ΠΛΕ- 027 Μικροεπεξεργαστές 7ο μάθημα: Αρχιτεκτονική πυρήνα: Πρόβλεψη διακλάδωσης, Εξαιρέσεις

Μέγεθος: px
Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "ΠΛΕ- 027 Μικροεπεξεργαστές 7ο μάθημα: Αρχιτεκτονική πυρήνα: Πρόβλεψη διακλάδωσης, Εξαιρέσεις"

Transcript

1 ΠΛΕ- 027 Μικροεπεξεργαστές 7ο μάθημα: Αρχιτεκτονική πυρήνα: Πρόβλεψη διακλάδωσης, Εξαιρέσεις Αρης Ευθυμίου

2 Κόστος διακλαδώσεων Οι διακλαδώσεις έχουν σχετικά μεγάλο κόστος χρόνου Τουλάχιστον ένας κύκλος χαμένος στο MIPS αν πετύχουν Συνήθως πολύ μεγαλύτερο κόστος... Διακλαδώσεις υπάρχουν κάθε 5-8 εντολές Αποφυγή διακλαδώσεων: branch predicayon Ειδικές εντολές μηχανής που εκτελούνται όταν μια συνθήκη (π.χ. τιμή καταχωρητή) είναι αληθινή π.χ. condmove Rd, Rs, Rflag αν η τιμή του Rflag δεν είναι 0, αντέγραψε τον Rs στον Rd Χρήσιμες όταν το κομμάτι κώδικα then ή else είναι μικρό Κρύψιμο ποινής διακλάδωσης: delay slots η εντολή που ακολουθεί την διακλάδωση εκτελείται πάντα ΠΛΕ 027 Μικροεπεξεργαστές

3 Delay slots Ιδέα: αφού ο κύκλος μετά τη διακλάδωση είναι χαμένος, δίνουμε μια ευκαιρία στο μεταφραστή να βρεί μια χρήσιμη εντολή που εκτελείται πάντα, είτε η διακλάδωση πετύχει, είτε όχι αλλιώς βάζει μια nop και δεν χάνουμε τίποτα Προβλήματα: Λεπτομέρεια υλοποίησης περνάει στην αρχιτεκτονική Αν αλλάξει η υλοποίηση (πχ. 2 χαμένοι κύκλοι),... Δυσκολεύει την υλοποίηση εκτέλεσης πολλαπλών εντολών σε ένα κύκλο Δυσκολεύει υλοποίηση διακοπών, εξαιρέσεων ΠΛΕ 027 Μικροεπεξεργαστές

4 Τι χρειάζεται μια διακλάδωση Διεύθυνση προορισμού Γενικά PC + σταθερά κωδικοποιημένη μέσα στην εντολή ή κάποια bit από PC και τα υπόλοιπα από τη σταθερά Διαθέσιμη στο στάδιο ID το νωρίτερο Αποτέλεσμα της συνθήκης συνήθως σύγκριση μεταξύ τιμών καταχωρητών Γενικά διαθέσιμο στο στάδιο EXE για διακλαδώσεις αλλά νωρίτερα (στάδιο ID) για άλματα ΠΛΕ 027 Μικροεπεξεργαστές

5 Πρόβλεψη διακλάδωσης Οι ποινές διακλαδωσεις μειώνουν την ταχύτητα επεξεργαστών με πολλά στάδια διοχέτευσης και/ή με δυνατότητα εκτέλεσης πολλαπλών εντολών ανά κύκλο Αν μπορούμε να προβλέψουμε με ακρίβεια αν μια διακλάδωση θα ακολουθηθεί, τότε μπορούμε να μειώσουμε ή να εξαλείψουμε την ποινή διακλάδωσης αν κάνουμε λάθος, πρέπει να ακυρώσουμε τις εντολές μετά την εντολή διακλάδωσης ΠΛΕ 027 Μικροεπεξεργαστές

6 Στατική πρόβλεψη Οι διακλαδώσεις μπορεί να είναι: προς τα πίσω (βρόγχοι επανάλληψης) Τις περισσότερες φορές ακολουθείται η επανάλληψη Από προσομοιώσεις, 90% πιθανότητα Μπορουμε να υποθέσουμε ότι πετυχαίνουν προς τα εμπρός Από προσομοιώσεις, 50% πιθανότητα να ακολουθηθούν Δεν μπορούμε να ξέρουμε σίγουρα! ΠΛΕ 027 Μικροεπεξεργαστές

7 Δυναμική πρόβλεψη Μπορούμε να προβλέψουμε διακλαδώσεις γνωρίζοντας τη συμπεριφορά του προγράμματος στο παρελθόν πρέπει να «θυμόμαστε» την πληροφορία: χρειάζεται πίνακας πρόβλεψης ανανέωση του πίνακα όταν γνωρίζουμε την κατεύθυνση της διακλάδωσης Χρονική συσχέτιση η κατεύθυνση που ακολούθησε η διακλάδωση στο παρελθόν δείχνει τη κατεύθυνση που θα ακολουθήσει στο μέλλον «Χωρική» συσχέτιση η κατεύθυνση που ακολούθησαν οι προηγούμενες N διακλαδώσεις μπορεί να δείχνει τη κατεύθυνση που θα ακολουθήσει η επόμενη διακλάδωση ΠΛΕ 027 Μικροεπεξεργαστές

8 Πίνακας πρόβλεψης Κρατάμε πληροφορίες σχετικά με τη προηγούμενη συμπεριφορά διακλαδώσεων σε έναν πίνακα Αγγλικός όρος: Branch History table θα δούμε αργότερα πως αντιστοιχούμε μια διακλάδωση του προγράμματος με μια θέση του πίνακα για την ώρα μας ενδιαφέρει τι πληροφορία κρατάει αυτός ο πίνακας Ενα bit είναι αρκετό για να ξέρουμε αν ακολουθήθηκε ή όχι την προηγούμενη φορά π.χ. 0 δεν ακολουθήθηκε, 1 ακολουθήθηκε ΠΛΕ 027 Μικροεπεξεργαστές

9 Πρόβλεψη με 1 bit Εστω η παρακάτω «φωλιασμένη» επανάλληψη outer: inner: beq,, inner beq,, outer Με ένα bit, κάνουμε λάθος πρόβλεψη δύο φορές Στην τελευταία επανάλληψη, προβλέπουμε επιτυχία, αλλά η διακλάδωση δεν ακολουθείται Την επόμενη φορά, προβλέπουμε αποτυχία αυτό γίνεται σε κάθε εξωτερική επανάλληψη Το πρόβλημα είναι ότι μια, σπάνια, αντίθετη επιλογή κατεύθυνσης αλλάζει την πρόβλεψη ΠΛΕ 027 Μικροεπεξεργαστές

10 Πρόβλεψη με 2 bits Πρέπει να γίνουν δύο λάθη για να αλλάξουμε πρόβλεψη Συχνά λέγεται bimodal ΠΛΕ 027 Μικροεπεξεργαστές

11 Λειτουργία I-$ Fetch PC 0 0 k BHT Index 2 k -entry BHT, 2 bits/entry IF ID Instruction Opcode offset + Taken/ Taken? Branch? Target PC Ταυτόχρονα με την κρυφή μνήμη εντολών γίνεται ανάγνωση του πίνακα προβλέψεων (BHT - branch history table) Στο στάδιο ID έχουμε όλες τις πληροφορίες για το επόμενο, εικαζόμενο PC ΠΛΕ 027 Μικροεπεξεργαστές

12 Χωρική συσχέτιση Συχνά οι διακλαδώσεις έχουν κάποια συσχέτιση με τις προηγούμενες. Παράδειγμα: if (x[i] < 7) y += 1; if (x[i] < 5) c -= 4; Αν δεν πετύχει η πρώτη, τότε και η δεύτερη δεν πετυχαίνει Κρατάμε πληροφορία για την κατεύθυνση των τελευταίων N διακλαδώσεων Απλός καταχωρητής ολίσθησης Ν θέσεων λέγεται global history register ΠΛΕ 027 Μικροεπεξεργαστές

