µηχανές αναζήτησης, κοινωνική δικτύωση, αγορές σε πραγµατικό χρόνο Έµφαση σε διαθεσιµότητα και κόστος/απόδοση Οι Υπερυπολογιστές (supercomputers) σχετίζονται µε τους clusters µε έµφαση στα πολύ γρήγορα εσωτερικά δίκτυα διασύνδεσης, υψηλότερη απόδοση και υψηλότερο κόστος 20

21 Το υπολ/κό σύστηµα ως ιεραρχία επιπέδων(1) Εφαρμογές (Applications) Πως ένα πρόγραµµα καταλήγει να «τρέξει» σε µορφή ψηφιακής λογικής; Πως σχεδιάζεται ένας υπολογιστής χρησιµοποιώντας ψηφιακές πύλες & σύρµατα για να ικανοποιήσει συγκεκριµένες απαιτήσεις; Τεχνολογία Προγραµµατιστής Λογισµικού Σχεδιαστής Αρχιτεκτονικής: Ο σχεδιαστής ενός υπολ. Συστήµατος που θα ικανοποιεί συγκεκριµένες απαιτήσεις Οι τεχνικές που θα επιλεγούν θα επηρεάσουν & τον προγραµµατιστή λογισµικού & το σχεδιαστή υλικού Σχεδιαστής Υλικού 21

22 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Ορισµός Η αρχιτεκτονική υπολογιστών, στον ευρύτερο ορισµό της, είναι ο σχεδιασµός, η οργάνωση και η υλοποίηση ενός υπολογιστικού συστήµατος, το οποίο µας επιτρέπει να εκτελούµε αποδοτικές εφαρµογές λογισµικού, χρησιµοποιώντας διαθέσιµες τεχνολογίες κατασκευής ψηφιακών κυκλωµάτων 22

23 Το υπολ/κό σύστηµα ως ιεραρχία επιπέδων(2) Εφαρµογή (Application) Αλγόριθµος (Algorithm) Γλώσσα προγραµµατισµού Programming Language) Λειτουργικό σύστηµα (Operating System) Αρχιτεκτονική συνόλου εντολών (Instruction Set Architecture - ISA) Μικροαρχιτεκτονική (Microarchitecture) Λογικές Πύλες (Logic gates), Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Μεταφορά δεδοµένων σε επίπεδο καταχωρητή (Register-Transfer Level) Κυκλώµατα (Circuits) Συσκευές (Devices) Τεχνολογία (Technology) 23

24 Αφαιρετικότητα (Abstraction) Η θεώρηση ενός υπολογιστικού συστήµατος σε επίπεδα δηµιουργεί αφαιρετικότητα Η αφαιρετικότητα µας βοηθά να χειριστούµε την πολυπλοκότητα ενός συστήµατος (ένα χαµηλότερο επίπεδο κρύβει λεπτοµέρειες του πιο πάνω επιπέδου). Ένα υψηλότερο επίπεδο το µόνο που απαιτείται να γνωρίζει για το αµέσως χαµηλότερο επίπεδο είναι ο τρόπος διασύνδεσης µε αυτό και όχι τον τρόπο που αυτό έχει υλοποιηθεί. Π.χ. ένας προγραµµατιστής σε γλώσσα υψηλού επιπέδου δεν απαιτείται να γνωρίζει την ISA και τον τρόπο που ο υπολογιστής εκτελεί εντολές. Ένας µηχανικός υπολογιστικών συστηµάτων θα πρέπει να γνωρίζει τι κρύβει κάθε επίπεδο, ώστε να µπορεί να λύνει προβλήµατα και να σχεδιάζει αποτελεσµατικά και υψηλών αποδόσεων συστήµατα. 24

25 Ιεραρχία επιπέδων(1) Εφαρµογή (Application) Αλγόριθµος (Algorithm) Γλώσσα προγραµµατισµού Programming Language) Λειτουργικό σύστηµα (Operating System) Έλεγχος τιμών πίνακα 1. Έλεγξε το στοιχείο save[i] 2. Εάν δεν είναι το k τελείωσε 3. Διαφορετικά επανέλαβε το βήμα 1 C (while (save[i] == k) i+= 1;) Αρχιτεκτονική συνόλου εντολών (Instruction Set Architecture - ISA) Μικροαρχιτεκτονική (Microarchitecture) Λογικές Πύλες (Logic gates), Μεταφορά δεδοµένων σε επίπεδο καταχωρητή (Register-Transfer Level) Κυκλώµατα (Circuits) Συσκευές (Devices) Τεχνολογία (Technology) 25

26 Ιεραρχία επιπέδων(2) Εφαρµογή (Application) Αλγόριθµος (Algorithm) Γλώσσα προγραµµατισµού Programming Language) Λειτουργικό σύστηµα (Operating System) Αρχιτεκτονική συνόλου εντολών (Instruction Set Architecture - ISA) Μικροαρχιτεκτονική (Microarchitecture) Λογικές Πύλες (Logic gates), Μεταφορά δεδοµένων σε επίπεδο καταχωρητή (Register-Transfer Level) Κυκλώµατα (Circuits) Συσκευές (Devices) Τεχνολογία (Technology) -Η διεπαφή υλικού-λογισμικού -Περιλαμβάνει: το σύνολο των εντολών, τις μεθόδους διευθυνσιοδότησης (προσπέλασης μνήμης), τη διαχείριση καταχωρητών, τον τρόπο κλήσης ρουτινών, τη διαχείριση εισόδου εξόδου π.χ.: MIPS: Loop: sll add lw bne addi J Exit: $t1, $s3, 2 $t1, $t1, $s6 $t0, 0($t1) $t0, $s5, Exit $s3, $s3, 1 Loop 26

27 Ιεραρχία επιπέδων(3) Εφαρµογή (Application) Αλγόριθµος (Algorithm) Γλώσσα προγραµµατισµού Programming Language) Λειτουργικό σύστηµα (Operating System) Αρχιτεκτονική συνόλου εντολών (Instruction Set Architecture - ISA) Μικροαρχιτεκτονική (Microarchitecture) Είναι ο τρόπος με τον οποίο τα συστατικά μέρη του υλικού συνδέονται μεταξύ τους, ώστε να υλοποιούν μία ISA. (π.χ. σωλήνωση (pipeling), VLIW, κρυφή μνήμη, πολλοί πυρήνες) Λογικές πύλες και συναρτήσεις Λογικές Πύλες (Logic gates), Μεταφορά δεδοµένων σε επίπεδο καταχωρητή (Register-Transfer Level) Ο τρόπος μεταφοράς των δεδομένων μέσα στο σύστημα. Κυκλώµατα (Circuits) Συσκευές (Devices) Τεχνολογία (Technology) 27

28 Ιεραρχία επιπέδων(4) Εφαρµογή (Application) Αλγόριθµος (Algorithm) Γλώσσα προγραµµατισµού Programming Language) Λειτουργικό σύστηµα (Operating System) Αρχιτεκτονική συνόλου εντολών (Instruction Set Architecture - ISA) Μικροαρχιτεκτονική (Microarchitecture) Συνδυασµός κυκλωµάτων για την υλοποίηση µιας διεργασίας Λογικές Πύλες (Logic gates), Μεταφορά δεδοµένων σε επίπεδο καταχωρητή (Register-Transfer Level) Τρανζίστορ και σύρµατα Κυκλώµατα (Circuits) Συσκευές (Devices) Τεχνολογία (Technology) τεχνολογία πυριτίου Si Si Si Si Si Si Si Si Si 28

29 Στοιχεία της Αρχιτεκτονικής Υπολογιστών Επεξεργαστές (για υπολογισµούς) Μνήµες (για αποθήκευση) ίκτυα (για επικοινωνία) Πάγιες απαιτήσεις των εφαρµογών: Περισσότερη υπολογιστική ισχύ των επεξεργαστών Περισσότερη χωρητικότητα µνήµης Μεγαλύτερο εύρος ζώνης δικτύων Περιορισµοί της τεχνολογίας: Εκθετική κλιµάκωση των πόρων 29

30 Τεχνολογίες κατασκευής επεξεργαστών και µνηµών Λυχνία κενού Τρανζίστορ Ολοκληρωµένα κυκλώµατα Μικρής κλίµακας ολοκλήρωσης (SSI): > 10 τρανζίστορ Μεσαίας κλίµακας ολοκλήρωσης (MSI): > 100 τρανζίστορ Υψηλής κλίµακας ολοκλήρωσης (LSI): > 1000 τρανζίστορ Πολύ υψηλής κλίµακας ολοκλήρωσης (VLSI): > τρανζίστορ System οn a Chip (SoC): > τρανζίστορ 2003: Intel Pentium 4 microprocessor (55 εκατοµµύρια τρανζίστορ) 512 Mbit DRAM (> 0.5 δις τρανζίστορ) 30

31 Κατασκευή ολοκληρωµένων κυκλωµάτων Πηγή: D. Patterson & J. Hennessy: Οργάνωση και Σχεδίαση Υπολογιστών 31

32 8 Ιντσών πλακίδιο (Wafer) 8 inch (200 mm) wafer containing Pentium 4 processors 165 dies, die area = 250 mm 2, 55 million transistors 32

33 Intel Core i7 Wafer 300mm wafer, 280 chips, 32nm technology Πηγή: D. Patterson & J. Hennessy: Computer Organization and Design, 5 th Edition 33

34 Intel Core i7 Die (257 mm2, 45 nm) Πηγή: Intel 34

35 Intel Core i7 Die (257 mm2, 45 nm) Πηγή: D. Patterson & J. Hennessy: Computer Architecture, 5 th Edition 35

36 Πλακίδιο του AMD Opteron X2 1 die Το πλακίδιο (wafer) διαµέτρου 300 mm περιέχει 117 κύβους (dies) µε επεξεργαστές AMD Opteron X2 (τεχνολογία 90nm) 1.3 6

37 Ατέλειες και εσοδεία Ατέλεια (defect): ψεγάδι στο πλακίδιο ή στα βήµατα διαµόρφωσης που έχουν ως αποτέλεσµα ένα µη λειτουργικό die Eσοδεία (yield): το ποσοστό των καλών chips στο σύνολο 1.3 7

38 Μέγεθος die και yield Wafer die ατέλειες 1 die χωρίς 5 dies χωρίς ατέλειες ατέλειες 1.3 8

39 Γεωµετρία κατασκευής και yield 180nm 130nm Συρρίκνωση γεωµετρίας 90% yield Νέοι µηχανισµοί βλαβών Νέες ατέλειες Μείωση Yield 1.3 9

40 Αξιοπιστία Σε γεωµετρίες <65nm, τα κυκλώµατα καθίστανται ευάλωτα σε µηχανισµούς βλαβών Ζητούµενα για τη βιοµηχανία είναι: η ανίχνευση ελαττωµάτων η ανέχεια του υπολογιστικού συστήµατος σε ελαττώµατα Ένα Ο.Κ. µε ατέλειες µπορεί να προκαλέσει: Κατάρρευση συστηµάτων Οικονοµικές καταστροφές Απώλειες ανθρώπινων ζωών Θα πρέπει να γίνει αξιολόγηση της αξιοπιστίας και να ανιχνευθούν τα Ο.Κ. µε ατέλειες πριν την αποστολή στον πελάτη Το κόστος επισκευής αυξάνει κατά µια τάξη µεγέθους σε κάθε βήµα µετά τη γραµµή παραγωγής (Rule of Ten) 1.4 0

41 Κόστος Ολοκληρωµένων κυκλωµάτων Κόστος κύβου = Κόστος πλακιδ ίου Κύβοι αν ά πλακ ίδιο x εσοδε ία κύβου Κύβοι ανά πλακίδιο = π x (διάµετρος πλακιδίου / 2 ) Εµβαδ όν κύβου 2 π x (διάµετρος πλακιδίου ) 2 x εµβαδ όν κύβου Εσοδεία κύβου = εσοδεία πλακιδίου x (1 + ατέλειες ανά µονάδα επιφάνειας x επιφάνεια κύβου ) 1 Ν Εσοδεία κύβου: ποσοστό µη ελαττωµατικών κύβων ανά πλακίδιο Εσοδεία πλακιδίου: αφορά πλακίδια που είναι εντελώς ελαττωµατικά. Την υποθέτουµε = 100%, Ν= µέτρηση δυσκολίας της παραγωγικής διαδικασίας 41

