Αρχιτεκτονική Υπολογιστών

Μέγεθος: px
Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "Αρχιτεκτονική Υπολογιστών"

Transcript

1 Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής & Τηλεπικοινωνιών Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Ενότητα 4: Απόδοση & Επιτάχυνση. Νόμος του Amdahl. Συστοιχία καταχωρητών. Υπερβαθμωτοί επεξεργαστές. VLIW. IA64. Δρ. Μηνάς Δασυγένης Εργαστήριο Ψηφιακών Συστημάτων και Αρχιτεκτονικής Υπολογιστών

2 Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύπου άδειας χρήσης, η άδεια χρήσης αναφέρεται ρητώς. 2

3 Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ψηφιακά Μαθήματα στο Πανεπιστήμιο Δυτικής Μακεδονίας» έχει χρηματοδοτήσει μόνο τη αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους. 3

4 Σκοπός ενότητας Η κατανόηση των διαδικασιών σύγκρισης. Η εμβάθυνση σε θέματα της ISA. Η παρουσίαση και ανάλυση δημοφιλών αρχιτεκτονικών. Η παρουσίαση τεχνικών αύξησης των επιδόσεων. 4

5 Απόδοση & Επιτάχυνση 5

6 Υπάρχουν πολλά μετρικά σύγκρισης απόδοσης Χρόνος εκτέλεσης εργασίας (ExTime) Χρόνος εκτέλεσης, χρόνος απόκρισης, καθυστέρηση Αποστολή ανά μέρα, ώρα, εβδομάδα, λεπτό, δευτερόλεπτο... (Performance) Απόδοση, εύρος ζώνης 6

7 Τελικά τι σημαίνει ότι το Χ είναι πιο γρήγορο από το Υ; Οι υπολογιστές μπορούν να συγκριθούν ως προς διάφορα μετρικά: Μείωση χρόνου απόκρισης (response time); Χρόνο εκτέλεσης (execution time); Ρυθμό ολοκλήρωσης (throughput); 7

8 Η πιο δημοφιλής σύγκριση είναι ως προς τη διεκπεραιωτική ικανότητα «Ο x είναι n φορές πιο γρήγορος από τον y» Αντιστρόφως ανάλογος της απόδοσης! Ταχύτητα Concorde vs Boeing 747 Απόδοση Boeing 747 vs Concorde Το κόστος είναι και αυτό μία πολύ σημαντική παράμετρος στην εξίσωση το οποίο είναι ο λόγος που τα concorde ανήκουν στο παρελθόν! 8

9 Μέτρηση απόδοσης Response (execution) time: ο χρόνος από την αρχή ως την ολοκλήρωση ενός event Throughput: συνολική εργασία που γίνεται για δοσμένο χρονικό διάστημα Ο Χ είναι πιο γρήγορος από τον Υ n φορές : 9

10 Βελτίωση των επιδόσεων Η αύξηση της απόδοσης σημαίνει μείωση του χρόνου εκτέλεσης. Για να μην υπάρχει σύγχυση... χρησιμοποιούμε τον όρο Βελτίωση. Σε κάθε περίπτωση: Ο υπολογιστής που εκτελεί το ίδιο ποσό εργασίας σε λιγότερο χρόνο, είναι ο γρηγορότερος. 10

11 Πως ορίζεται ο χρόνος εκτέλεσης; Ο χρόνος ρολογιού τοίχου (wall-clock time): συνολικός χρόνος για να ολοκληρωθεί μια εργασία, μαζί με Ε/Ε και όλες τις επιβαρύνσεις του ΛΣ. Χρόνος CPU: χρόνος που ασχολείται η CPU με τη συγκεκριμένη διεργασία χωρίς να προσμετράται ο χρόνος Ε/Ε. Χωρίζεται σε: Χρόνος CPU χρήστη για τη διεργασία. Χρόνος CPU λειτουργικού συστήματος για τη διεργασία. Παράδειγμα: Σε unix δώστε time <εντολή> π.χ. time ls 0.007u 0.007s 0:

12 Κατανόηση της απόδοσης του προγράμματος Η πιο σημαντική μέτρηση για την απόδοση είναι ο συνολικός παρελθών χρόνος (elapsed time) μετρημένος με ένα ρολόι τοίχου (wall-clock time). Ο χρόνος wall-clock είναι διαφορετικός από το χρόνο clock, γιατί στον πρώτο συμπεριλαμβάνονται και όλες οι καθυστερήσεις (τεχνητές ή όχι, αναμονή για πόρους, καθυστέρηση επικοινωνίας, κτλ). 12

13 Ερώτηση αυτοεξέτασης Η απόδοση του υπολογιστή Γ είναι 4 φορές καλύτερη από την απόδοση του υπολογιστή Β, που εκτελεί μια συγκεκριμένη εφαρμογή σε 28 δευτερόλεπτα. Πόσο χρόνο θα χρειαστεί ο υπολογιστής για να εκτελέσει αυτή την εφαρμογή; 13

14 Με ποιον τρόπο μπορούμε να μετρήσουμε την απόδοση; Μετροπρογράμματα, Ίχνη εκτέλεσης. Συσκευές/Υλικό: κόστος, καθυστέρηση, έκταση, εκτίμηση ισχύος. Προσομοίωση (σε πολλά επίπεδα): ISA, RT, πύλη, κύκλωμα Θεωρία ουρών. Κανόνες χειρισμού. Θεμελιώδης νόμοι /αρχές. Η αυστηρή κατανόηση των περιορισμών από οποιοδήποτε εργαλείο μέτρησης. 14