13 Πρόβλεψη δύο επιπέδων Fetch PC 0 0 k 2-bit global branch history shift register Shift in Taken/ Taken results of each branch Taken/ Taken? Χρησιμοποιούμε τη διεύθυνση (μέρος της) για ταυτόχρονη προσπέλαση 4 ΒΗΤ και διαλέγουμε ένα από τα αποτελέσματα σύμφωνα με τις τελευταίες 2 κατευθύνσεις ΠΛΕ 027 Μικροεπεξεργαστές

14 Περιορισμοί BHT Η πρόβλεψη μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνο όταν ξέρουμε ότι η εντολή είναι διακλάδωση Αν η προσκόμιση εντολής χρειάζεται πολλούς κύκλους,... και είναι διοχετευμένη όπως συμβαίνει στους σύγχρονους επεξεργαστές... η ποινή διακλάδωσης παραμένει πολλή μεγάλη Χρειαζόμαστε πρόβλεψη όχι μόνο της κατεύθυνσης αλλά και της διεύθυνσης προορισμού ΠΛΕ 027 Μικροεπεξεργαστές

15 Πίνακας προορισμού διακλάδωσης I-Cache PC Entry PC Valid predicted target PC k = match valid target Αγγλικός όρος: Branch target buffer (BTB) Κρατάει τη διεύθυνση προορισμού που έχουμε προβλέψει (προορισμός προηγούμενης εκτέλεσης) και το υπόλοιπο της διεύθυνσης της εντολής διακλάδωσης. Αλλιώς,... ΠΛΕ 027 Μικροεπεξεργαστές

16 Συνδιασμός BTB, BHT Στο ΒΤΒ υπάρχουν θέσεις μόνο για άλματα και διακλαδώσεις που πέτυχαν Αν δεν βρεθεί μια διεύθυνση στο BTB, το επόμενο PC είναι PC+4 Το BTB κρατάει αρκετά bit ανά θέση και γι αυτό δεν υπάρχουν πολλές θέσεις διαθέσιμες Εξακολουθεί να υπάρχει το BHT που έχει καλύτερη πληροφορία σχετικά με την προηγούμενη συμπεριφορά διακλαδώσεων αν δεν βρεθεί μια διακλάδωση στο BTB αλλά βρεθεί στο BHT ως πετυχημένη, απλά η ποινή διακλάδωσης είναι μεγαλύτερη ΠΛΕ 027 Μικροεπεξεργαστές

17 Επιστροφή υπορουτίνας Η εντολή jr χρησιμοποιείται για άλματα επιστροφής από υπορουτίνες και για εντολές switch/case σε γλώσσες υψηλού επιπέδου Η διεύθυνση επιστροφής δεν είναι πάντα η ίδια η υπορουτίνα μπορεί να καλεστεί από διαφορετικές θέσεις στο πρόγραμμα άρα δεν δουλεύει καλά η πρόβλεψη προορισμού μέσω BTB Αλλά οι επιστροφές υπορουτίνας δουλεύουν καλά με μια στοίβα επέκταση των πινάκων πρόβλεψης με στοίβα διευθύνσεων επιστροφής: Return address stack (RAS) ένα επιπλέον πεδίο στο BTB δηλώνει ότι η διακλάδωση είναι επιστροφή υπορουτίνας και χρησιμοποιείται η RAS ΠΛΕ 027 Μικροεπεξεργαστές

18 Εξαιρέσεις και διακοπές Αναπάντεχα συμβάντα που πρέπει να αντιμετωπιστούν διακόπτοντας, ίσως προσωρινά, το πρόγραμμα είτε εντελώς αναπάντεχα, ή τόσο σπάνια που δεν αξίζει να ελέγχονται συνέχεια ή επειδή βολέυει ο μηχανισμός διακοπών (π.χ. κλήσεις συστήματος) Προέρχονται από εσωτερικές αιτίες του προγράμματος: διαίρεση με 0, υπερχείλιση, εκτέλεση εντολής απαγορευμένης για το χρήστη, προσπέλαση θέσης μνήμης χωρίς κατάληλη «άδεια»,... κλήση συστήματος Η προέρχονται από εξωτερικές αιτίες περιφερειακά που θέλουν να μεταφέρουν δεδομένα,... «ρολόι» χρονομερισμού του επεξεργαστή ΠΛΕ 027 Μικροεπεξεργαστές

19 Χειρισμός Σαν κλήσεις υπορουτίνας: τρέχει ένα υπο- πρόγραμμα, χειρίζεται το συμβάν και, συχνά, επιστρέφει στην εκτέλεση του προγράμματος I i-1 HI 1 program I i HI 2 interrupt handler I i+1 HI n ΠΛΕ 027 Μικροεπεξεργαστές

20 Χειρισμός δύο τρόποι Αλμα σε μια συγκεκριμένη διεύθυνση, εξέταση ενός ειδικού καταχωρητή που κωδικοποιεί το συμβάν Πίνακας διευθύνσεων Ανάλογα με το συμβάν, άλμα σε κατάλληλη θέση του πίνακα ο πίνακας μπορεί να έχει χώρο μόνο για μία εντολή, οπότε εκτελεί άλμα στην πραγματική υπορουτίνα ή χώρο για αρκετές εντολές (για μικρές, γρήγορες διακοπές) ΠΛΕ 027 Μικροεπεξεργαστές

21 Ο πυρήνας σταματάει την εκτέλεση του προγράμματος στην εντολή I i Ολοκληρώνει την εκτέλεση όλων των προηγούμενων εντολών (ακριβείς εξαιρέσεις precise excepyons) Καταγράφει τη διεύθυνση της εντολής που θα εκτελεστεί μετά (I i+1 ) σε έναν ειδικό καταχωρητή EPC Απαγορεύει προσωρινά οποιεσδήποτε νέες εξαιρέσεις θέτωντας ένα ειδικό bit σε ένα καταχωρητή αν ο χειρισμός της εξαίρεσης είναι αργός, μπορεί η ρουτίνα να ξαναεπιτρέψει διακοπές (μεγαλύτερης προτεραιότητας) Καταγράφει το λόγο της διακοπής/εξαίρεσης και κάνει άλμα στην κατάλληλη διεύθυνση ΠΛΕ 027 Μικροεπεξεργαστές

22 Σχεδιασμός υλοποίησης PC Inst. Mem D Decode E + M Data Mem W PC address Exception Illegal Opcode Overflow Data address Exceptions Εξωτερικές διακοπές Αν και σπάνιες, πολλές εξαιρέσεις μπορεί να συμβούν ταυτόχρονα Ποιά πρέπει να «εξυπηρετηθεί» πρώτα; ΠΛΕ 027 Μικροεπεξεργαστές

23 Υλοποίηση Commit Point PC Inst. Mem D Decode E + M Data Mem W PC address ExcepYon Exc D Illegal Opcode Exc E Overflow Exc M Data address ExcepYons Cause Select Handler PC Kill F Stage PC D Kill D Stage PC E Kill E Stage PC M Asynchronous Interrupts EPC Kill Writeback ΠΛΕ 027 Μικροεπεξεργαστές

24 Μηχανισμός εξαιρέσεων Αφήνουμε τις εντολές να φτάσουν στο στάδιο MEM πριν εξετάσουμε τις εξαιρέσεις όποια φτάσει πρώτη είναι είναι η παλιότερη εντολή που προκάλεσε εξαίρεση Εξωτερικές διακοπές εξετάζονται σε κάθε κύκλο Γιατί στο στάδιο MEM και όχι στο WB; γιατί μπορεί η εντολή που προκάλεσε εξαίρεση να είναι store! Δεν θέλουμε η «προβληματική» εντολή να αλλάξει την κατάσταση του συστήματος Ακυρώνουμε την εντολή που προκάλεσε εξαίρεση και όλες τις επόμενες ίδιος μηχανισμός με διακλαδώσεις, αλλάζουμε τις εντολές σε «φούσκες» Ακυρώνουμε το στάδιο WB για την εντολή ΠΛΕ 027 Μικροεπεξεργαστές