42 Ασκήσεις 1. Σε ένα πλακίδιο διαµέτρου 300 mm (30 cm) υπολογίστε: (α) τον αριθµό των κύβων που περιλαµβάνει, όταν η πλευρά του κύβου έχει µήκος 1,5 cm και 1 cm (β) Την εσοδεία για τους παραπάνω κύβους, υποθέτοντας ότι οι ατέλειες ανά cm 2 είναι 0,031 και ότι Ν=13,5 (γ) Το κόστος των ανωτέρω κύβων, όταν το κόστος του πλακιδίου είναι ευρώ 2. Ο επόµενος πίνακας παρουσιάζει κατασκευαστικά δεδοµένα για διάφορους επεξεργαστές: Διάμετρος πλακιδίου Κύβοι ανά πλακίδιο ατέλειες Κόστος ανά πλακίδιο α 15 cm 90 0,018 ατέλειες ανά cm β 25 cm 140 0,024 ατέλειες ανά cm Ν (i) Βρείτε την εσοδεία (ii) Βρείτε το κόστος ανά κύβο 42

43 Τάσεις της τεχνολογίας των υπολογιστών(1) Τεχνολογία ολοκληρωµένων κυκλωµάτων Πυκνότητα των τρανζίστορ: αυξάνεται κατά περίπου 35% κάθε χρόνο. Ο αριθµός των τρανζίστορ σε ένα ολοκληρωµένο κύκλωµα διπλασιάζεται περίπου κάθε µήνες. Μέγεθος ψηφίδας(κύβου): αυξάνεται κατά περίπου 10% µε 20% το χρόνο Συνολική ολοκλήρωση: αυξάνεται κατά περίπου 40% µε 55% το χρόνο Πηγή: Βικιπαίδεια 43

44 Τάσεις της τεχνολογίας των υπολογιστών(2) Χωρητικότητα δυναµικής µνήµης (DRAM): αυξάνεται περίπου 25% µε 40% κάθε χρόνο (µε τάση µείωσης, λόγω δυσκολιών στην παραγωγή ακόµη µικρότερων cell DRAM) Αύξηση χωρητικότητας ανά τσιπ DRAM: Πηγή: D. Patterson & J. Hennessy: Computer Organization and Design, 5 th Edition 44

45 Τάσεις της τεχνολογίας των υπολογιστών(3) Χωρητικότητα µνήµης flash: αυξάνεται περίπου 50% µε 60% το χρόνο 15 µε 20 φορές πιο φτηνή, ανά bit, από τη DRAM 45

46 Τάσεις της τεχνολογίας των υπολογιστών(4) Τεχνολογία µαγνητικών δίσκων: η χωρητικότητα αυξάνεται κατά περίπου 40% το χρόνο 15 µε 25 φορές πιο φθηνός, ανά bit, από τη µνήµη flash 300 µε 500 φορές πιο φθηνός, ανά bit, από την DRAM Πηγή: 46

47 Οι τάσεις στη συχνότητα ρολογιού και στην ηλεκτρική ισχύ Πηγή: D. Patterson & J. Hennessy: Computer Organization and Design, 5 th Edition 47

48 Ισχύς(Power) και Ενέργεια(Energy) Ενέργεια: Το συνολικό «έργο» που φέρει σε πέρας ένας υπολογιστής µετριέται σε joules η χωρητικότητα της µπαταρίας είναι σε joules Ισχύς: Η κατανάλωση ενέργειας ανά µονάδα χρόνου µετριέται σε Watts, 1 Watt=1 Joule/sec (ενέργεια ανά µονάδα χρόνου) θα πρέπει να εισαχθεί και να διανεµηθεί σε όλο το τσιπ διαχέεται ως θερµότητα και πρέπει να αφαιρεθεί καθορίζει τη διάρκεια ζωής µιας µπαταρίας καθορίζει την ποσότητα ψύξης που απαιτείται 48

49 Ανάγκη για χαµηλότερη κατανάλωση ισχύος Αυξανόµενη ολοκλήρωση (νόµος Moore) µε αποτέλεσµα να αυξάνεται η πυκνότητα ισχύος των συστηµάτων και η έκλυση θερµότητας Αυξανόµενη αγορά φορητών καταναλωτικών συσκευών τροφοδοτούµενες από µπαταρίες δεδοµένου ότι η πρόοδος στις µπαταρίες δεν είναι η αναµενόµενη σε σχέση µε την ανάγκη που προβλέπεται από τον νόµο του Moore, η χαµηλή κατανάλωση µετατρέπεται σε κρίσιµο σηµείο της σχεδίασης) Περιβαλλοντικοί λόγοι. Ο ραγδαία αυξανόµενος κλάδος των υπολογιστικών συσκευών συµβάλει σηµαντικά στην ρύπανση του περιβάλλοντος (η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας είναι η βασική πηγή ρύπανσης της ατµόσφαιρας) 49

50 Η κατανάλωση ισχύος στα Chip CMOS(1) Στα chip CMOS η κύρια πηγή κατανάλωσης σχετίζεται µε τη µεταγωγή των τρανζίστορ και ονοµάζεται δυναµική ενέργεια. Η ενέργεια που απαιτείται ανά τρανζίστορ είναι ανάλογη του γινοµένου της χωρητικότητας φορτίου του τρανζίστορ και του τετραγώνου της τάσης: Ενέργεια δυναµική = χωρητικότητα φορτίου x Τάση 2 Η εξίσωση αυτή είναι η ενέργεια της λογικής µετάβασης από ή Η ενέργεια µιας απλής λογικής µετάβασης (0 1 ή 1 0) είναι: Ενέργεια δυναµική = ½ x χωρητικότητα φορτίου x Τάση 2 Η ισχύς που απαιτείται ανά τρανζίστορ είναι το γινόµενο της ενέργειας µιας µετάβασης και της συχνότητας των µεταβάσεων: Ισχύς δυναµική = ½ x χωρητικότητα φορτίου x Τάση 2 x συχνότητα µεταγωγής Παρόλο που, στην τεχνολογία CMOS, η δυναµική ισχύς αποτελεί την κύρια πηγή κατανάλωσης ισχύος, η στατική ισχύς έχει αρχίσει να αποκτά ιδιαίτερη σπουδαιότητα, διότι το ρεύµα διαρροής εξακολουθεί να κυκλοφορεί ακόµη και όταν το τρανζίστορ είναι κλειστό. ηλαδή, η στατική ισχύς είναι ανάλογη του πλήθους των τρανζίστορ: Ισχύς στατική = ρεύµα στατικό x τάση 50

51 Η κατανάλωση ισχύος στα Chip CMOS(2) Ισχύς δυναµική = ½ x χωρητικότητα φορτίου x Τάση 2 x συχνότητα Μείωση κατανάλωσης ισχύος Κυρίως µε τη µείωση της τάσης τροφοδοσίας Η τάση από τα 5V µειώθηκε κάτω από 1V σε 20 χρόνια Η µείωση της τάσης επηρεάζει άµεσα την ταχύτητα των κυκλωµάτων (είναι πιο αργά) Η τάση δεν µπορεί να µειωθεί περεταίρω Μείωση της συχνότητας Μείωση της χωρητικότητας φορτίου, (η οποία αποτελεί συνάρτηση τόσο του πλήθους των τρανζίστορ που είναι συνδεδεµένα σε κάποια έξοδο όσο και της τεχνολογίας, η οποία καθορίζει τη χωρητικότητα των καλωδίων και των τρανζίστορ): Χρήση µικρών σε µέγεθος συσκευών Χρήση µικρού µήκους καλωδίων που διασυνδέουν τις συσκευές 51

52 Το τείχος της ισχύος (power wall) εν µπορούµε να µειώσουµε άλλο την τάση Ένας επεξεργαστής Intel Core i7 των 3.3 GHz καταναλώνει 130 Watts Τη θερµότητα αυτή πρέπει να την αφαιρέσουµε από ένα 1.5 Χ 1.5 cm τσιπ Αυτό είναι το όριο του τι µπορεί να ψύχεται από τον αέρα ( ηλαδή δεν µπορούµε να αφαιρέσουµε περισσότερη θερµότητα) Τεχνικές για µείωση της κατανάλωσης ισχύος: Απενεργοποίηση του ρολογιού (συχνότητας) σε µη ενεργά τµήµατα ή cores Όπως στο τµήµα κινητής υποδιαστολής όταν δεν υπάρχουν αντίστοιχες εντολές υναµική κλιµάκωση της τάσης και της συχνότητας Σε περιόδους χαµηλής δραστηριότητας δεν είναι ανάγκη να λειτουργούν σε µέγιστη ισχύ Το ίδιο το τσιπ αποφασίζει εάν ο ρυθµός του ρολογιού µπορεί να είναι µεγαλύτερος για κάποιο µικρό διάστηµα, µέχρι η θερµότητα να αρχίσει να ανεβαίνει (χρήση αισθητήρα θερµότητας) 52

53 Ερωτήσεις 1. Έστω ότι µια µείωση της τάσης κατά 15% µπορεί να επιφέρει µείωση της συχνότητας κατά 15%. Τι επίδραση θα έχει η παραπάνω µείωση στη δυναµική ενέργεια και στη δυναµική ισχύ; 2. Έστω ένα κινητό τηλέφωνο µε µια µπαταρία των 6 βατώρων (Wh), το οποίο λειτουργεί στα 1,2 V. Υποθέτουµε ότι όταν βρίσκεται σε χρήση λειτουργεί στα 300 MHz και ότι η µέση ποσότητα χωρητικότητας φορτίου στις µεταγωγές του chip, κάθε στιγµή, είναι 10 nf (10-8 Farads). Επίσης, όταν είναι σε χρήση εκπέµπει 3 W ισχύ από την κεραία του. Όταν δε χρησιµοποιείται, η δυναµική ισχύς είναι σχεδόν µηδενική. Το ρεύµα διαρροής που κυκλοφορεί είτε βρίσκεται σε χρήση είτε όχι, είναι 40 ma. Υπολογίστε τη διάρκεια της µπαταρίας (α) όταν το τηλέφωνο δε χρησιµοποιείται και (β) όταν χρησιµοποιείται συνεχώς. 3. Σε έναν επεξεργαστή υποθέτουµε µείωση της τάσης κατά 10% και αύξηση της συχνότητας κατά 5%. Ποια είναι η βελτίωση στην κατανάλωση δυναµικής ισχύος; 53

54 Ασκήσεις 4. Ο παρακάτω πίνακας παρουσιάζει την κατανάλωση ισχύος µερικών εξαρτηµάτων ενός υπολογιστικού συστήµατος. (α) Κάνοντας την υπόθεση ότι κάθε εξάρτηµα καταναλώνει το µέγιστο δυνατό φορτίο, καθώς και ότι η αποδοτικότητα της τροφοδοσίας ρεύµατος ανέρχεται στο 80%, πόσα watt ισχύος πρέπει η συσκευή τροφοδοσίας να παραδίδει σε ένα σύστηµα που διαθέτει έναν επεξεργαστή Intel Pentium 4, 2 GB µνήµης DRAM Kingston µε 240 ακροδέκτες και έναν σκληρό δίσκο των 7200 rpm; (β) Πόση ισχύ θα καταναλώσει ο δίσκος των 7200 rpm, αν βρίσκεται σε αδράνεια κατά 60% του χρόνου; Πηγή: D. Patterson & J. Hennessy: Computer Architecture, 5 th Edition 54

55 Bandwidth and Latency Bandwidth or Throughput (εύρος ζώνης ή διεκπεραιωτική ικανότητα) Συνολική ποσότητα εργασίας που εκτελείται σε ένα συγκεκριµένο χρονικό διάστηµα για τους επεξεργαστές βελτιώθηκε Χ για µνήµη και δίσκους βελτιώθηκε Χ Latency or Response time (λανθάνων χρόνος ή χρόνος απόκρισης) Χρόνος που µεσολαβεί ανάµεσα στην έναρξη και την ολοκλήρωση κάποιου γεγονότος 30-80Χ βελτιώθηκε για τους επεξεργαστές 6-8Χ βελτιώθηκε για µνήµη και δίσκους 55

56 Βελτιώσεις µικροεπεξεργαστών Πηγή: D. Patterson & J. Hennessy: Computer Architecture, 5 th Edition 56

57 Βελτιώσεις µνήµης DRAM-δικτύων Πηγή: D. Patterson & J. Hennessy: Computer Architecture, 5 th Edition 57

58 Βελτιώσεις δίσκων Πηγή: D. Patterson & J. Hennessy: Computer Architecture, 5 th Edition 58

59 Bandwidth and Latency improvements Πηγή: D. Patterson & J. Hennessy: Computer Architecture, 5 th Edition 59

60 Φερεγγυότητα (Dependability) Τα υπολογιστικά συστήµατα σχεδιάζονται και κατασκευάζονται σε διαφορετικά πεδία αφαιρετικότητας Η φερεγγυότητα ενός υπολογιστικού συστήµατος εξαρτάται από τη φερεγγυότητα των επιµέρους στοιχείων από τα οποία αποτελείται Κάθε στοιχείο ενός συστήµατος µπορεί να θεωρηθεί από µόνο του ως ένα σύστηµα που αποτελείται από υποσυστήµατα Ελάττωµα (fault)= βλάβη ενός στοιχείου Μπορεί να οδηγήσουν σε βλάβη του συστήµατος Μερικά ελαττώµατα διαχέονται (π.χ. η απώλεια ηλεκτρικής ενέργειας), ενώ άλλα περιορίζονται σε ένα µοναδικό στοιχείο 60

61 Συµφωνητικά παροχής υπηρεσιών (Service Level Agreements, SLA) Τα SLA είναι µέρος µιας σύµβασης υπηρεσιών, όπου η παρεχόµενη υπηρεσία ορίζεται επακριβώς Σύµφωνα µε τα SLA τα συστήµατα εναλλάσσονται µεταξύ δύο καταστάσεων παρεχόµενων υπηρεσιών: Ολοκλήρωση υπηρεσίας, όπου η υπηρεσία παρέχεται όπως ακριβώς προβλέπεται από τις σχετικές προδιαγραφές ιακοπή υπηρεσίας, όπου η παρεχόµενη υπηρεσία είναι διαφορετική από αυτήν που περιγράφεται στο SLA 61

62 Μονάδες µέτρησης της φερεγγυότητας Οι µεταβάσεις από τη µια κατάσταση στην άλλη προκαλούνται από αστοχίες (failures) (από την κατάσταση 1 στην κατάσταση 2), ή από αποκαταστάσεις (restorations) (από την κατάσταση 2 στην κατάσταση 1) Αστοχία Ολοκλήρωση υπηρεσίας Αποκατάσταση (ή επισκευή) Διακοπή υπηρεσίας Η ποσοτικοποίηση των µεταβάσεων αυτών οδηγεί σε δύο µονάδες µέτρησης της φερεγγυότητας: Αξιοπιστία (reliability) στοιχείου ιαθεσιµότητα (availability) στοιχείου 62

63 Αξιοπιστία (reliability) Αξιοπιστία: είναι µια µέτρηση του χρόνου που µεσολαβεί µέχρι την εµφάνιση κάποιας αστοχίας από κάποιο αρχικό σηµείο αναφοράς. Κατά συνέπεια, ο µέσος χρόνος εµφάνισης αστοχίας (mean time to failure MTTF) αποτελεί µια µέτρηση της αξιοπιστίας Το αντίστροφο του MTTF είναι ο ρυθµός εµφάνισης αστοχίας. Αφορά τις αστοχίες που σηµειώνονται ανά δισεκατοµµύριο ωρών λειτουργίας ή τις αστοχίες που σηµειώνονται εντός κάποιας χρονικής περιόδου (failure in time FIT). FIT=1/MTTF Η διακοπή υπηρεσίας υπολογίζεται ως ο µέσος χρόνος επισκευής(mean time to repair MTTR). Ο µέσος χρόνος που µεσολαβεί µεταξύ αστοχιών (mean time between failure, MTBF) ισούται µε το άθροισµα: MTTF+MTTR 63

64 ιαθεσιµότητα (availability) ιαθεσιµότητα: είναι µια µέτρηση της επιτυχούς παροχής υπηρεσίας σε σχέση µε την εναλλαγή µεταξύ των δύο καταστάσεων ιαθεσιµότητα στοιχείου = MTTF/(MTTF+MTTR) Αστοχία αποκατάσταση αστοχία αποκατάσταση 0 0 MTTF MTTR χρόνος MTBF 64

65 Παράδειγµα 1 (1) Έστω ένα υποσύστηµα δίσκων που διαθέτει τα ακόλουθα στοιχεία και MTTF: 10 δίσκους, καθένας εκ των οποίων έχει MTTF της τάξης των ωρών Έναν ελεγκτή SCSI µε MTTF της τάξης των ωρών Μία συσκευή τροφοδοσίας ρεύµατος µε MTTF της τάξης των ωρών Έναν ανεµιστήρα µε MTTF της τάξης των ωρών Ένα καλώδιο SCSI µε MTTF της τάξης των ωρών Υποθέτοντας ότι οι αστοχίες είναι ανεξάρτητες µεταξύ τους υπολογίστε τον MTTF του συνολικού συστήµατος Λύση MTTFσυστήµατος=1/Ρυθµό αστοχίας συστήµατος Ρυθµός αστοχίας συστήµατος= το άθροισµα των επιµέρους ρυθµών αστοχίας των στοιχείων Ρυθµός αστοχίας στοιχείου=1/mttf (ανά δισεκατοµµύριο ώρες) 65

66 Παράδειγµα 1 (2) Ρυθµός αστοχίας δίσκων=(1x10)/ =10 4 /10 9 Ρυθµός αστοχίας ελεγκτή SCSI=1/ =2x10 3 /10 9 Ρυθµός αστοχίας συσκευής τροφοδοσίας ρεύµατος=1/ =5x10 3 /10 9 Ρυθµός αστοχίας ανεµιστήρα=1/ =5x10 3 /10 9 Ρυθµός αστοχίας καλωδίου SCSI=1/ =10 3 /10 9 Ρυθµός αστοχίας συστήµατος=10 4 / x10 3 / x10 3 / x10 3 / /10 9 = ( )/10 9 =23.000/10 9 MTTF συστήµατος=1/ρυθµό αστοχίας συστήµατος=10 9 /23.000= ώρες ή περίπου 5 έτη 66

67 Παράδειγµα 2 Εάν στο προηγούµενο παράδειγµα προσθέσουµε µια δεύτερη, ίδια, συσκευή τροφοδοσίας ρεύµατος και υποθέσουµε ότι το MTTR της κάθε συσκευής είναι 24 ώρες, πιο είναι το MTTF του ζεύγους των συσκευών τροφοδοσίας ρεύµατος (MTTF pair ); Λύση Ρυθµός αστοχίας power(1 st or 2 nd ) = 1/MTTF power + 1/MTTF power = 2/MTTF power Πιθανότητα να συµβεί µια 2 η βλάβη ενώ επιδιορθώνουµε την 1 η : MTTR/MTTF power Ρυθµός αστοχίας power(και για τις 2) = 2/MTTF power x MTTR/MTTF power MTTF pair =1/Ρυθµός αστοχίας power(και για τις 2) = MTTF 2 /(2xMTTR) = /(2x24)= ώρες Συγκρίνοντας το MTTF της µιας συσκευής ( ώρες) µε τις ώρες και των δύο, παρατηρούµε ότι το σύστηµα µε τις δύο συσκευές είναι πιο αξιόπιστο κατά περίπου φορές 67

68 Προοπτικές υπολογιστικών συστηµάτων 1. Αυξανόµενη ποικιλοµορφία των απαιτήσεων των εφαρµογών, οδηγεί σε αυξανόµενη ποικιλοµορφία νέων υπολογιστικών συστηµάτων 2. Περιορισµοί στην κατανάλωση ηλεκτρικής ισχύος οδηγούν σε χρήση πολλαπλών επεξεργαστών, ενσωµατωµένων σε ένα ενιαίο τσιπ 3. Οι προκλήσεις από την κλιµάκωση της τεχνολογίας οδηγούν σε νέες αναδυόµενες τεχνολογίες επεξεργαστή, µνήµης, και συσκευών δικτύου 68

69 Προοπτική 1: Νόµος του Bell Περίπου κάθε δεκαετία διαµορφώνεται µια νέα κατηγορία υπολογιστών, χαµηλότερης τιµής από την προηγούµενη, που βασίζεται σε µια νέα πλατφόρµα προγραµµατισµού και η οποία οδηγεί σε νέες χρήσεις και τη δηµιουργία µιας νέας βιοµηχανίας Πηγή: G. Bell, Bell s law for the birth and death of computer classes, Commun. ACM, vol. 51, no. 1, pp , Jan

70 Προοπτική 2: Οι τάσεις στην ηλεκτρική ισχύ Πηγή: D. Patterson & J. Hennessy: Computer Organization and Design, 5 th Edition 70

71 Προοπτική 2: Πολυεπεξεργαστές Πολυπύρηνοι µικροεπεξεργαστές (multicore microprocessors) Πολλοί επεξεργαστές ανά τσιπ Απαιτεί παράλληλο προγραµµατισµό σε επίπεδο υπολογιστή/υπολογισµού (multiprocessors, multicomputers) Ταυτόχρονη εκτέλεση ενός ή διαφορετικών προγραµµάτων σε πολλαπλούς επεξεργαστές υσκολίες στην υλοποίηση Προγραµµατισµός για µέγιστη απόδοση Εξισορρόπηση φορτίου (load balancing) Βελτιστοποίηση επικοινωνίας (communication) και συγχρονισµού (synchronization) 71

72 Προοπτική 2: Πολυπύρηνοι µικροεπεξεργαστές (1) Η χρήση πολλαπλών πυρήνων επιτρέπει: Χαµηλότερες συχνότητες λειτουργίας Συνεπώς περιορισµό της κατανάλωσης ισχύος και της θερµότητας ραµατική αύξηση της απόδοσης (σε ορισµένες περιπτώσεις) Με κατάλληλο λογισµικό που εκµεταλλεύεται την παραλληλία στην εκτέλεση First Microprocessor Intel 4004 (1971) Application : calculators Technology: nm 2300 transistors 13 mm KHz 12 Volts 4-bit data Single-cycle datapath 72

73 Προοπτική 2: Πολυπύρηνοι µικροεπεξεργαστές(2) Single-Core Microprocessors Intel Pentium4 (2003) Application: desktop/server Technology: 90nm (1% of 4004) 55M transistors (20,000x) 101 mm 2 (10x) 3.4 GHz (10,000x) 1.2 Volts (1/10x) 32/64-bit data (16x) 22-stage pipelined datapath 3 instructions per cycle (superscalar) Two levels of on-chip cache data-parallel vector (SIMD) instructions, hyperthreading 73

74 Προοπτική 2: Πολυπύρηνοι µικροεπεξεργαστές(3) Multicore Processor Intel Core i7 (2013) Application: desktop/server Technology: 22nm (25% of P4) 1.4B transistors (30x) 177 mm 2 (2x) 3.5 GHz to 3.9 Ghz (~1x) 1.8 Volts (~1x) 256-bit data (2x) 14-stage pipelined datapath (0.5x) 4 instructions per cycle (1x) Three levels of on-chip cache data-parallel vector (SIMD) instructions, hyperthreading Four-core multicore (4x) 74

75 Προοπτική 3: Αναδυόµενες τεχνολογίες συσκευών? three-dimensional molecular Computing? Πηγή: [from Kurzweil Singularity is Near] 75

76 Σχεδίαση υπολογιστή Προσδιορισµός προδιαγραφών (specifications) Σχεδίαση µε περιορισµούς που αφορούν: στο κόστος (ανάπτυξης, ελέγχου και κατασκευής) στην κατανάλωση ισχύος και ενέργειας στην αξιοπιστία (reliability) Η αρχιτεκτονική Υπολογιστών αφορά: στη σχεδίαση της Αρχιτεκτονικής Συνόλου Εντολών (ISA) στην υλοποίηση (µε βάση τους παραπάνω στόχους) 1.7 6

77 Σχεδίαση Επεξεργαστών Σχεδίαση Αρχιτεκτονικής Συνόλου Εντολών (ISA) Υλοποίηση της ISA στο υλικό Προηγµένα εργαλεία σχεδίασης (CAD tools) Ιεραρχικά δοµηµένη σχεδίαση (hierarchical design) Υλοποίηση πλατφόρµας λογισµικού για την υποστήριξη του επεξεργαστή Μεταγλωττιστές (Compilers) Συµβολοµεταφραστές (Assemblers) Προσοµοιωτές ISA (Instruction Set Simulators, ISSs) 1.7 7