25 Περίληψη, πρόβλεψη διακλάδωσης Οι διακλαδώσεις και τα άλματα αδειάζουν/ξαναγεμίζουν τη διοχέτευση όταν ακολουθούνται χάνουμε ταχύτητα είναι πολύ συχνές εντολές Ποινή διακλάδωσης Πότε μαθαίνουμε ότι μια εντολή είναι άλμα, διακλάδωση; Πότε μπορούμε να υπολογίσουμε τη διεύθυνση προορισμού; Πότε μπορούμε να υπολογίσουμε τη συνθήκη; Μέχρι τότε έχουμε φέρει και, μερικώς- εκτελέσει άχρηστες εντολές αν η διακλάδοση ακολουθηθεί Πρόβλεψη διακλάδωσης όσο προσκομίζουμε μια εντολή, προβλέπουμε ποια θα είναι η κατάλληλη διεύθυνση για την επόμενη εντολή ΠΛΕ 027 Μικροεπεξεργαστές

ΠΛΕ- 027 Μικροεπεξεργαστές 6ο μάθημα: Αρχιτεκτονική πυρήνα: υλοποίηση με διοχέτευση

ΠΛΕ- 027 Μικροεπεξεργαστές 6ο μάθημα: Αρχιτεκτονική πυρήνα: υλοποίηση με διοχέτευση ΠΛΕ- 027 Μικροεπεξεργαστές 6ο μάθημα: Αρχιτεκτονική πυρήνα: υλοποίηση με διοχέτευση Αρης Ευθυμίου Απόδοση απλής υλοποίησης Υλοποίηση ενός κύκλου είναι πολύ αργή κάθε κύκλος είναι τόσο μεγάλος όσο χρειάζεται

Διαβάστε περισσότερα

Υ- 01 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Πρόβλεψη διακλάδωσης

Υ- 01 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Πρόβλεψη διακλάδωσης Υ- 01 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Πρόβλεψη διακλάδωσης Αρης Ευθυμίου Το σημερινό μάθημα Πρόβλεψη διακλάδωσης (branch predicfon) ποιο είναι το πρόβλημα και τι προκαλεί πρόβλεψη κατεύθυνσης πρόβλεψη στόχου

Διαβάστε περισσότερα

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών

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

Διαβάστε περισσότερα

Διάλεξη 12 Καθυστερήσεις (Stalls) Εκκενώσεις Εντολών (Flushing)

Διάλεξη 12 Καθυστερήσεις (Stalls) Εκκενώσεις Εντολών (Flushing) ΗΥ 232 Οργάνωση και Σχεδίαση Υπολογιστών Διάλεξη 2 Καθυστερήσεις (Stalls) Εκκενώσεις Εντολών (Flushing) Νίκος Μπέλλας Τμήμα Μηχανικών Η/Υ, Τηλεπικοινωνιών και Δικτύων Καθυστερήσεις και Εκκενώσεις Εντολών

Διαβάστε περισσότερα

ΗΥ 232 Οργάνωση και Σχεδίαση Υπολογιστών. Διάλεξη 13. Διακλαδώσεις. Νίκος Μπέλλας Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Η/Υ

ΗΥ 232 Οργάνωση και Σχεδίαση Υπολογιστών. Διάλεξη 13. Διακλαδώσεις. Νίκος Μπέλλας Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Η/Υ ΗΥ 232 Οργάνωση και Σχεδίαση Υπολογιστών Διάλεξη 13 Διακλαδώσεις Νίκος Μπέλλας Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Η/Υ Η μέχρι τώρα μικρο-αρχιτεκτονική (Eντολές Διακλάδωσης) Η μικρο-αρχιτεκτονική

Διαβάστε περισσότερα

Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας Τμήμα Μηχανικών Η/Υ, Τηλεπικοινωνιών και Δικτύων

Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας Τμήμα Μηχανικών Η/Υ, Τηλεπικοινωνιών και Δικτύων Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας Τμήμα Μηχανικών Η/Υ, Τηλεπικοινωνιών και Δικτύων Οργάνωση Η/Υ Ενότητα 1η: Εισαγωγή στην Οργάνωση Η/Υ Άσκηση 1: Αναλύστε τη διαδοχική εκτέλεση των παρακάτω εντολών MIPS με βάση τις

Διαβάστε περισσότερα

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Οργάνωση επεξεργαστή Διδάσκων: Επίκουρος Καθηγητής Αριστείδης Ευθυμίου Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε

Διαβάστε περισσότερα

(Branch Prediction Mechanisms)

(Branch Prediction Mechanisms) Μέθοδοι Πρόβλεψης Διακλαδώσεων (Branch Prediction Mechanisms) 1 Εντολές Διακλάδωσης Περίπου 20% των εντολών είναι εντολές διακλάδωσης Πολλά στάδια μεταξύ υπολογισμού του επόμενου PC και εκτέλεσης του branch

Διαβάστε περισσότερα

Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας

Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2016-17 Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας (Σχεδιασμός και λειτουργία μιας απλής ΚΜΕ) http://mixstef.github.io/courses/comparch/ Μ.Στεφανιδάκης

Διαβάστε περισσότερα

ΜΥΥ- 402 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Φροντιστήριο: MIPS assembly

ΜΥΥ- 402 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Φροντιστήριο: MIPS assembly ΜΥΥ- 402 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Φροντιστήριο: MIPS assembly Αρης Ευθυμίου Το σημερινό μάθημα! Σύνταξη εντολών! Θέματα σχετικά με τη προσπέλαση, οργάνωση μνήμης διευθύνση για κάθε byte διευθύνσεις λέξεων

Διαβάστε περισσότερα

Υποστήριξη Λ.Σ. ΜΥΥ-106 Εισαγωγή στους Η/Υ και στην Πληροφορική

Υποστήριξη Λ.Σ. ΜΥΥ-106 Εισαγωγή στους Η/Υ και στην Πληροφορική Υποστήριξη Λ.Σ. ΜΥΥ-106 Εισαγωγή στους Η/Υ και στην Πληροφορική Επικοινωνία με περιφερειακά Αρτηρία εισόδου-εξόδου, διευθύνσεις, εγγραφές αναγνώσεις Διαδικασία εξόδου έλεγχος κατάστασης περιφερειακού περίμενε

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

Υ- 01 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Front- end: Προσκόμιση, αποκωδικοποίηση, μετονομασία καταχωρητών

Υ- 01 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Front- end: Προσκόμιση, αποκωδικοποίηση, μετονομασία καταχωρητών Υ- 01 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Front- end: Προσκόμιση, αποκωδικοποίηση, μετονομασία καταχωρητών Αρης Ευθυμίου Το σημερινό μάθημα Προσκόμιση (fetch) πολλαπλές εντολές ανά κύκλο Μετονομασία καταχωρητών

Διαβάστε περισσότερα

i Όλες οι σύγχρονες ΚΜΕ είναι πολυπλοκότερες!

i Όλες οι σύγχρονες ΚΜΕ είναι πολυπλοκότερες! Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2016-17 Κεντρική Επεξεργασίας (Σχεδιασμός και λειτουργία μιας απλής ΚΜΕ) http://mixstef.github.io/courses/comparch/ Μ.Στεφανιδάκης Η υπολογιστική

Διαβάστε περισσότερα

Υ- 01 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Υπόβαθρο: Διοχέτευση

Υ- 01 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Υπόβαθρο: Διοχέτευση Υ- 01 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Υπόβαθρο: Διοχέτευση Αρης Ευθυμίου Το σημερινό μάθημα Υπόβαθρο: Διοχέτευση (Pipelining) Βασική οργάνωση Δομικοί κίνδυνοι Κίνδυνοι δεδομένων (hazards): RAW, WAR, WAW Stall