78 Μοντελοποίηση επεξεργαστών Σχηµατική αναπαράσταση (Schematic capture) Γλώσσες προδιαγραφών (Specification languages) SystemC, SystemVerilog Γλώσσες περιγραφής υλικού (Hardware Description Languages, HDLs) VHDL, Verilog 1.7 8

79 Υλοποίηση επεξεργαστών σε hardware Application Specific Integrated Circuits (ASICs) Field Programmable Gate Arrays (FPGAs) ASIC FPGA (Xilinx) 1.7 9

80 Υλοποίηση επεξεργαστών µε FPGAs Απαιτούνται: Γνώσεις Αρχιτεκτονικής Υπολογιστών Γνώσεις σχεδίασης ψηφιακών συστηµάτων (VHDL, Verilog) Μικρό «κεφάλαιο» Κόστος λογισµικού: 0 Κόστος κάρτας: από

81 Ερωτήσεις? 1.8 1

Κυκλωμάτων» Χειμερινό εξάμηνο

Κυκλωμάτων» Χειμερινό εξάμηνο «Σχεδιασμός Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων» Χειμερινό εξάμηνο 2016-2017 Εισαγωγή στα Συστήματα Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων Δρ. Παρασκευάς Κίτσος Επίκουρος Καθηγητής http://diceslab.cied.teiwest.gr E-mail: pkitsos@teimes.gr

Διαβάστε περισσότερα

Εισαγωγή στην Αρχιτεκτονική Η/Υ

Εισαγωγή στην Αρχιτεκτονική Η/Υ Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2014-15 Εισαγωγή στην Αρχιτεκτονική (θεμελιώδεις αρχές λειτουργίας των υπολογιστών) http://di.ionio.gr/~mistral/tp/comparch/ Μ.Στεφανιδάκης

Διαβάστε περισσότερα

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών. ηµήτρης Γκιζόπουλος Καθηγητής

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών. ηµήτρης Γκιζόπουλος Καθηγητής Αρχιτεκτονική Υπολογιστών ΙI ηµήτρης Γκιζόπουλος Καθηγητής Γενικά ηµήτρης Γκιζόπουλος, Καθηγητής http://www.di.uoa.gr/~dgizop γραφείο Α32 ιδασκαλία στο αµφιθέατρο Α2 ευτέρα 11 00 13 00 Πέµπτη 13 00 15

Διαβάστε περισσότερα

Αρχιτεκτονικές Υπολογιστών

Αρχιτεκτονικές Υπολογιστών ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΕΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ Μάθηµα: Αρχιτεκτονικές Υπολογιστών Βασικά Συστατικά ενός Υπολογιστικού Συστήµατος ( οµή Οργάνωση) ιδάσκων:αναπλ.καθ. Κ. Λαµπρινουδάκης clam@unipi.gr Αρχιτεκτονικές Υπολογιστών

Διαβάστε περισσότερα

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ΥΛΙΚΟ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ΥΛΙΚΟ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ 1.1 Το Υπολογιστικό Σύστηµα ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ΥΛΙΚΟ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ Από τον υπολογιστή των Αντικυθήρων µέχρι τα αυτοκίνητα χωρίς οδηγό Κατηγορίες µε βάση το µέγεθος και τη χρήση: Υπερυπολογιστές (supercomputers)

Διαβάστε περισσότερα

Το μάθημα συνοπτικά (1) Το μάθημα συνοπτικά (2) Τι είναι ένα υπολογιστικό σύστημα ;

Το μάθημα συνοπτικά (1) Το μάθημα συνοπτικά (2) Τι είναι ένα υπολογιστικό σύστημα ; Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2016-17 Εισαγωγή στην Αρχιτεκτονική (θεμελιώδεις αρχές λειτουργίας των υπολογιστών) http://mxstef.gthub.o/courses/comparch/ Μ.Στεφανιδάκης

Διαβάστε περισσότερα

Πολυπύρηνοι επεξεργαστές Multicore processors

Πολυπύρηνοι επεξεργαστές Multicore processors Πολυπύρηνοι επεξεργαστές Multicore processors 1 Μετάβαση στους πολυπύρηνους(1) Απόδοση των µονοεπεξεργαστών 25% ετήσια βελτίωση της απόδοσης από το 1978 έως το 1986 Κυρίως από την εξέλιξη της τεχνολογίας

Διαβάστε περισσότερα

Οργάνωση και Σχεδίαση Υπολογιστών Η ιασύνδεση Υλικού και Λογισµικού, 4 η έκδοση. Κεφάλαιο 1. Αφηρηµένες έννοιες και τεχνολογία υπολογιστών

Οργάνωση και Σχεδίαση Υπολογιστών Η ιασύνδεση Υλικού και Λογισµικού, 4 η έκδοση. Κεφάλαιο 1. Αφηρηµένες έννοιες και τεχνολογία υπολογιστών Οργάνωση και Σχεδίαση Υπολογιστών Η ιασύνδεση Υλικού και Λογισµικού, 4 η έκδοση Κεφάλαιο 1 Αφηρηµένες έννοιες και τεχνολογία υπολογιστών Ασκήσεις Η αρίθµηση των ασκήσεων είναι από την 4 η έκδοση του «Οργάνωση

Διαβάστε περισσότερα

ΕΙΣΑΓΩΓΗ στους Η/Υ. Δρ. Β Σγαρδώνη. Τμήμα Τεχνολογίας Αεροσκαφών ΤΕΙ ΣΤΕΡΕΑΣ ΕΛΛΑΔΑΣ. Χειμερινό Εξάμηνο 2013-14

ΕΙΣΑΓΩΓΗ στους Η/Υ. Δρ. Β Σγαρδώνη. Τμήμα Τεχνολογίας Αεροσκαφών ΤΕΙ ΣΤΕΡΕΑΣ ΕΛΛΑΔΑΣ. Χειμερινό Εξάμηνο 2013-14 ΕΙΣΑΓΩΓΗ στους Η/Υ Τμήμα Τεχνολογίας Αεροσκαφών ΤΕΙ ΣΤΕΡΕΑΣ ΕΛΛΑΔΑΣ Δρ. Β Σγαρδώνη Χειμερινό Εξάμηνο 2013-14 Εισαγωγικές Έννοιες Τι είναι ένας ηλεκτρονικός υπολογιστής ; Ιστορία των Η/Υ Αρχιτεκτονική των

Διαβάστε περισσότερα

Συστήματα VLSI. Εισαγωγή. Γιώργος Δημητρακόπουλος. Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης. Άνοιξη 2014

Συστήματα VLSI. Εισαγωγή. Γιώργος Δημητρακόπουλος. Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης. Άνοιξη 2014 Συστήματα VLSI Εισαγωγή Γιώργος Δημητρακόπουλος Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης Άνοιξη 2014 Συστήματα VLSI 1 Τα ολοκληρωμένα κυκλώματα από «μέσα» Συστήματα VLSI 2 Τα εργαλεία της σχεδίασης Algorithms-Applications

Διαβάστε περισσότερα

*Ένας υπολογιστής είναι στην πραγματικότητα ένα σύστημα πολλών μερών που συνεργάζονται μεταξύ τους.

*Ένας υπολογιστής είναι στην πραγματικότητα ένα σύστημα πολλών μερών που συνεργάζονται μεταξύ τους. Ένας υπολογιστής είναι στην πραγματικότητα ένα σύστημα πολλών μερών που συνεργάζονται μεταξύ τους. *Τα φυσικά μέρη που μπορούμε να δούμε και να αγγίξουμε ονομάζονται συνολικά υλικό (hardware). * * υπερυπολογιστές

Διαβάστε περισσότερα

4/10/2008. Εισαγωγή στη σχεδίαση συστημάτων VLSI. Περιεχόμενα μαθήματος. Γιώργος Δημητρακόπουλος. Βιβλιογραφία. Ψηφιακά συστήματα.

4/10/2008. Εισαγωγή στη σχεδίαση συστημάτων VLSI. Περιεχόμενα μαθήματος. Γιώργος Δημητρακόπουλος. Βιβλιογραφία. Ψηφιακά συστήματα. Εισαγωγή στη σχεδίαση συστημάτων VLSI Γιώργος Δημητρακόπουλος Τμήμα Επιστήμης Υπολογιστών Πανεπιστήμιο Κρήτης Περιεχόμενα μαθήματος Τα τρανζίστορ NMOS και PMOS Φυσικός σχεδιασμός των ψηφιακών κυκλωμάτων

Διαβάστε περισσότερα

Κεφάλαιο 1 Αφαιρετικότητα και Τεχνολογία Υπολογιστών (Computer Abstractions and Technology)

Κεφάλαιο 1 Αφαιρετικότητα και Τεχνολογία Υπολογιστών (Computer Abstractions and Technology) Κεφάλαιο 1 Αφαιρετικότητα και Τεχνολογία Υπολογιστών (Computer Abstractions and Technology) 1 Υπολογιστές Οι υπολογιστές μπορούν να χωριστούν σε τρεις κατηγορίες, βάση της εφαρμογής τους: Επιτραπέζιοι

Διαβάστε περισσότερα

Γενικά Στοιχεία Ηλεκτρονικού Υπολογιστή

Γενικά Στοιχεία Ηλεκτρονικού Υπολογιστή Γενικά Στοιχεία Ηλεκτρονικού Υπολογιστή 1. Ηλεκτρονικός Υπολογιστής Ο Ηλεκτρονικός Υπολογιστής είναι μια συσκευή, μεγάλη ή μικρή, που επεξεργάζεται δεδομένα και εκτελεί την εργασία του σύμφωνα με τα παρακάτω

Διαβάστε περισσότερα

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Βασικές Πηγές: Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Εισαγωγή Αρχιτεκτονική Υπολογιστών: μια Δομημένη Προσέγγιση, Α. Tanenbaum, Vrije Universiteit, Amsterdam. Computer Architecture and Engineering, K. Asanovic, CS1/2-52,

Διαβάστε περισσότερα

Βασίλειος Κοντογιάννης ΠΕ19

Βασίλειος Κοντογιάννης ΠΕ19 Ενότητα1 Υλικό Λογισμικό και Εφαρμογές Κεφ1: Υλικό Υπολογιστών - Hardware Τι ονομάζουμε υλικό υπολογιστών; Με τον όρο υλικό (hardware) αναφερόμαστε σε οτιδήποτε έχει μια φυσική-υλική υπόσταση σε ένα υπολογιστικό

Διαβάστε περισσότερα

Εισαγωγή Συμβόλαιο Μαθήματος

Εισαγωγή Συμβόλαιο Μαθήματος ΗΜΥ 212 Οργάνωση Υπολογιστών και Μικροεπεξεγραστές Εαρινό Εξάμηνο 2007 Συμβόλαιο Μαθήματος 1 Γενικές Πληροφορίες Διαλέξεις: Διδάσκων: Βοηθός Μαθήματος: Δευτέρα και Πέμπτη, 16:30 18:00 μ.μ. Πανεπιστημιούπολη,

Διαβάστε περισσότερα

Οργάνωση επεξεργαστή (1 ο μέρος) ΜΥΥ-106 Εισαγωγή στους Η/Υ και στην Πληροφορική

Οργάνωση επεξεργαστή (1 ο μέρος) ΜΥΥ-106 Εισαγωγή στους Η/Υ και στην Πληροφορική Οργάνωση επεξεργαστή (1 ο μέρος) ΜΥΥ-106 Εισαγωγή στους Η/Υ και στην Πληροφορική Κώδικας μηχανής (E) Ο επεξεργαστής μπορεί να εκτελέσει το αρχιτεκτονικό σύνολο εντολών (instruction set architecture) Οι

Διαβάστε περισσότερα

i Στα σύγχρονα συστήματα η κύρια μνήμη δεν συνδέεται απευθείας με τον επεξεργαστή

i Στα σύγχρονα συστήματα η κύρια μνήμη δεν συνδέεται απευθείας με τον επεξεργαστή Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2015-16 Τεχνολογίες Κύριας (και η ανάγκη για χρήση ιεραρχιών μνήμης) http://di.ionio.gr/~mistral/tp/comparch/ Μ.Στεφανιδάκης i Στα σύγχρονα

Διαβάστε περισσότερα

i Throughput: Ο ρυθμός ολοκλήρωσης έργου σε συγκεκριμένο χρόνο

i Throughput: Ο ρυθμός ολοκλήρωσης έργου σε συγκεκριμένο χρόνο Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 6-7 Απόδοση ΚΜΕ (Μέτρηση και τεχνικές βελτίωσης απόδοσης) http://mixstef.github.io/courses/comparch/ Μ.Στεφανιδάκης Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας

Διαβάστε περισσότερα

Φουκαράκη Χρυσούλα - ΓΕΛ Γαζίου

Φουκαράκη Χρυσούλα - ΓΕΛ Γαζίου ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Φουκαράκη Χρυσούλα - ΓΕΛ Γαζίου Υπολογιστικά συστήματα σχεδιάστηκαν για να καλύψουν συγκεκριμένες ανάγκες σε συγκεκριμένη χρονική στιγμή και βοηθούν στη συνολική πρόοδο της τεχνολογίας Φουκαράκη

Διαβάστε περισσότερα

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Αρχιτεκτονική Υπολογιστών (Τμήμα Μ-Ω) Παναγιώτης Τσανάκας, Καθηγητής ΕΜΠ panag@cslab.ece.ntua.gr 210 7722541 Βοηθοί διδασκαλίας: Χρήστος Ανδρίκος / Γιώργος Ρασσιάς [candrikos, grassias]@cslab.ece.ntua.gr

Διαβάστε περισσότερα

Ψηφιακά ολοκληρωμένα κυκλώματα

Ψηφιακά ολοκληρωμένα κυκλώματα Ψηφιακά ολοκληρωμένα κυκλώματα Εισαγωγή Γιώργος Δημητρακόπουλος Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης Φθινόπωρο 2013 Ψηφιακά ολοκληρωμένα κυκλώματα 1 O κόσμος των ηλεκτρονικών... Ψηφιακά ολοκληρωμένα κυκλώματα

Διαβάστε περισσότερα

Αφηρημένες έννοιες και τεχνολογία υπολογιστών

Αφηρημένες έννοιες και τεχνολογία υπολογιστών Οργάνωση και Σχεδίαση Υπολογιστών Η Διασύνδεση Υλικού και Λογισμικού, 4 η έκδοση Κεφάλαιο 1 Αφηρημένες έννοιες και τεχνολογία υπολογιστών Επανάσταση υπολογιστών Πρόοδος της τεχνολογίας υπολογιστών Θεμελιώνεται

Διαβάστε περισσότερα

Αρχιτεκτονική υπολογιστών

Αρχιτεκτονική υπολογιστών 1 Ελληνική Δημοκρατία Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Ηπείρου Αρχιτεκτονική υπολογιστών Ενότητα 2 : Η εξέλιξη και η απόδοση των υπολογιστών Καρβούνης Ευάγγελος 1 Η Γενιά: Λυχνίες κενού Electronic Numerical

Διαβάστε περισσότερα

Τεχνολογίες Κύριας Μνήμης

Τεχνολογίες Κύριας Μνήμης Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2016-17 Τεχνολογίες Κύριας (και η ανάγκη για χρήση ιεραρχιών μνήμης) http://mixstef.github.io/courses/comparch/ Μ.Στεφανιδάκης Κύρια Μνήμη

Διαβάστε περισσότερα

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ. Α Γενικού Λυκείου (Μάθημα Επιλογής)

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ. Α Γενικού Λυκείου (Μάθημα Επιλογής) ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ Α Γενικού Λυκείου (Μάθημα Επιλογής) Σύγχρονα Υπολογιστικά Συστήματα τους υπερυπολογιστές (supercomputers) που χρησιμοποιούν ερευνητικά εργαστήρια τα μεγάλα συστήματα (mainframes)

Διαβάστε περισσότερα

Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Απόδοση ΚΜΕ. (Μέτρηση και τεχνικές βελτίωσης απόδοσης)

Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Απόδοση ΚΜΕ. (Μέτρηση και τεχνικές βελτίωσης απόδοσης) Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2016-17 Απόδοση ΚΜΕ (Μέτρηση και τεχνικές βελτίωσης απόδοσης) http://mixstef.github.io/courses/comparch/ Μ.Στεφανιδάκης Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας

Διαβάστε περισσότερα

ΠΛΕ- 027 Μικροεπεξεργαστές 11ο μάθημα: Είσοδος- Εξοδος (Ε/Ε)

ΠΛΕ- 027 Μικροεπεξεργαστές 11ο μάθημα: Είσοδος- Εξοδος (Ε/Ε) ΠΛΕ- 027 Μικροεπεξεργαστές 11ο μάθημα: Είσοδος- Εξοδος (Ε/Ε) Αρης Ευθυμίου Συσκευές Ε/Ε Μεγάλη ποικιλία πολλές φορές είναι αυτές που «πουλάνε» το μηχάνημα: π.χ. Nintendo wii, (πρώτο) iphone Βασική ταξινόμηση:

Διαβάστε περισσότερα

http://www.cslab.ece.ntua.gr/diplom/

http://www.cslab.ece.ntua.gr/diplom/ ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ KΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΚΑΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ http://www.cslab.ece.ntua.gr/ ιπλωµατική

Διαβάστε περισσότερα

Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Κρυφές Μνήμες. (οργάνωση, λειτουργία και απόδοση)

Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Κρυφές Μνήμες. (οργάνωση, λειτουργία και απόδοση) Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2016-17 Κρυφές Μνήμες (οργάνωση, λειτουργία και απόδοση) http://mixstef.github.io/courses/comparch/ Μ.Στεφανιδάκης Ιεραρχία συχνά και το

Διαβάστε περισσότερα

ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΓΡΑΦΙΣΤΙΚΗ ΜΕ Η/Υ 1. Του Αποστόλου Παπαποστόλου Επίκουρου Καθηγητή του ΤΕΙ Αθήνας

ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΓΡΑΦΙΣΤΙΚΗ ΜΕ Η/Υ 1. Του Αποστόλου Παπαποστόλου Επίκουρου Καθηγητή του ΤΕΙ Αθήνας ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΓΡΑΦΙΣΤΙΚΗ ΜΕ Η/Υ 1 Του Αποστόλου Παπαποστόλου Επίκουρου Καθηγητή του ΤΕΙ Αθήνας ΕΙΣΑΓΩΓΗ Οι γραφικές παραστάσεις µε υπολογιστές έχουν προχωρήσει πολύ από τότε που οι ε- πιστήµονες που δούλευαν

Διαβάστε περισσότερα

1. Οργάνωση της CPU 2. Εκτέλεση εντολών 3. Παραλληλία στο επίπεδο των εντολών 4. Γραμμές διοχέτευσης 5. Παραλληλία στο επίπεδο των επεξεργαστών

1. Οργάνωση της CPU 2. Εκτέλεση εντολών 3. Παραλληλία στο επίπεδο των εντολών 4. Γραμμές διοχέτευσης 5. Παραλληλία στο επίπεδο των επεξεργαστών ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ Ι Γ. Τσιατούχας 2 ο Κεφάλαιο ιάρθρωση 1. Οργάνωση της 2. εντολών 3. Παραλληλία στο επίπεδο των εντολών 4. Γραμμές διοχέτευσης 5. Παραλληλία στο

Διαβάστε περισσότερα

Η επικράτηση των ψηφιακών κυκλωμάτων 1o μέρος

Η επικράτηση των ψηφιακών κυκλωμάτων 1o μέρος Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών Τομέας Επικοινωνιών, Ηλεκτρονικής και Συστημάτων Πληροφορικής Εισαγωγή στη Σχεδίαση VLSI Η επικράτηση των ψηφιακών κυκλωμάτων

Διαβάστε περισσότερα

Ιεραρχία Μνήμης. Ιεραρχία μνήμης και τοπικότητα. Σκοπός της Ιεραρχίας Μνήμης. Κρυφές Μνήμες

Ιεραρχία Μνήμης. Ιεραρχία μνήμης και τοπικότητα. Σκοπός της Ιεραρχίας Μνήμης. Κρυφές Μνήμες Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2016-17 Κρυφές Μνήμες (οργάνωση, λειτουργία και απόδοση) http://mixstef.github.io/courses/comparch/ Μ.Στεφανιδάκης Για βελτίωση της απόδοσης

Διαβάστε περισσότερα

Μαλούτα Θεανώ Σελίδα 1

Μαλούτα Θεανώ Σελίδα 1 ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ Α' ΛΥΚΕΙΟΥ ΕΝΟΤΗΤΑ 1η ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΘΕΩΡΙΑΣ 1. Τι ονομάζουμε υλικό και τι λογισμικό ενός υπολογιστικού συστήματος; 2. Τι είναι α) η μητρική πλακέτα ( motherboard), β) η κεντρική μονάδα

Διαβάστε περισσότερα

Οι Διδάσκοντες. Αντώνης Πασχάλης, Καθηγητής, Θεωρία. Χρήστος Κρανιώτης, ΕEΔΙΠ, Εργαστήριο

Οι Διδάσκοντες. Αντώνης Πασχάλης, Καθηγητής, Θεωρία. Χρήστος Κρανιώτης, ΕEΔΙΠ, Εργαστήριο Οι Διδάσκοντες Αντώνης Πασχάλης, Καθηγητής, Θεωρία Γραφείο: A39 (Α όροφος) Τηλ. 210-7275231 E-mail: paschali@di.uoa.gr Χρήστος Κρανιώτης, ΕEΔΙΠ, Εργαστήριο Γραφείο: Εργαστήριο Ψηφιακής Σχεδίασης και Αρχιτεκτονικής

Διαβάστε περισσότερα

ΤΜΗΜΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΤΕΧΝΙΚΟΣ ΔΙΚΤΥΩΝ ΚΑΙ ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ

ΤΜΗΜΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΤΕΧΝΙΚΟΣ ΔΙΚΤΥΩΝ ΚΑΙ ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ ΤΜΗΜΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΤΕΧΝΙΚΟΣ ΔΙΚΤΥΩΝ ΚΑΙ ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ ΕΡΓΑΣΙΑ ΜΕ ΤΙΤΛΟ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΤΕΣ - CPU Μπακρατσάς Γιώργος geback007@yahoo.gr Δεκέμβριος, 2014 Περιεχόμενα ΕΙΣΑΓΩΓΗ... 3 ΙΣΤΟΡΙΚΗ ΑΝΑΔΡΟΜΗ... 4 ΧΡΟΝΟΛΟΓΙΕΣ

Διαβάστε περισσότερα

Εισαγωγή στην πληροφορική

Εισαγωγή στην πληροφορική Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής & Τηλεπικοινωνιών Εισαγωγή στην πληροφορική Ενότητα 2: Βασικές αρχές λειτουργίας και χρήσης του υπολογιστή Αγγελίδης Παντελής Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών

Διαβάστε περισσότερα

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Υποσύστημα εισόδου εξόδου Διδάσκων: Επίκουρος Καθηγητής Αριστείδης Ευθυμίου Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται

Διαβάστε περισσότερα

Εισαγωγή στον έλεγχο ορθής λειτουργίας ψηφιακών συστημάτων. Δημήτρης Νικολός, Τμήμα Μηχ. Ηλεκτρονικών Υπολογιστών και Πληροφορικής, Παν.

Εισαγωγή στον έλεγχο ορθής λειτουργίας ψηφιακών συστημάτων. Δημήτρης Νικολός, Τμήμα Μηχ. Ηλεκτρονικών Υπολογιστών και Πληροφορικής, Παν. Εισαγωγή στον έλεγχο ορθής λειτουργίας ψηφιακών συστημάτων 1 Περίγραμμα παρουσίασης Ανάγκη για έλεγχο ορθής λειτουργίας Επιβεβαίωση σχεδιασμού έναντι επιβεβαίωσης ορθής λειτουργίας μετά την κατασκευή και

Διαβάστε περισσότερα

ΗΜΥ 210: Λογικός Σχεδιασµός, Εαρινό Εξάµηνο Ένα συνδυαστικό κύκλωµα µπορεί να περιγραφεί από: Φεβ-05. n-είσοδοι

ΗΜΥ 210: Λογικός Σχεδιασµός, Εαρινό Εξάµηνο Ένα συνδυαστικό κύκλωµα µπορεί να περιγραφεί από: Φεβ-05. n-είσοδοι ΗΜΥ 2: Λογικός Σχεδιασµός, Εαρινό Εξάµηνο 25 Φεβ-5 ΗΜΥ-2: Λογικός Σχεδιασµός Εαρινό Εξάµηνο 25 Κεφάλαιο 3 -i: Σχεδιασµός Συνδυαστικών Κυκλωµάτων Περίληψη Αρχές σχεδιασµού Ιεραρχία σχεδιασµού Σχεδιασµός

Διαβάστε περισσότερα

Με τον όρο μνήμη αναφερόμαστε στα μέσα που χρησιμοποιούνται για την αποθήκευση προγραμμάτων και δεδομένων σε έναν υπολογιστή ή άλλη ψηφιακή

Με τον όρο μνήμη αναφερόμαστε στα μέσα που χρησιμοποιούνται για την αποθήκευση προγραμμάτων και δεδομένων σε έναν υπολογιστή ή άλλη ψηφιακή Μνήμη Με τον όρο μνήμη αναφερόμαστε στα μέσα που χρησιμοποιούνται για την αποθήκευση προγραμμάτων και δεδομένων σε έναν υπολογιστή ή άλλη ψηφιακή ηλεκτρονική συσκευή, σε προσωρινή ή μόνιμη βάση. Τα σύγχρονα

Διαβάστε περισσότερα

Ενότητα 4. Εισαγωγή στην Πληροφορική. Αναπαράσταση δεδοµένων. Αναπαράσταση πληροφορίας. υαδικοί αριθµοί. Χειµερινό Εξάµηνο 2006-07

Ενότητα 4. Εισαγωγή στην Πληροφορική. Αναπαράσταση δεδοµένων. Αναπαράσταση πληροφορίας. υαδικοί αριθµοί. Χειµερινό Εξάµηνο 2006-07 Ενότητα 4 Εισαγωγή στην Πληροφορική Κεφάλαιο 4Α: Αναπαράσταση πληροφορίας Κεφάλαιο 4Β: Επεξεργαστές που χρησιµοποιούνται σε PCs Χειµερινό Εξάµηνο 2006-07 ρ. Παναγιώτης Χατζηδούκας (Π..407/80) Εισαγωγή

Διαβάστε περισσότερα

ΣΤΑΤΙΚΕΣ ΚΑΙ ΔΥΝΑΜΙΚΕΣ ΜΝΗΜΕΣ ΤΥΧΑΙΑΣ ΠΡΟΣΠΕΛΑΣΗΣ (Static and Dynamic RAMs). ΔΙΑΡΘΡΩΣΗ ΤΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ ΘΕΜΑΤΙΚΕΣ ΕΝΟΤΗΤΕΣ

ΣΤΑΤΙΚΕΣ ΚΑΙ ΔΥΝΑΜΙΚΕΣ ΜΝΗΜΕΣ ΤΥΧΑΙΑΣ ΠΡΟΣΠΕΛΑΣΗΣ (Static and Dynamic RAMs). ΔΙΑΡΘΡΩΣΗ ΤΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ ΘΕΜΑΤΙΚΕΣ ΕΝΟΤΗΤΕΣ ΣΤΑΤΙΚΕΣ ΚΑΙ ΔΥΝΑΜΙΚΕΣ ΜΝΗΜΕΣ ΤΥΧΑΙΑΣ ΠΡΟΣΠΕΛΑΣΗΣ (Static and Dynamic RAMs). ΔΙΑΡΘΡΩΣΗ ΤΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ ΘΕΜΑΤΙΚΕΣ ΕΝΟΤΗΤΕΣ ΒΑΣΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΗΜΙΑΓΩΓΙΚΩΝ ΜΝΗΜΩΝ. ΒΑΣΙΚΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ RAM CMOS. ΤΥΠΟΙ ΚΥΤΤΑΡΩΝ ΑΡΧΕΣ

Διαβάστε περισσότερα

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Παραλληλισμός Βασικές Πηγές: Αρχιτεκτονική Υπολογιστών: μια Δομημένη Προσέγγιση, Α. Tanenbaum, Vrije Universiteit, Amsterdam. Computer Architecture and Engineering, K. Asanovic,

Διαβάστε περισσότερα

ΗΜΥ 210 ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΨΗΦΙΑΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ. Χειµερινό Εξάµηνο 2016 ΔΙΑΛΕΞΗ 17: Αναδιατασσόµενη Λογική Προγραµµατιζόµενο Υλικό

ΗΜΥ 210 ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΨΗΦΙΑΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ. Χειµερινό Εξάµηνο 2016 ΔΙΑΛΕΞΗ 17: Αναδιατασσόµενη Λογική Προγραµµατιζόµενο Υλικό ΗΜΥ 210 ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΨΗΦΙΑΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ Χειµερινό Εξάµηνο 2016 ΔΙΑΛΕΞΗ 17: Αναδιατασσόµενη Λογική Προγραµµατιζόµενο Υλικό ΧΑΡΗΣ ΘΕΟΧΑΡΙΔΗΣ Επίκουρος Καθηγητής, ΗΜΜΥ (ttheocharides@ucy.ac.cy) Προγραµµατιζόµενες

Διαβάστε περισσότερα

Τεχνολογία Υπολογιστικών Συστηµάτων & Λειτουργικά Συστήµατα Κεφάλαιο 1

Τεχνολογία Υπολογιστικών Συστηµάτων & Λειτουργικά Συστήµατα Κεφάλαιο 1 Τεχνολογία Υπολογιστικών Συστηµάτων & Λειτουργικά Κεφάλαιο 1 Κεφάλαιο 1 Κατηγορίες Υπολογιστικών Συστηµάτων Σκοπός του κεφαλαίου αυτού είναι να παρουσιάσει την εξέλιξη των υπολογιστικών συστηµάτων, τις

Διαβάστε περισσότερα

Εφαρµογές Πληροφορικής Υπολογιστών. Κεφάλαιο 3 Το υλικό του υπολογιστή

Εφαρµογές Πληροφορικής Υπολογιστών. Κεφάλαιο 3 Το υλικό του υπολογιστή Κεφάλαιο 3 Το υλικό του υπολογιστή Εισαγωγή Τµήµατα του Η/Υ καιοργάνωση Μονάδα Κεντρικής Μνήµης Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας (CPU) Μονάδα Εισόδου Εξόδου ίαυλοι Επικοινωνίας Εναλλακτικές αρχιτεκτονικές

Διαβάστε περισσότερα

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Αρχιτεκτονικό σύνολο εντολών Διδάσκων: Επίκουρος Καθηγητής Αριστείδης Ευθυμίου Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται

Διαβάστε περισσότερα

Παραλληλισμός σε επίπεδο εντολών

Παραλληλισμός σε επίπεδο εντολών Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2015-16 Παραλληλισμός σε επίπεδο εντολών (Pipelining και άλλες τεχνικές αύξησης απόδοσης) http://di.ionio.gr/~mistral/tp/comparch/ Μ.Στεφανιδάκης

Διαβάστε περισσότερα

Λίγα λόγια από το συγγραφέα... 7. 91 Εισαγωγή στους υπολογιστές... 9. 92 Μονάδες µέτρησης χωρητικότητας... 31. 94 Συσκευές εισόδου...

Λίγα λόγια από το συγγραφέα... 7. 91 Εισαγωγή στους υπολογιστές... 9. 92 Μονάδες µέτρησης χωρητικότητας... 31. 94 Συσκευές εισόδου... Περιεχόµενα Λίγα λόγια από το συγγραφέα... 7 91 Εισαγωγή στους υπολογιστές... 9 92 Μονάδες µέτρησης χωρητικότητας... 31 93 Οι βασικές λειτουργίες ενός ηλεκτρονικού υπολογιστή... 37 94 Συσκευές εισόδου...

Διαβάστε περισσότερα

Εισαγωγή στα κυκλώµατα CMOS 2

Εισαγωγή στα κυκλώµατα CMOS 2 1 η Θεµατική Ενότητα : Εισαγωγή στα κυκλώµατα CMOS Επιµέλεια διαφανειών:. Μπακάλης Εισαγωγή Τεχνολογία CMOS = Complementary Metal Oxide Semiconductor Συµπληρωµατικού Ηµιαγωγού Μετάλλου Οξειδίου Αποτελείται

Διαβάστε περισσότερα

Πτυχιακή Εργασία Σχεδίαση κυκλωμάτων επικοινωνίας με απλές οθόνες, με τη γλώσσα VHDL και υλοποίηση στις αναπτυξιακές πλακέτες LP-2900 και DE2.

Πτυχιακή Εργασία Σχεδίαση κυκλωμάτων επικοινωνίας με απλές οθόνες, με τη γλώσσα VHDL και υλοποίηση στις αναπτυξιακές πλακέτες LP-2900 και DE2. ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΚΕΝΤΡΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ Τ.Ε. Πτυχιακή Εργασία Σχεδίαση κυκλωμάτων επικοινωνίας με απλές οθόνες, με τη γλώσσα VHDL και υλοποίηση στις αναπτυξιακές

Διαβάστε περισσότερα

Προγραµµατισµός Συστηµάτων Πραγµατικού Χρόνου

Προγραµµατισµός Συστηµάτων Πραγµατικού Χρόνου Προγραµµατισµός Συστηµάτων Πραγµατικού Χρόνου Εφαρµογές σε µικρά ενσωµατωµένα συστήµατα Ιωάννης Καλόµοιρος Αναπληρωτής Καθηγητής Τµήµα Μηχανικών Πληροφορικής Μάθηµα 2ο Περίληψη και σηµαντικά σηµεία Τα

Διαβάστε περισσότερα

Οργάνωση επεξεργαστή (2 ο μέρος) ΜΥΥ-106 Εισαγωγή στους Η/Υ και στην Πληροφορική

Οργάνωση επεξεργαστή (2 ο μέρος) ΜΥΥ-106 Εισαγωγή στους Η/Υ και στην Πληροφορική Οργάνωση επεξεργαστή (2 ο μέρος) ΜΥΥ-106 Εισαγωγή στους Η/Υ και στην Πληροφορική Ταχύτητα εκτέλεσης Χρόνος εκτέλεσης = (αριθμός εντολών που εκτελούνται) Τί έχει σημασία: Χ (χρόνος εκτέλεσης εντολής) Αριθμός

Διαβάστε περισσότερα

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Γιώργος Δημητρίου Ενότητα 1 η : Βασικές Αρχές Αρχιτεκτονικής Η/Υ Σύγχρονοι Μικροεπεξεργαστές Intel 6-core i7 (Gulftown) 2010, >1 billion transistors Απόδοση Μικροεπεξεργαστών V Μετρήσεις με μετροπρογράμματα

Διαβάστε περισσότερα

«Σχεδιασμός Ψηφιακών Συστημάτων σε FPGA» Εαρινό εξάμηνο

«Σχεδιασμός Ψηφιακών Συστημάτων σε FPGA» Εαρινό εξάμηνο ΤΕΙ Δυτικής Ελλάδας Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής ΤΕ Εργαστήριο Σχεδίασης Ψηφιακών Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων και Συστημάτων «Σχεδιασμός Ψηφιακών Συστημάτων σε FPGA» Εαρινό εξάμηνο 2016-2017 Διάλεξη 2 η :

Διαβάστε περισσότερα

«Σχεδιασμός Ψηφιακών Συστημάτων σε FPGA» Εαρινό εξάμηνο

«Σχεδιασμός Ψηφιακών Συστημάτων σε FPGA» Εαρινό εξάμηνο ΤΕΙ Δυτικής Ελλάδας Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής ΤΕ Εργαστήριο Σχεδίασης Ψηφιακών Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων και Συστημάτων «Σχεδιασμός Ψηφιακών Συστημάτων σε FPGA» Εαρινό εξάμηνο 2016-2017 Διάλεξη 5 η :

Διαβάστε περισσότερα

Φόρμα Σχεδιασμού Διάλεξης (ημ/α:15/10/07, έκδοση:0.1 ) 1. Κωδικός Μαθήματος : 2. Α/Α Διάλεξης : 1 1. Τίτλος : 1. Εισαγωγή στην Αρχιτεκτονική Η/Υ

Φόρμα Σχεδιασμού Διάλεξης (ημ/α:15/10/07, έκδοση:0.1 ) 1. Κωδικός Μαθήματος : 2. Α/Α Διάλεξης : 1 1. Τίτλος : 1. Εισαγωγή στην Αρχιτεκτονική Η/Υ 2. Α/Α Διάλεξης : 1 1. Τίτλος : 1. Εισαγωγή στην Αρχιτεκτονική Η/Υ 2. Μαθησιακοί Στόχοι : Οι θεμελιώδεις αρχές λειτουργίας των υπολογιστών. Τύποι υπολογιστικών συστημάτων και στόχοι της αρχιτεκτονικής

Διαβάστε περισσότερα

Τεχνολογικά Επιτεύγµατα. Πλεονεκτήµατα. Ορισµός Κατανεµηµένου Συστήµατος. Μειονεκτήµατα. E-03: Λειτουργικά Συστήµατα ΙΙ 6. Εαρινό Εξάµηνο 2005-06

Τεχνολογικά Επιτεύγµατα. Πλεονεκτήµατα. Ορισµός Κατανεµηµένου Συστήµατος. Μειονεκτήµατα. E-03: Λειτουργικά Συστήµατα ΙΙ 6. Εαρινό Εξάµηνο 2005-06 Τεχνολογικά Επιτεύγµατα Ε-03: Λειτουργικά Συστήµατα ΙΙ Εαρινό Εξάµηνο 2005-06 Ανάπτυξη ισχυρών µικροεπεξεργαστών ηµιουργία τοπικών δικτύων υψηλών ταχυτήτων «Εισαγωγή στα Κατανεµηµένα Λειτουργικά Συστήµατα»

Διαβάστε περισσότερα

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΚΑΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ www.cslab.ece.ntua.gr Διπλωματικές

Διαβάστε περισσότερα

Συστήματα μνήμης και υποστήριξη μεταφραστή για MPSoC

Συστήματα μνήμης και υποστήριξη μεταφραστή για MPSoC Συστήματα μνήμης και υποστήριξη μεταφραστή για MPSoC Πλεονεκτήματα MPSoC Είναι ευκολότερο να σχεδιαστούν πολλαπλοί πυρήνες επεξεργαστών από τον σχεδιασμό ενός ισχυρότερου και πολύ πιο σύνθετου μονού επεξεργαστή.