Διαβάστε περισσότερα

ΜΥΥ- 402 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών ARM και x86

ΜΥΥ- 402 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών ARM και x86 ΜΥΥ- 402 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών ARM και x86 Αρης Ευθυμίου Το σημερινό μάθημα! Λυση του lab02! Αρχιτεκτονική ARM σε τι μοιάζει και σε τι διαφέρει από τον MIPS! Αρχιτεκτονική x86 μια γρήγορη ματιά στη

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

Υ- 01 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Back- end: χρονοπρογραμματισμός, εντολές προσπέλασης μνήμης

Υ- 01 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Back- end: χρονοπρογραμματισμός, εντολές προσπέλασης μνήμης Υ- 01 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Back- end: χρονοπρογραμματισμός, εντολές προσπέλασης μνήμης Αρης Ευθυμίου Το σημερινό μάθημα Execu9on scheduling wake- up and select specula9ve wake- up Εκτέλεση εντολών

Διαβάστε περισσότερα

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Η/Υ

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Η/Υ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Η/Υ ΤΕΛΙΚΟ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗΝ ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΣΤΟΥΣ Η/Y (ΗΥ232) Τετάρτη, 21 Δεκεμβρίου 2016 ΔΙΑΡΚΕΙΑ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑΤΟΣ 3 ΩΡΕΣ Για πλήρη

Διαβάστε περισσότερα

ΜΥΥ- 402 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Μεταγλώτιση, σύνδεση

ΜΥΥ- 402 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Μεταγλώτιση, σύνδεση ΜΥΥ- 402 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Μεταγλώτιση, σύνδεση Αρης Ευθυμίου Ανακοινώσεις! Βαθμοί: 1ης εργαστηριακής άσκησης Βαθμός 0 χωρίς σχόλια δεν έχω πάρει την άσκηση! ελέγξτε μήπως δεν το στέλνετε στο σωστό

Διαβάστε περισσότερα

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Γιώργος Δημητρίου Ενότητα 5 η : Δυναμική Δρομολόγηση Εντολών (Διακλαδώσεις, Υποθετική & Υπερβαθμωτή Εκτέλεση) Πέρα από την Εκτέλεση Εκτός Σειράς Δυναμική πρόβλεψη διακλαδώσεων Ιστορία διακλάδωσης Πρόβλεψη

Διαβάστε περισσότερα

ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΚΑΙ ΣΧΕΔΙΑΣΗ Η/Υ

ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΚΑΙ ΣΧΕΔΙΑΣΗ Η/Υ ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΚΑΙ ΣΧΕΔΙΑΣΗ Η/Υ Γιώργος Δημητρίου Μάθημα 7 ο ΠΜΣ Εφαρμοσμένη Πληροφορική ΔΙΑΔΟΧΙΚΕΣ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΕΣ Σειριακή εκτέλεση, χωρίς καμία επικάλυψη: 50ns 100ns Δ1 Χρόνος Δ2 Δ3 Συνολικός χρόνος ολοκλήρωσης

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

ΠΛΕ- 074 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2

ΠΛΕ- 074 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2 ΠΛΕ- 074 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2 4ο μάθημα: Διοχέτευση (Pipelining), μέρος 2 ο κίνδυνοι ελέγχου, υλοποίηση, διακοπές, εργασίες πολλών κύκλων Αρης Ευθυμίου Πηγές διαφανειών: συνοδευτικές διαφάνειες

Διαβάστε περισσότερα

και η µονάδα ελέγχου (control) O επεξεργαστής: Η δίοδος δεδοµένων (datapath) Εντολές διακλάδωσης (branch beq, bne) I Type Σχεδίαση datapath

και η µονάδα ελέγχου (control) O επεξεργαστής: Η δίοδος δεδοµένων (datapath) Εντολές διακλάδωσης (branch beq, bne) I Type Σχεδίαση datapath O επεξεργαστής: Η δίοδος δεδοµένων (path) και η µονάδα ελέγχου (control) Σχεδίαση path 4 κατηγορίες εντολών: Αριθµητικές-λογικές εντολές (add, sub, slt κλπ) R Type Εντολές αναφοράς στη µνήµη (lw, sw) I

Διαβάστε περισσότερα

ΠΛΕ- 027 Μικροεπεξεργαστές 8ο μάθημα: Παραλληλία επιπέδου εντολής

ΠΛΕ- 027 Μικροεπεξεργαστές 8ο μάθημα: Παραλληλία επιπέδου εντολής ΠΛΕ- 027 Μικροεπεξεργαστές 8ο μάθημα: Παραλληλία επιπέδου εντολής Αρης Ευθυμίου Ταχύτερη εκτέλεση Με τις τεχνικές που είδαμε στα προηγούμενα μαθήματα μπορούμε να εκτελέσουμε (με επικάλυψη) περίπου 1 εντολή

Διαβάστε περισσότερα

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών

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

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

O επεξεργαστής: Η δίοδος δεδομένων (datapath) και η μονάδα ελέγχου (control)

O επεξεργαστής: Η δίοδος δεδομένων (datapath) και η μονάδα ελέγχου (control) O επεξεργαστής: Η δίοδος δεδομένων (datapath) και η μονάδα ελέγχου (control) 4 κατηγορίες εντολών: Σχεδίαση datapath Αριθμητικές-λογικές εντολές (add, sub, slt κλπ) R Type Εντολές αναφοράς στη μνήμη (lw,

Διαβάστε περισσότερα

Μέθοδοι Πρόβλεψης Διακλαδώσεων (Branch Prediction Mechanisms)

Μέθοδοι Πρόβλεψης Διακλαδώσεων (Branch Prediction Mechanisms) Μέθοδοι Πρόβλεψης Διακλαδώσεων (Branch Prediction Mechanisms) 1 Εντολές Διακλάδωσης Περίπου 20% των εντολών είναι εντολές διακλάδωσης Πολλά στάδια μεταξύ υπολογισμού του επόμενου PC και εκτέλεσης του branch

Διαβάστε περισσότερα

Εντολές Διακλάδωσης. #bubbles ~= pipeline depth X loop length. Next fetch started. Fetch. I-cache. Fetch Buffer. Decode. Issue Buffer.

Εντολές Διακλάδωσης. #bubbles ~= pipeline depth X loop length. Next fetch started. Fetch. I-cache. Fetch Buffer. Decode. Issue Buffer. Άδεια Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άδεια χρήσης άλλου τύπου, αυτή πρέπει να αναφέρεται ρητώς. Εντολές

Διαβάστε περισσότερα

Σχεδίαση μονάδας ελέγχου επεξεργαστή

Σχεδίαση μονάδας ελέγχου επεξεργαστή Σχεδίαση μονάδας ελέγχου επεξεργαστή Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 5ο εξάμηνο ΣΗΜΜΥ ακ. έτος: 29-2 Νεκτάριος Κοζύρης nkoziris@cslab.ece.ntua.gr http://www.cslab.ece.ntua.gr/courses/comparch/ Datapath ενός

Διαβάστε περισσότερα

Κεφάλαιο 4. Ο επεξεργαστής

Κεφάλαιο 4. Ο επεξεργαστής Κεφάλαιο 4 Ο επεξεργαστής Εισαγωγή Παράγοντες απόδοσης της CPU Πλήθος εντολών Καθορίζεται από την αρχιτεκτονική συνόλου εντολών και το μεταγλωττιστή CPI και Χρόνος κύκλου Καθορίζεται από το υλικό της CPU

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

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΔΕΥΤΕΡΗ ΠΡΟΟΔΟΣ ΣΤΗΝ ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΣΤΟΥΣ Η/Y (ΗΥ232)

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΔΕΥΤΕΡΗ ΠΡΟΟΔΟΣ ΣΤΗΝ ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΣΤΟΥΣ Η/Y (ΗΥ232) ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Η/Υ ΔΕΥΤΕΡΗ ΠΡΟΟΔΟΣ ΣΤΗΝ ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΣΤΟΥΣ Η/Y (ΗΥ232) Δευτέρα, 3 Νοεμβρίου 25 ΔΙΑΡΚΕΙΑ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑΤΟΣ 3 ΛΕΠΤΑ Για πλήρη

Διαβάστε περισσότερα

ΗΥ 232 Οργάνωση και Σχεδίαση Υπολογιστών. Διάλεξη 13. Εξαιρέσεις και Διακοπές (Exceptions and Interrupts)

ΗΥ 232 Οργάνωση και Σχεδίαση Υπολογιστών. Διάλεξη 13. Εξαιρέσεις και Διακοπές (Exceptions and Interrupts) ΗΥ 232 Οργάνωση και Σχεδίαση Υπολογιστών Διάλεξη 13 Εξαιρέσεις και Διακοπές (Exceptions and Interrupts) Νίκος Μπέλλας Τμήμα Μηχανικών Η/Υ, Τηλεπικοινωνιών και Δικτύων Οργάνωση και Σχεδίαση Υπoλογιστών

Διαβάστε περισσότερα

Στοιχεία αρχιτεκτονικής μικροεπεξεργαστή

Στοιχεία αρχιτεκτονικής μικροεπεξεργαστή Στοιχεία αρχιτεκτονικής μικροεπεξεργαστή Αριθμός bit δίαυλου δεδομένων (Data Bus) Αριθμός bit δίαυλου διευθύνσεων (Address Bus) Μέγιστη συχνότητα λειτουργίας (Clock Frequency) Τύποι εντολών Αριθμητική

Διαβάστε περισσότερα

Οργάνωση Υπολογιστών (Ι)

Οργάνωση Υπολογιστών (Ι) Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Εισαγωγή στην Επιστήμη των Υπολογιστών 2014-15 Οργάνωση Υπολογιστών (Ι) (η κεντρική μονάδα επεξεργασίας) http://di.ionio.gr/~mistral/tp/csintro/ Μ.Στεφανιδάκης Ένα

Διαβάστε περισσότερα

Κεφάλαιο 3 Αρχιτεκτονική Ηλεκτρονικού Τμήματος (hardware) των Υπολογιστικών Συστημάτων ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ

Κεφάλαιο 3 Αρχιτεκτονική Ηλεκτρονικού Τμήματος (hardware) των Υπολογιστικών Συστημάτων ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ Κεφάλαιο 3 Αρχιτεκτονική Ηλεκτρονικού Τμήματος (hardware) των Υπολογιστικών Συστημάτων ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ 1. Τι εννοούμε με τον όρο υπολογιστικό σύστημα και τι με τον όρο μικροϋπολογιστικό σύστημα; Υπολογιστικό

Διαβάστε περισσότερα

Διάλεξη 12 Καθυστερήσεις (Stalls)

Διάλεξη 12 Καθυστερήσεις (Stalls) ΗΥ 232 Οργάνωση και Σχεδίαση Υπολογιστών Διάλεξη 12 Καθυστερήσεις (Stalls) Νίκος Μπέλλας Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Η/Υ 1 Καθυστερήσεις και Εκκενώσεις Εντολών Οι κίνδυνοι δεδομένων (data

Διαβάστε περισσότερα

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΔΕΥΤΕΡΗ ΠΡΟΟΔΟΣ ΣΤΗΝ ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΣΤΟΥΣ Η/Y (ΗΥ232)

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΔΕΥΤΕΡΗ ΠΡΟΟΔΟΣ ΣΤΗΝ ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΣΤΟΥΣ Η/Y (ΗΥ232) ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Η/Υ ΔΕΥΤΕΡΗ ΠΡΟΟΔΟΣ ΣΤΗΝ ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΣΤΟΥΣ Η/Y (ΗΥ232) Σάββατο, 26 Νοεμβρίου 2016 ΔΙΑΡΚΕΙΑ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑΤΟΣ 120 ΛΕΠΤΑ 1) Υλοποίηση

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

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Οργάνωση επεξεργαστή Διδάσκων: Επίκουρος Καθηγητής Αριστείδης Ευθυμίου Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε

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

Διαδικασίες Ι. ΗΥ 134 Εισαγωγή στην Οργάνωση και στον Σχεδιασμό Υπολογιστών Ι. Διάλεξη 4

Διαδικασίες Ι. ΗΥ 134 Εισαγωγή στην Οργάνωση και στον Σχεδιασμό Υπολογιστών Ι. Διάλεξη 4 ΗΥ 134 Εισαγωγή στην Οργάνωση και στον Σχεδιασμό Υπολογιστών Ι Διάλεξη 4 Διαδικασίες Ι Νίκος Μπέλλας Τμήμα Μηχανικών Η/Υ, Τηλεπικοινωνιών και Δικτύων Εισαγωγή στους Η/Υ (ΗΥ134) 1 Διευθυνσιοδότηση διακλαδώσεων

Διαβάστε περισσότερα

ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΚΑΙ ΣΧΕΔΙΑΣΗ Η/Υ

ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΚΑΙ ΣΧΕΔΙΑΣΗ Η/Υ ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΚΑΙ ΣΧΕΔΙΑΣΗ Η/Υ Γιώργος Δημητρίου Μάθημα 5 ο ΠΜΣ Εφαρμοσμένη Πληροφορική ΣΥΝΟΛΙΚΗ ΔΟΜΗ ΚΜΕ Μία ή περισσότερες μονάδες αριθμητικών και λογικών πράξεων Μονάδα ολίσθησης Φάκελος καταχωρητών γενικού

Διαβάστε περισσότερα

Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας (ΚΜΕ) Τμήματα ΚΜΕ (CPU) Ένα τυπικό υπολογιστικό σύστημα σήμερα. Οργάνωση Υπολογιστών (Ι)

Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας (ΚΜΕ) Τμήματα ΚΜΕ (CPU) Ένα τυπικό υπολογιστικό σύστημα σήμερα. Οργάνωση Υπολογιστών (Ι) Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Εισαγωγή στην Επιστήμη των Υπολογιστών 2015-16 Οργάνωση Υπολογιστών (Ι) (η κεντρική μονάδα επεξεργασίας) http://di.ionio.gr/~mistral/tp/csintro/ Μ.Στεφανιδάκης Ένα

Διαβάστε περισσότερα

Παραλληλισµός Εντολών (Pipelining)

Παραλληλισµός Εντολών (Pipelining) ΕΣ 08 Επεξεργαστές Ψηφιακών Σηµάτων Παραλληλισµός Εντολών (Pipelining) Τµήµα Επιστήµη και Τεχνολογίας Τηλεπικοινωνιών Πανεπιστήµιο Πελοποννήσου Βιβλιογραφία Ενότητας Kuo [2005]: Chapter 3: Section 3.4,

Διαβάστε περισσότερα

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟΥΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΕΣ. ΜΑΘΗΜΑ 4 ο ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΤΗΣ ΜΝΗΜΗΣ ΠΕΡΙΦΕΡΕΙΑΚΗ ΜΝΗΜΗ

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟΥΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΕΣ. ΜΑΘΗΜΑ 4 ο ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΤΗΣ ΜΝΗΜΗΣ ΠΕΡΙΦΕΡΕΙΑΚΗ ΜΝΗΜΗ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟΥΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΕΣ ΜΑΘΗΜΑ 4 ο ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΤΗΣ ΜΝΗΜΗΣ ΠΕΡΙΦΕΡΕΙΑΚΗ ΜΝΗΜΗ ΧΕΙΜΩΝΑΣ 2009 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟΥΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΕΣ 1 Γενική οργάνωση του υπολογιστή Ο καταχωρητής δεδομένων της μνήμης (memory data register