Διαβάστε περισσότερα

Περιεχόμενα. Πρόλογος... XI. Κεφάλαιο 1. Συστήματα Βασισμένα σε FPGA Κεφάλαιο 2. Τεχνολογία VLSI Εισαγωγή Βασικές Αρχές...

Περιεχόμενα. Πρόλογος... XI. Κεφάλαιο 1. Συστήματα Βασισμένα σε FPGA Κεφάλαιο 2. Τεχνολογία VLSI Εισαγωγή Βασικές Αρχές... Περιεχόμενα Πρόλογος... XI Κεφάλαιο 1. Συστήματα Βασισμένα σε FPGA... 1 1.1 Εισαγωγή... 1 1.2 Βασικές Αρχές... 1 1.2.1 Boolean Άλγεβρα... 1 1.2.2 Σχηματικά και Λογικά Σύμβολα... 6 1.3 Ψηφιακή Σχεδίαση

Διαβάστε περισσότερα

Ηλεκτρονικοί Υπολογιστές Δ Εξάμηνο

Ηλεκτρονικοί Υπολογιστές Δ Εξάμηνο AEN ΗΠΕΙΡΟΥ ΣΧΟΛΗ ΠΛΟΙΑΡΧΩΝ Ηλεκτρονικοί Υπολογιστές Δ Εξάμηνο ΘΕΩΡΙΑ 3 η Διάλεξη ΧΑΣΑΝΗΣ ΒΑΣΙΛΕΙΟΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ Υπολογιστικό σύστημα: Ένα δυναμικό σύστημα που: Χρησιμοποιείται για επίλυση προβλημάτων

Διαβάστε περισσότερα

Κεφάλαιο 1.5: Τα βασικά μέρη ενός υπολογιστή

Κεφάλαιο 1.5: Τα βασικά μέρη ενός υπολογιστή Κεφάλαιο 1.5: Τα βασικά μέρη ενός υπολογιστή 1.5.1 Ανάλυση των μερών ενός υπολογιστή Μονάδα συστήματος Είναι το κουτί του υπολογιστή το οποίο φαίνεται αρκετά συμπαγές, αλλά στην πραγματικότητα αποτελείται

Διαβάστε περισσότερα

ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ HARDWARE ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ

ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ HARDWARE ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΨΗΦΙΑΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7ο ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ HARDWARE ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ Γενικό διάγραμμα υπολογιστικού συστήματος Γενικό διάγραμμα υπολογιστικού συστήματος - Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας ονομάζουμε

Διαβάστε περισσότερα

ΕΘΝΙKΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ. Ονοματεπώνυμο: ΑΜ:

ΕΘΝΙKΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ. Ονοματεπώνυμο: ΑΜ: ΕΘΝΙKΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ Ονοματεπώνυμο: ΑΜ: ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ (τμήμα Μ - Ω) Κανονική εξεταστική Φεβρουαρίου

Διαβάστε περισσότερα

Υλικό Υπολογιστών (Hardware) ΜΥΥ-106 Εισαγωγή στους Η/Υ και Πληροφορική

Υλικό Υπολογιστών (Hardware) ΜΥΥ-106 Εισαγωγή στους Η/Υ και Πληροφορική Υλικό Υπολογιστών (Hardware) ΜΥΥ-106 Εισαγωγή στους Η/Υ και Πληροφορική Κύρια μέρη υπολογιστή Υπάρχουν διάφορα είδη υπολογιστών προσωπικοί (επιτραπέζιοι, φορητοί,...), ενσωματωμένοι, εξυπηρετητές (servers)

Διαβάστε περισσότερα

Οργάνωση Υπολογιστών (ΙI)

Οργάνωση Υπολογιστών (ΙI) Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Εισαγωγή στην Επιστήμη των Υπολογιστών 2016-17 Οργάνωση Υπολογιστών (ΙI) (κύρια και κρυφή μνήμη) http://mixstef.github.io/courses/csintro/ Μ.Στεφανιδάκης Ένα τυπικό

Διαβάστε περισσότερα

1.4 Τεχνολογικές εξελίξεις στο Υλικό Υπολογιστών

1.4 Τεχνολογικές εξελίξεις στο Υλικό Υπολογιστών 1.4 Τεχνολογικές εξελίξεις στο Υλικό Υπολογιστών Μεταξύ του 2700 π.χ. και 2300 π.χ. εμφανίστηκε για πρώτη φορά ο Σουμεριακός Άβακας, ένας πίνακας με διαδοχικές στήλες που οριοθετούσαν τις διαδοχικές τάξεις

Διαβάστε περισσότερα

ΗΜΥ 100 Εισαγωγή στην Τεχνολογία ιάλεξη 5

ΗΜΥ 100 Εισαγωγή στην Τεχνολογία ιάλεξη 5 ΗΜΥ 100 Εισαγωγή στην Τεχνολογία ιάλεξη 5 22 Σεπτεµβρίου, 2006 Γεώργιος Έλληνας Επίκουρος Καθηγητής ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΥΠΡΟΥ ΤΑ ΘΕΜΑΤΑ

Διαβάστε περισσότερα

Σύγχρονες Αρχιτεκτονικές Υπολογιστών

Σύγχρονες Αρχιτεκτονικές Υπολογιστών ΧΑΡΟΚΟΠΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΤΜΗΜΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ & ΤΗΛΕΜΑΤΙΚΗΣ Σύγχρονες Αρχιτεκτονικές Υπολογιστών ΑΚΑ ΗΜΑΪΚΟ ΕΤΟΣ 2014-2015 Αρχιτεκτονική Συνόλου Εντολών (Instruction Set Architecture-ISA) 1 Ένας υπολογιστής

Διαβάστε περισσότερα

Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας. Επανάληψη: Απόδοση ΚΜΕ. ΚΜΕ ενός κύκλου (single-cycle) Παραλληλισμός σε επίπεδο εντολών. Υπολογιστικό σύστημα

Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας. Επανάληψη: Απόδοση ΚΜΕ. ΚΜΕ ενός κύκλου (single-cycle) Παραλληλισμός σε επίπεδο εντολών. Υπολογιστικό σύστημα Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2016-17 Παραλληλισμός σε επίπεδο εντολών (Pipelining και άλλες τεχνικές αύξησης απόδοσης) http://mixstef.github.io/courses/comparch/ Μ.Στεφανιδάκης

Διαβάστε περισσότερα

Εισαγωγή στην Πληροφορική

Εισαγωγή στην Πληροφορική Εισαγωγή στην Πληροφορική Χειµερινό Εξάµηνο 2006-07 ρ. Παναγιώτης Χατζηδούκας (Π..407/80) Εισαγωγή στην Πληροφορική 1 Γενικές πληροφορίες Εισαγωγή στην Πληροφορική ιδασκαλία: Παναγιώτης Χατζηδούκας Email:

Διαβάστε περισσότερα

Τεχνικές βελτιστοποίησης µε σκοπό την επίτευξη χαµηλής κατανάλωσης ισχύος

Τεχνικές βελτιστοποίησης µε σκοπό την επίτευξη χαµηλής κατανάλωσης ισχύος Low power techniques Τεχνικές βελτιστοποίησης µε σκοπό την επίτευξη χαµηλής κατανάλωσης ισχύος Γενικά Τεχνικές βιοµηχανίας Μείωση χωρητικοτήτων chip και package Μέσω process development πολύ αποτελεσµατική

Διαβάστε περισσότερα

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής & Τηλεπικοινωνιών Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Ενότητα 13: (Μέρος Β ) Λειτουργικό Σύστημα Δρ. Μηνάς Δασυγένης mdasyg@ieee.org Εργαστήριο Ψηφιακών Συστημάτων και Αρχιτεκτονικής

Διαβάστε περισσότερα

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: Χειρισµός εδοµένων

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: Χειρισµός εδοµένων ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: Χειρισµός εδοµένων 2.1 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2.1 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2.2 Γλώσσα Μηχανής 2.3 Εκτέλεση προγράµµατος 2.4 Αριθµητικές και λογικές εντολές 2.5 Επικοινωνία µε άλλες συσκευές

Διαβάστε περισσότερα

Κύρια μνήμη. Μοντέλο λειτουργίας μνήμης. Ένα τυπικό υπολογιστικό σύστημα σήμερα. Οργάνωση Υπολογιστών (ΙI)

Κύρια μνήμη. Μοντέλο λειτουργίας μνήμης. Ένα τυπικό υπολογιστικό σύστημα σήμερα. Οργάνωση Υπολογιστών (ΙI) Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Εισαγωγή στην Επιστήμη των Υπολογιστών 015-16 Οργάνωση Υπολογιστών (ΙI) (κύρια και ) http://di.ionio.gr/~mistral/tp/csintro/ Μ.Στεφανιδάκης Ένα τυπικό υπολογιστικό

Διαβάστε περισσότερα

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟΥΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΕΣ

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟΥΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΕΣ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟΥΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΕΣ ΜΑΘΗΜΑ 3 ο ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΚΗ ΔΟΜΗ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΗ ΒΑΣΙΚΗ ΜΟΝΑΔΑ ΜΝΗΜΗ & CPU Λειτουργική Δομή Αρχιτεκτονική Von Neumann Όλοι οι υπολογιστές ακολουθούν την αρχιτεκτονική κατά Von-Neumann

Διαβάστε περισσότερα

Κεφάλαιο 4 ο. Ο Προσωπικός Υπολογιστής

Κεφάλαιο 4 ο. Ο Προσωπικός Υπολογιστής Κεφάλαιο 4 ο Ο Προσωπικός Υπολογιστής Μάθημα 4.3 Ο Επεξεργαστής - Εισαγωγή - Συχνότητα λειτουργίας - Εύρος διαδρόμου δεδομένων - Εύρος διαδρόμου διευθύνσεων - Εύρος καταχωρητών Όταν ολοκληρώσεις το μάθημα

Διαβάστε περισσότερα

Εργαστήριο Ψηφιακών Κυκλωμάτων

Εργαστήριο Ψηφιακών Κυκλωμάτων ΗΥ220 Εργαστήριο Ψηφιακών Κυκλωμάτων Ροή Σχεδίασης Κυκλωμάτων και Εργαλεία CAD Χειμερινό Εξάμηνο 2009 2010 Design flow? ΗΥ220 University of Crete 2 Ροή Σχεδίασης (Design Flow) Requirements Verilog, VHDL

Διαβάστε περισσότερα

Τμήμα Χρηματοοικονομικής & Ελεγκτικής ΤΕΙ Ηπείρου Παράρτημα Πρέβεζας. Πληροφορική Ι ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ. Δρ.