Διαβάστε περισσότερα

ΠΛΕ- 074 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2

ΠΛΕ- 074 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2 ΠΛΕ- 074 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2 10ο μάθημα: Ορια παραλληλίας επιπέδου εντολής και πολυνηματικοί επεξεργαστές Αρης Ευθυμίου Πηγές διαφανειών: συνοδευτικές διαφάνειες αγγλικης εκδοσης του βιβλιου Ορια

Διαβάστε περισσότερα

Επεξεργαστής Υλοποίηση ενός κύκλου μηχανής

Επεξεργαστής Υλοποίηση ενός κύκλου μηχανής ΗΥ 232 Οργάνωση και Σχεδίαση Υπολογιστών Διάλεξη 9 Επεξεργαστής Υλοποίηση ενός κύκλου μηχανής Νίκος Μπέλλας Τμήμα Μηχανικών Η/Υ, Τηλεπικοινωνιών και Δικτύων 1 Ti είναι Αρχιτεκτονική και τι Μικροαρχιτεκτονική

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

Θέµατα Φεβρουαρίου

Θέµατα Φεβρουαρίου Θέµατα Φεβρουαρίου 2-2 cslab@ntua 2- Θέµα ο (3%): Έστω η παρακάτω ακολουθία εντολών που χρησιµοποιείται για την αντιγραφ από µια θέση µνµης σε µια άλλη (memory-to-memory copy): lw $2, ($) sw $2, 2($) i)

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

Αρχιτεκτονική υπολογιστών

Αρχιτεκτονική υπολογιστών 1 Ελληνική Δημοκρατία Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Ηπείρου Αρχιτεκτονική υπολογιστών Ενότητα 11-12 : Δομή και Λειτουργία της CPU Ευάγγελος Καρβούνης Παρασκευή, 22/01/2016 2 Οργάνωση της CPU Η CPU πρέπει:

Διαβάστε περισσότερα

ΠΛΕ- 074 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2

ΠΛΕ- 074 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2 ΠΛΕ- 074 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2 6ο μάθημα: χρονοπρογραμματισμός, αλγόριθμος Tomasulo, εικασία Αρης Ευθυμίου Πηγές διαφανειών: συνοδευτικές διαφάνειες αγγλικης εκδοσης του βιβλιου InstrucDon- Level

Διαβάστε περισσότερα

Αρχιτεκτονικές Συνόλου Εντολών

Αρχιτεκτονικές Συνόλου Εντολών Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2016-17 Αρχιτεκτονικές Συνόλου Εντολών (Instruction Set Architectures - ISA) http://mixstef.github.io/courses/comparch/ Μ.Στεφανιδάκης Ο

Διαβάστε περισσότερα

ΠΛΕ- 027 Μικροεπεξεργαστές 5ο μάθημα: Αρχιτεκτονική πυρήνα: υλοποίηση ενός κύκλου

ΠΛΕ- 027 Μικροεπεξεργαστές 5ο μάθημα: Αρχιτεκτονική πυρήνα: υλοποίηση ενός κύκλου ΠΛΕ- 27 Μικροεπεξεργαστές 5ο μάθημα: Αρχιτεκτονική πυρήνα: υλοποίηση ενός κύκλου Αρης Ευθυμίου Δομή σύγχρονων υπολογιστών Κώδικας μηχανής Αρχιτεκτονικό συνόλο εντολών (InstrucDon Set Architecture ISA)

Διαβάστε περισσότερα

Μικροαρχιτεκτονική του LC3

Μικροαρχιτεκτονική του LC3 ΆδειαΧρήσης Τοπαρόνεκπαιδευτικόυλικόυπόκειταισε άδειεςχρήσηςcrea vecommons. Γιαεκπαιδευτικόυλικό,όπωςεικόνες,που υπόκειταισεάδειαχρήσηςάλλουτύπου, αυτήπρέπεινααναφέρεταιρητώς. Μικροαρχιτεκτονική του LC3

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

; 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

Διάλεξη 11 Προώθηση (Forwarding)

Διάλεξη 11 Προώθηση (Forwarding) ΗΥ 3 Οργάνωση και Σχεδίαση Υπολογιστών Διάλεξη Προώθηση (Forwarding) Νίκος Μπέλλας Τμήμα Μηχανικών Η/Υ, Τηλεπικοινωνιών και Δικτύων (HY3) Η μέχρι τώρα μικρο-αρχιτεκτονική του MIPS ID/EX PCSrc Control WB

Διαβάστε περισσότερα

O επεξεργαστής: Η δίοδος δεδομένων (datapath) και η μονάδα ελέγχου (control)

O επεξεργαστής: Η δίοδος δεδομένων (datapath) και η μονάδα ελέγχου (control) O επεξεργαστής: Η δίοδος δεδομένων (datapath) και η μονάδα ελέγχου (control) 4 κατηγορίες εντολών: Σχεδίαση datapath Αριθμητικές-λογικές εντολές (add, sub, slt κλπ) R Type Εντολές αναφοράς στη μνήμη (lw,

Διαβάστε περισσότερα

2 η Ενδιάμεση Εξέταση Λύσεις/Απαντήσεις

2 η Ενδιάμεση Εξέταση Λύσεις/Απαντήσεις ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΥΠΡΟΥ Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών (ΗΜΜΥ) HMMY 212 Οργάνωση Η/Υ και Μικροεπεξεργαστές Εαρινό Εξάμηνο, 2007 2 η Ενδιάμεση Εξέταση Λύσεις/Απαντήσεις Άσκηση 1: Διασωλήνωση

Διαβάστε περισσότερα

Μετάφραση ενός Προγράμματος Εξαιρέσεις

Μετάφραση ενός Προγράμματος Εξαιρέσεις ΗΥ 134 Εισαγωγή στην Οργάνωση και στον Σχεδιασμό Υπολογιστών Ι Διάλεξη 7 Μετάφραση ενός Προγράμματος Εξαιρέσεις Νίκος Μπέλλας Τμήμα Μηχανικών Η/Υ, Τηλεπικοινωνιών και Δικτύων 1 Στάδια μετάφρασης ενός προγράμματος

Διαβάστε περισσότερα

Συστήματα σε Ολοκληρωμένα Κυκλώματα

Συστήματα σε Ολοκληρωμένα Κυκλώματα Συστήματα σε Ολοκληρωμένα Κυκλώματα Κεφάλαιο 4: Αρχιτεκτονική των Embedded Μικροεπεξεργαστών Διδάσκων: Καθηγητής Οδυσσέας Κουφοπαύλου Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών ΕΙΣΑΓΩΓΗ Παρουσιάζεται

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

ΠΛΕ- 027 Μικροεπεξεργαστές

ΠΛΕ- 027 Μικροεπεξεργαστές ΠΛΕ- 027 Μικροεπεξεργαστές 3ο μάθημα: γλώσσα μηχανής MIPS, προγραμματισμός assembly Αρης Ευθυμίου Πηγές διαφανειών: συνοδευτικές διαφάνειες αγγλικης εκδοσης του βιβλιου Stored Program Computers Αναπαράσταση

Διαβάστε περισσότερα

ΠΛΕ- 074 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2

ΠΛΕ- 074 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2 ΠΛΕ- 074 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2 5ο μάθημα:αρχές, ιδιότητες αρχιτεκτονικού συνόλου εντολών (ISA) Αρης Ευθυμίου Πηγές διαφανειών: συνοδευτικές διαφάνειες αγγλικης εκδοσης του βιβλιου Εσωτερική αποθήκευση

Διαβάστε περισσότερα

Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας - Τμήμα Πληροφορικής. Οργάνωση Η/Υ. Γιώργος Δημητρίου. Μάθημα 3 ο ΜΕΔ απλού κύκλου

Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας - Τμήμα Πληροφορικής. Οργάνωση Η/Υ. Γιώργος Δημητρίου. Μάθημα 3 ο ΜΕΔ απλού κύκλου Γιώργος Δημητρίου Μάθημα 3 ο ΜΕΔ απλού κύκλου Συνολική Δομή ΚΜΕ Μία ή περισσότερες μονάδες αριθμητικών και λογικών πράξεων Μονάδα ολίσθησης Φάκελος καταχωρητών γενικού σκοπού Κρυφή μνήμη (ενοποιημένη ή