Τμήμα Χρηματοοικονομικής & Ελεγκτικής ΤΕΙ Ηπείρου Παράρτημα Πρέβεζας. Πληροφορική Ι ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ. Δρ. Τμήμα Χρηματοοικονομικής & Ελεγκτικής ΤΕΙ Ηπείρου Παράρτημα Πρέβεζας Πληροφορική Ι ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ Δρ. Γκόγκος Χρήστος Επιστήμη των υπολογιστών Computer Science (CS) ή Information

Διαβάστε περισσότερα

; Γιατί είναι ταχύτερη η λήψη και αποκωδικοποίηση των εντολών σταθερού μήκους;

; Γιατί είναι ταχύτερη η λήψη και αποκωδικοποίηση των εντολών σταθερού μήκους; Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2015-16 Αρχιτεκτονικές Συνόλου Εντολών (ΙΙ) (Δομή Εντολών και Παραδείγματα) http://di.ionio.gr/~mistral/tp/comparch/ Μ.Στεφανιδάκης Αρχιτεκτονική

Διαβάστε περισσότερα

Συστήματα σε Ολοκληρωμένα Κυκλώματα

Συστήματα σε Ολοκληρωμένα Κυκλώματα Συστήματα σε Ολοκληρωμένα Κυκλώματα Κεφάλαιο 5: Απόδοση και Ευελιξία του Σχεδιασμού Multiple-Processor SoC Διδάσκων: Καθηγητής Οδυσσέας Κουφοπαύλου Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών

Διαβάστε περισσότερα

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΥΠΡΟΥ, ΤΜΗΜΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΕΠΛ 001: ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΗΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΕΠΛ 003: ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΗΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΚΑΙ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΥΠΡΟΥ, ΤΜΗΜΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΕΠΛ 001: ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΗΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΕΠΛ 003: ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΗΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΚΑΙ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΥΠΡΟΥ, ΤΜΗΜΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΕΠΛ 001: ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΗΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ & ΕΠΛ 003: ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΗΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΚΑΙ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ Ακαδηµαϊκό Έτος 2003-2004, Εαρινό Εξάµηνο ιδάσκων

Διαβάστε περισσότερα

Κεφάλαιο 1. Αφηρηµένες έννοιες και τεχνολογία υπολογιστών. Οργάνωση και Σχεδίαση Υπολογιστών Η ιασύνδεση Υλικού και Λογισµικού, 4 η έκδοση

Κεφάλαιο 1. Αφηρηµένες έννοιες και τεχνολογία υπολογιστών. Οργάνωση και Σχεδίαση Υπολογιστών Η ιασύνδεση Υλικού και Λογισµικού, 4 η έκδοση Οργάνωση και Σχεδίαση Υπολογιστών Η ιασύνδεση Υλικού και Λογισµικού, 4 η έκδοση Κεφάλαιο 1 Αφηρηµένες έννοιες και τεχνολογία υπολογιστών ιαφάνειες διδασκαλίας του πρωτότυπου βιβλίου µεταφρασµένες στα ελληνικά

Διαβάστε περισσότερα

Διαφορές single-processor αρχιτεκτονικών και SoCs

Διαφορές single-processor αρχιτεκτονικών και SoCs 13.1 Τα συστήματα και η επικοινωνία μεταξύ τους γίνονται όλο και περισσότερο πολύπλοκα. Δεν μπορούν να περιγραφούνε επαρκώς στο επίπεδο RTL καθώς αυτή η διαδικασία γίνεται πλέον αρκετά χρονοβόρα. Για αυτό

Διαβάστε περισσότερα

Το ολοκληρωμένο κύκλωμα μιας ΚΜΕ. «Φέτα» ημιαγωγών (wafer) από τη διαδικασία παραγωγής ΚΜΕ

Το ολοκληρωμένο κύκλωμα μιας ΚΜΕ. «Φέτα» ημιαγωγών (wafer) από τη διαδικασία παραγωγής ΚΜΕ Το ολοκληρωμένο κύκλωμα μιας ΚΜΕ Η Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας (Central Processing Unit -CPU) ή απλούστερα επεξεργαστής αποτελεί το μέρος του υλικού που εκτελεί τις εντολές ενός προγράμματος υπολογιστή

Διαβάστε περισσότερα

Εισαγωγή στην επιστήμη των υπολογιστών. Υλικό Υπολογιστών Κεφάλαιο 5ο Οργάνωση υπολογιστών

Εισαγωγή στην επιστήμη των υπολογιστών. Υλικό Υπολογιστών Κεφάλαιο 5ο Οργάνωση υπολογιστών Εισαγωγή στην επιστήμη των υπολογιστών Υλικό Υπολογιστών Κεφάλαιο 5ο Οργάνωση υπολογιστών 1 Οργάνωση υπολογιστών ΚΜΕ Κύρια Μνήμη Υποσύστημα εισόδου/εξόδου 2 Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας (ΚΜΕ) R1 R2 ΑΛΜ

Διαβάστε περισσότερα

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ. 1.1. Υλικό και Λογισμικό.. 1 1.2 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών.. 3 1.3 Δομή, Οργάνωση και Λειτουργία Υπολογιστών 6

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ. 1.1. Υλικό και Λογισμικό.. 1 1.2 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών.. 3 1.3 Δομή, Οργάνωση και Λειτουργία Υπολογιστών 6 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 1. Εισαγωγή στην Δομή, Οργάνωση, Λειτουργία και Αξιολόγηση Υπολογιστών 1.1. Υλικό και Λογισμικό.. 1 1.2 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών.. 3 1.3 Δομή, Οργάνωση και Λειτουργία Υπολογιστών 6 1.3.1 Δομή

Διαβάστε περισσότερα

Κεφάλαιο 7 : Είδη, Τεχνικές, και Περιβάλλοντα Προγραµµατισµού

Κεφάλαιο 7 : Είδη, Τεχνικές, και Περιβάλλοντα Προγραµµατισµού ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ Κεφάλαιο 7 : Είδη, Τεχνικές, και Περιβάλλοντα Προγραµµατισµού ( Απαντήσεις & Λύσεις Βιβλίου) 1. Σκοποί κεφαλαίου Κύκλος ανάπτυξης προγράµµατος Κατηγορίες γλωσσών προγραµµατισµού

Διαβάστε περισσότερα

Συστήματα σε Ολοκληρωμένα Κυκλώματα

Συστήματα σε Ολοκληρωμένα Κυκλώματα Συστήματα σε Ολοκληρωμένα Κυκλώματα Κεφάλαιο 1: Τι, Γιατί και Πώς των MPsoCs Διδάσκων: Καθηγητής Οδυσσέας Κουφοπαύλου Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών ΕΙΣΑΓΩΓΗ Τα Multiprocessor

Διαβάστε περισσότερα

ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΚΑΙ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ. Δρ. Δ. Λαμπάκης (8 η σειρά διαφανειών)

ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΚΑΙ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ. Δρ. Δ. Λαμπάκης (8 η σειρά διαφανειών) ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΚΑΙ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ Δρ. Δ. Λαμπάκης (8 η σειρά διαφανειών) Τα μοντέρνα ψηφιακά κυκλώματα (λογικές πύλες, μνήμες, επεξεργαστές και άλλα σύνθετα κυκλώματα) υλοποιούνται σήμερα

Διαβάστε περισσότερα

ΘΕΜΑ : ΟΛΟΚΛΗΡΩΜΕΝΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ ΔΙΑΡΚΕΙΑ: 1 περιόδος. 24/11/2011 12:09 Όνομα: Λεκάκης Κωνσταντίνος καθ. Τεχνολογίας

ΘΕΜΑ : ΟΛΟΚΛΗΡΩΜΕΝΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ ΔΙΑΡΚΕΙΑ: 1 περιόδος. 24/11/2011 12:09 Όνομα: Λεκάκης Κωνσταντίνος καθ. Τεχνολογίας ΘΕΜΑ : ΟΛΟΚΛΗΡΩΜΕΝΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ ΔΙΑΡΚΕΙΑ: 1 περιόδος 24/11/2011 12:09 καθ. Τεχνολογίας ΜΙΚΡΟΕΠΕΞΕΡΓΑΣΤΗΣ Ένας μικροεπεξεργαστής είναι ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα που επεξεργάζεται όλες τις πληροφορίες σε ένα

Διαβάστε περισσότερα

Εισαγωγή στα Συστήματα Ψηφιακής Επεξεργασίας Σήματος

Εισαγωγή στα Συστήματα Ψηφιακής Επεξεργασίας Σήματος ΕΣ 08 Επεξεργαστές Ψηφιακών Σημάτων Εισαγωγή στα Συστήματα Ψηφιακής Επεξεργασίας Σήματος Κλήμης Νταλιάνης Λέκτορας Π.Δ.407/80 Τμήμα Επιστήμη και Τεχνολογίας Τηλεπικοινωνιών Πανεπιστήμιο Πελοποννήσου Αρχιτεκτονική

Διαβάστε περισσότερα

Τ.Ε.Ι. ΗΠΕΙΡΟΥ ΣΧΟΛΗ ΔΙΟΙΚΗΣΗΣ ΚΑΙ ΟΙΚΟΝΟΜΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΤΗΛΕΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΚΑΙ ΔΙΟΙΚΗΣΗΣ ΣΥΝΕΡΓΑΣΤΗΚΑΝ ΡΟΚΑ ΑΦΡΟΔΙΤΗ ΣΩΤΗΡΑΚΟΥ ΣΤΑΜΑΤΙΑ ΦΕΒΡΟΥΑΡΙΟΣ 2006

Τ.Ε.Ι. ΗΠΕΙΡΟΥ ΣΧΟΛΗ ΔΙΟΙΚΗΣΗΣ ΚΑΙ ΟΙΚΟΝΟΜΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΤΗΛΕΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΚΑΙ ΔΙΟΙΚΗΣΗΣ ΣΥΝΕΡΓΑΣΤΗΚΑΝ ΡΟΚΑ ΑΦΡΟΔΙΤΗ ΣΩΤΗΡΑΚΟΥ ΣΤΑΜΑΤΙΑ ΦΕΒΡΟΥΑΡΙΟΣ 2006 ΣΥΝΕΡΓΑΣΤΗΚΑΝ ΡΟΚΑ ΑΦΡΟΔΙΤΗ ΣΩΤΗΡΑΚΟΥ ΣΤΑΜΑΤΙΑ ΒΑΣΙΚΕΣ ΜΟΝΑΔΕΣ ΤΩΝ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΤΕΣ Μονάδες εκτέλεσης Αρχεία εγγραφών Έλεγχο λογικής ΜΝΗΜΗ ROM RAM ΣΥΣΤΗΜΑ ΕΙΣΟΔΟΥ-ΕΞΟΔΟΥ(I/O) ΕΠΙΤΡΕΠΕΙ ΣΤΟΝ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΤΗ ΚΑΙ

Διαβάστε περισσότερα

ΣΥΣΚΕΥΕΣ ΑΠΟΘΗΚΕΥΣΗΣ (ΜΝΗΜΗ)

ΣΥΣΚΕΥΕΣ ΑΠΟΘΗΚΕΥΣΗΣ (ΜΝΗΜΗ) ΣΥΣΚΕΥΕΣ ΑΠΟΘΗΚΕΥΣΗΣ (ΜΝΗΜΗ) Συσκευές αποθήκευσης Ένας υπολογιστής προκειµένου να αποθηκεύσει δεδοµένα χρησιµοποιεί δύο τρόπους αποθήκευσης: Την Κύρια Μνήµη Τις συσκευές µόνιµης αποθήκευσης (δευτερεύουσα

Διαβάστε περισσότερα

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής & Τηλεπικοινωνιών Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Ενότητα 13: (Μέρος Α ) Ενσωματωμένα Συστήματα Δρ. Μηνάς Δασυγένης mdasyg@ieee.org Εργαστήριο Ψηφιακών Συστημάτων και Αρχιτεκτονικής

Διαβάστε περισσότερα

242 -ΕισαγωγήστουςΗ/Υ

242 -ΕισαγωγήστουςΗ/Υ 242 -ΕισαγωγήστουςΗ/Υ ΤµήµαΜαθηµατικών, Πανεπιστήµιο Ιωαννίνων Ακαδηµαϊκό Έτος 24-25 Άρτια Α.Μ. (-2-4-6-8) Νικόλαος Γλυνός 27α, B όροφος Τηλ: 825 e-mail: nglinos@uoi.gr οµή και οργάνωση Ηλεκτρονικού Υπολογιστή

Διαβάστε περισσότερα