Διαβάστε περισσότερα

ΠΛΕ- 027 Μικροεπεξεργαστές

ΠΛΕ- 027 Μικροεπεξεργαστές ΠΛΕ- 027 Μικροεπεξεργαστές 10ο μάθημα: Αρχιτεκτονική συστήματος μνήμης: Εικονική μνήμη, σχεδίαση αποδοτικής κρυφής μνήμης, προγραμματισμός για κρυφή μνήμη Αρης Ευθυμίου Εικονική μνήμη ως cache Η κύρια

Διαβάστε περισσότερα

ΗΜΥ 213. Εργαστήριο Οργάνωσης Η.Y. και Μικροεπεξεργαστών week 5. Διδάσκων: Δρ. Γιώργος Ζάγγουλος

ΗΜΥ 213. Εργαστήριο Οργάνωσης Η.Y. και Μικροεπεξεργαστών week 5. Διδάσκων: Δρ. Γιώργος Ζάγγουλος ΗΜΥ 213 Εργαστήριο Οργάνωσης Η.Y. και Μικροεπεξεργαστών week 5 Διδάσκων: Δρ. Γιώργος Ζάγγουλος Email: zaggoulos.george@ucy.ac.cy www.ece.ucy.ac.cy/courses/ece213 Περίληψη Κλήση Συνάρτησης και επιστροφή

Διαβάστε περισσότερα

Οργάνωση Υπολογιστών ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ. Ασκήσεις 5: Εντολές Συγκρίσεων και Μεταφοράς Ελέγχου. Μανόλης Γ.Η.

Οργάνωση Υπολογιστών ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ. Ασκήσεις 5: Εντολές Συγκρίσεων και Μεταφοράς Ελέγχου. Μανόλης Γ.Η. ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ Οργάνωση Υπολογιστών Ασκήσεις 5: Εντολές Συγκρίσεων και Μεταφοράς Ελέγχου Μανόλης Γ.Η. Κατεβαίνης Τμήμα Επιστήμης Υπολογιστών Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό

Διαβάστε περισσότερα

Εργαστήριο 3 ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΤΗΣ ΚΜΕ. Εισαγωγή

Εργαστήριο 3 ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΤΗΣ ΚΜΕ. Εισαγωγή Εισαγωγή Εργαστήριο 3 ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΤΗΣ ΚΜΕ Σκοπός του εργαστηρίου είναι να γνωρίσουµε την εσωτερική δοµή και αρχιτεκτονική της κεντρικής µονάδας επεξεργασίας, να κατανοήσουµε τον τρόπο µε τον οποίο λειτουργεί

Διαβάστε περισσότερα

; Τι περιέχεται στη συσκευασία ενός μικροεπεξεργαστή σήμερα;

; Τι περιέχεται στη συσκευασία ενός μικροεπεξεργαστή σήμερα; Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2016-17 Αρχιτεκτονικές Συνόλου Εντολών (Instruction Set Architectures - ISA) http://mixstef.github.io/courses/comparch/ Μ.Στεφανιδάκης Τι

Διαβάστε περισσότερα

Αρχιτεκτονικές Συνόλου Εντολών (ΙΙ)

Αρχιτεκτονικές Συνόλου Εντολών (ΙΙ) Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2016-17 Αρχιτεκτονικές Συνόλου Εντολών (ΙΙ) (Δομή Εντολών και Παραδείγματα) http://mixstef.github.io/courses/comparch/ Μ.Στεφανιδάκης Αρχιτεκτονική

Διαβάστε περισσότερα

Ενσωµατωµένα Υπολογιστικά Συστήµατα (Embedded Computer Systems)

Ενσωµατωµένα Υπολογιστικά Συστήµατα (Embedded Computer Systems) Ενσωµατωµένα Υπολογιστικά Συστήµατα (Embedded Computer Systems) Μαθηµα 2 ηµήτρης Λιούπης 1 Intel SA-1110 µc StrongARM core. System-on-Chip. Εξέλιξη των SA-110 και SA-1100. 2 ARM cores ARM: IP (intellectual

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

Κεφάλαιο 7 Ιεραρχία Μνήμης (Memory Hierarchy)

Κεφάλαιο 7 Ιεραρχία Μνήμης (Memory Hierarchy) Κεφάλαιο 7 Ιεραρχία Μνήμης (Memory Hierarchy) 1 Συστήματα Μνήμης Η οργάνωση του συστήματος μνήμης επηρεάζει τη λειτουργία και απόδοση ενός μικροεπεξεργαστή: Διαχείριση μνήμης και περιφερειακών (Ι/Ο) απότολειτουργικόσύστημα

Διαβάστε περισσότερα

Εισαγωγή στους Η/Υ. Γιώργος Δημητρίου. Μάθημα 2 ο. Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας - Τμήμα Πληροφορικής

Εισαγωγή στους Η/Υ. Γιώργος Δημητρίου. Μάθημα 2 ο. Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας - Τμήμα Πληροφορικής Γιώργος Δημητρίου Μάθημα 2 ο Σύνολα Εντολών Οι εντολές που εκτελεί ο κάθε επεξεργαστής (ή οικογένεια επεξεργαστών) MIPS ARM SPARC PowerPC IA-32 Αρχιτεκτονικές συνόλου εντολών Βασικές Έννοιες Εντολές μηχανής

Διαβάστε περισσότερα

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Γιώργος Δημητρίου Ενότητα 7 η : Στατική Δρομολόγηση Εντολών (Επεξεργαστές VLIW) Εκμετάλλευση ILP Περιορισμοί στη δυναμική δρομολόγηση εντολών: Μέγεθος παραθύρου εντολών Αριθμός φυσικών καταχωρητών Αποτυχία

Διαβάστε περισσότερα

ΗΜΥ Εργαστήριο Οργάνωσης Υπολογιστών και Μικροεπεξεργαστών

ΗΜΥ Εργαστήριο Οργάνωσης Υπολογιστών και Μικροεπεξεργαστών ΗΜΥ 213 - Εργαστήριο Οργάνωσης Υπολογιστών και Μικροεπεξεργαστών ΗΜΥ 213 Εργαστήριο Οργάνωσης Υπολογιστών και Μικροεπεξεργαστών Διάλεξη 4 Περίληψη Συναρτήσεις Χρονόμετρο Χρήση Διακοπτών Coprocessor Διαχείριση

Διαβάστε περισσότερα

Κεφάλαιο 4. Ο επεξεργαστής. Οργάνωση και Σχεδίαση Υπολογιστών Η ιασύνδεση Υλικού και Λογισµικού, 4 η έκδοση

Κεφάλαιο 4. Ο επεξεργαστής. 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 4 Ο επεξεργαστής ιαφάνειες διδασκαλίας του πρωτότυπου βιβλίου µεταφρασµένες στα ελληνικά και εµπλουτισµένες (µετάφραση,

Διαβάστε περισσότερα

Single Cycle Datapath. Αρχιτεκτονική Υπολογιστών. 5ο εξάμηνο ΣΗΜΜΥ ακ. έτος: Νεκ. Κοζύρης

Single Cycle Datapath. Αρχιτεκτονική Υπολογιστών. 5ο εξάμηνο ΣΗΜΜΥ ακ. έτος: Νεκ. Κοζύρης Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 5ο εξάμηνο ΣΗΜΜΥ ακ. έτος: 2014-2015 Νεκ. Κοζύρης nkoziris@cslab.ece.ntua.gr Single Cycle Datapath http://www.cslab.ece.ntua.gr/courses/comparch/ Άδεια Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό

Διαβάστε περισσότερα

Οργάνωση Υπολογιστών

Οργάνωση Υπολογιστών Οργάνωση Υπολογιστών Επιμέλεια: Γεώργιος Θεοδωρίδης, Επίκουρος Καθηγητής Ανδρέας Εμερετλής, Υποψήφιος Διδάκτορας Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών 1 Άδειες Χρήσης Το παρόν υλικό

Διαβάστε περισσότερα

Κάθε functional unit χρησιμοποιείται μια φορά σε κάθε κύκλο: ανάγκη για πολλαπλό hardware = κόστος υλοποίησης!

Κάθε functional unit χρησιμοποιείται μια φορά σε κάθε κύκλο: ανάγκη για πολλαπλό hardware = κόστος υλοποίησης! Single-cyle υλοποίηση: Διάρκεια κύκλου ίση με τη μεγαλύτερη εντολή-worst case delay (εδώ η lw) = χαμηλή απόδοση! Αντιβαίνει με αρχή: Κάνε την πιο απλή περίπτωση γρήγορη (ίσως και εις βάρος των πιο «σύνθετων»

Διαβάστε περισσότερα

Δείγμα Τελικής Εξέτασης στο ΗΜΥ213. Διδάσκοντας: Γιώργος Ζάγγουλος

Δείγμα Τελικής Εξέτασης στο ΗΜΥ213. Διδάσκοντας: Γιώργος Ζάγγουλος ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΥΠΡΟΥ Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών (ΗΜΜΥ) Δείγμα Τελικής Εξέτασης στο ΗΜΥ213 Διδάσκοντας: Γιώργος Ζάγγουλος Οδηγίες Διαβάστε Προσεκτικά! Αυτή η εξέταση γίνεται με

Διαβάστε περισσότερα

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Γιώργος Δημητρίου Ενότητα 2 η : Σύνολα Εντολών Ιστορική Αναδρομή Από τις πρώτες εντολές υπολογιστών Αρχιτεκτονική Συνόλου Εντολών Στοίβας Συσσωρευτή Επέκταση συσσωρευτή Καταχωρητών γενικού σκοπού Καταχωρητή-Μνήμης

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

Εντολές του MIPS (2)

Εντολές του MIPS (2) ΗΥ 134 Εισαγωγή στην Οργάνωση και στον Σχεδιασμό Υπολογιστών Ι Διάλεξη 3 Εντολές του MIPS (2) Νίκος Μπέλλας Τμήμα Μηχανικών Η/Υ, Τηλεπικοινωνιών και Δικτύων 1 Παράδειγμα (συνέχεια από προηγ. διάλεξη) $s3

Διαβάστε περισσότερα

Εργαστήριο Δομής και Λειτουργίας Μικροϋπολογιστών. Βοήθημα εκτέλεσης εργαστηριακής άσκησης 4: Ρουτίνες καθυστέρησης. [Συγγραφή ρουτίνας καθυστέρησης]

Εργαστήριο Δομής και Λειτουργίας Μικροϋπολογιστών. Βοήθημα εκτέλεσης εργαστηριακής άσκησης 4: Ρουτίνες καθυστέρησης. [Συγγραφή ρουτίνας καθυστέρησης] Εργαστήριο Δομής και Λειτουργίας Μικροϋπολογιστών Βοήθημα εκτέλεσης εργαστηριακής άσκησης 4: Ρουτίνες καθυστέρησης Άσκηση 1 (σύνοψη της εκφώνησης) [Συγγραφή ρουτίνας καθυστέρησης] Γράψτε ένα πρόγραμμα

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

Συναρτήσεις-Διαδικασίες

Συναρτήσεις-Διαδικασίες ΗΥ 232 Οργάνωση και Σχεδίαση Υπολογιστών Διάλεξη 4 Συναρτήσεις-Διαδικασίες Νίκος Μπέλλας Τμήμα Μηχανικών Η/Υ, Τηλεπικοινωνιών και Δικτύων 1 Διαδικασίες (procedures) Γνωστές και σαν υπορουτίνες (subroutines)

Διαβάστε περισσότερα

Οργάνωση Η/Υ. Γιώργος ηµητρίου. Μάθηµα 9 ο. Πανεπιστήµιο Θεσσαλίας - Τµήµα Μηχανικών Η/Υ, Τηλεπικοινωνιών και ικτύων

Οργάνωση Η/Υ. Γιώργος ηµητρίου. Μάθηµα 9 ο. Πανεπιστήµιο Θεσσαλίας - Τµήµα Μηχανικών Η/Υ, Τηλεπικοινωνιών και ικτύων Γιώργος ηµητρίου Μάθηµα 9 ο Πανεπιστήµιο Θεσσαλίας - Τµήµα Μηχανικών Η/Υ, Τηλεπικοινωνιών και ικτύων Εξαρτήσεις Εντολών Κίνδυνοι Κίνδυνοι από δοµικές εξαρτήσεις n Εξαρτήσεις υλικού Κίνδυνοι από εξαρτήσεις

Διαβάστε περισσότερα

Επανάληψη Σύστημα Διασωλήνωσης (Pipelining) Κεφάλαιο 4 - Σύστημα ιασωλήνωσης

Επανάληψη Σύστημα Διασωλήνωσης (Pipelining) Κεφάλαιο 4 - Σύστημα ιασωλήνωσης Επανάληψη Σύστημα Διασωλήνωσης (Pipelining) 1 ιασωλήνωση 2 Pipelining Παραλληλισμός + Pipelining 3 Χρόνος Εκτέλεσης = I x CPI x Cycle Time Με ή χωρις pipeline το Ι είναι το ίδιο όπως και τo CPI = 1. Το

Διαβάστε περισσότερα

Διοχέτευση (Pipeline)

Διοχέτευση (Pipeline) ΗΥ 232 Οργάνωση και Σχεδίαση Υπολογιστών Διάλεξη Διοχέτευση (ipeline) Νίκος Μπέλλας Τμήμα Μηχανικών Η/Υ, Τηλεπικοινωνιών και Δικτύων Θέματα Απόδοσης Αν και απλή, η υλοποίηση ενός κύκλου ρολογιού είναι

Διαβάστε περισσότερα

Αρχιτεκτονική Eckert-von Neumann. Πως λειτουργεί η ΚΜΕ; Κεντρική μονάδα επεξεργασίας [3] ΕΠΛ 031: ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟΝ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟ

Αρχιτεκτονική Eckert-von Neumann. Πως λειτουργεί η ΚΜΕ; Κεντρική μονάδα επεξεργασίας [3] ΕΠΛ 031: ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟΝ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟ Αρχιτεκτονική Eckert-von Neumann εισόδου μεταφορά δεδομένων από έξω προς τον Η/Υ εξόδου μεταφορά δεδομένων από τον Η/Υ προς τα έξω ΕΠΛ 031: ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟΝ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟ Κύκλος Μηχανής κεντρικός έλεγχος/πράξεις

Διαβάστε περισσότερα

Εικονική Μνήμη (Virtual Μemory)

Εικονική Μνήμη (Virtual Μemory) ΗΥ 431 Αρχιτεκτονική Παραλλήλων Συστημάτων Διάλεξη 16 Εικονική Μνήμη (Virtual Μemory) Νίκος Μπέλλας Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Η/Υ Απλό πείραμα int *data = malloc((1

Διαβάστε περισσότερα

ΕΠΛ221: Οργάνωση Υπολογιστών και Συμβολικός Προγραμματισμός Κεφ. 4: O επεξεργαστής Σύστημα Διασωλήνωσης (Pipelining)

ΕΠΛ221: Οργάνωση Υπολογιστών και Συμβολικός Προγραμματισμός Κεφ. 4: O επεξεργαστής Σύστημα Διασωλήνωσης (Pipelining) ΕΠΛ221: Οργάνωση Υπολογιστών και Συμβολικός Προγραμματισμός Κεφ. 4: O επεξεργαστής Σύστημα Διασωλήνωσης (Pipelining) 1 ιασωλήνωση 2 Διασωλήνωση και Παραλληλισμός (Parallelism) Διασωλήνωση (Pipelining):

Διαβάστε περισσότερα