15 Η απόδοση μπορεί να μετρηθεί σε διάφορα επίπεδα Εφαρμογή Γλώσσα προγραμματισμού Απαντήσεις ανά μήνα Λειτουργίες ανά δευτερόλεπτο Μεταγλωττιστής Δίοδος δεδομένων ελέγχου Μονάδες λειτουργίας Pins,τρανζίστορ Megabytes ανά δευτερόλεπτο Κύκλοι ανά δευτερόλεπτο (clock rate) 15

16 Η αύξηση της απόδοσης μεταφράζεται σε $$$ Οι εταιρίες υπολογιστών ευδοκιμούν ή αποτυγχάνουν ανάλογα με τη σχέση τιμής προς απόδοση. Προσπαθούν να έχουν όσο το δυνατόν καλύτερες επιδόσεις σύμφωνα με συγκεκριμένα προγράμματα μέτρησης. Μερικές φορές αυτές οι εταιρίες βελτιστοποιούν τα συστήματά τους για να έχουν καλές μετρήσεις ως προς αυτά τα μετροπρογράμματα, απέχοντας όμως από τις πραγματικές εφαρμογές. 16

17 Μερικές φορές κάποιες εταιρίες «κλέβουν» στα εργαλεία μέτρησης της απόδοσης (1/2) Το κίνητρο είναι να συντονιστεί το σύστημα με το σημείο αναφοράς για την επίτευξη μέγιστης απόδοσης. Στο επίπεδο της αρχιτεκτονικής: Εξειδικευμένες οδηγίες. 17

18 Μερικές φορές κάποιες εταιρίες «κλέβουν» στα εργαλεία μέτρησης της απόδοσης (2/2) Στο επίπεδο του μεταγλωττιστή (σημαίες μεταγλώττισης): Blocking του Spec89 ο συντελεστής επιτάχυνσης είναι 9 Λανθασμένη μεταγλώττιση βελτιστοποίηση/αναδιάταξη. Θα μπορούσε να λειτουργήσει καλά σε μετρόπρογράμματα, αλλά όχι σε όλα τα προγράμματα. Επίπεδο Ε/Ε: Spec92 πρόγραμμα υπολογιστικών φύλλων (sp). Οι εταιρείες παρατήρησαν ότι το παραγόμενο προϊόν πάντα τοποθετούνταν σε ένα εξωτερικό αρχείο (για αυτό το αποθήκευαν τα αποτελέσματα σε ένα buffer μνήμης) και στη συνέχεια το εξάλειφε στο τέλος (το οποίο δεν μετρούνταν). Μια εταιρεία εξάλειψε το επίπεδο Ε/Ε εντελώς. 18

19 Μια πραγματική ιστορία (η SUN τροποποίησε το hardware για να συμπεριφέρεται καλύτερα στα τεστ) Μετά από την απίστευτη απόδοση στο συγκριτικό τεστ, η Sun έκδωσε ένα εξαίσιο δελτίο τύπου υποστηρίζοντας ότι είχε πολύ καλύτερες επιδώσεις από τα συστήματα Windows NT στη δοκιμή. Ο πρόεδρος της Pedragon, Ivan Phillips διαπίστωσε την απάτη, λέγοντας πως τα αποτελέσματα δεν αντιπροσώπευαν την πραγματικότητα στις επιδώσεις τις Java και ότι η Sun είχε αντιγράψει τον κώδικα του τεστ μέσα στον μεταγλωττιστή της Sun's jit. Αυτό είναι εξαπάτηση, είπε ο κ. Phillips, ο οποίος ισχυρίστηκε ότι οι συγκριτικές δοκιμές και οι πρακτικές εφαρμογές δεν είναι το ίδιο πράγμα. Αρχικά, η Sun δεν αρνήθηκε την βελτιστοποίηση της συγκριτικής δοκιμής, ώστε να απολογηθεί για αυτό. "Εάν τα αποτελέσματα της δοκιμής δεν είναι αντιπροσωπευτικά της πραγματικότητας στις εφαρμογές της Java, τότε το πρόβλημα είναι στο μετρο-πρόγραμμα ", είπε ο Brian Croll της Sun. Όμως μετά από το την δυσφήμιση του τύπου, η Sun υποχώρησε και ζήτησε συγνώμη για την βελτιστοποίηση. [Απόσπασμα από PC Online 1997] 19

20 Ποιες κατηγορίες προγραμμάτων χρησιμοποιούνται για μέτρηση των επιδόσεων; Real application: compilers, software για επεξεργασία κειμένου κλπ. Παίρνουν είσοδο, έξοδο, πιο κοντά στην πραγματικότητα. Modified applications: Τροποποίηση με σκοπό να αυξήσουν την δυνατότητα μεταφοράς και να εστιάσουν σε μια όψη της απόδοσης. Kemels: Livermore Loops, Linpack. Απομόνωση απόδοσης ανεξάρτητων χαρακτηριστικών. Toy Benchmarks: Puzzle, Quicksort Μόνο για πρώτη εντύπωση. Synthetic Benchmarks: Whetstone, Dhrystone Εξομοίωση της συμπεριφοράς ενός γενικής χρήσης προγράμματος. 20

21 Προγράμματα μέτρησης απόδοσης Μετροπρογράμματα τυπικού υπολογιστή : εντατικής χρήσης CPU & εντατικής χρήσης GPU. Μετροπρογράμματα διακομιστή: εντατικής χρήσης CPU. Μετροπρογράμματα ενσωματωμένων συστημάτων: λόγω μεγάλης ποικιλίας σε ενσωματωμένες εφαρμογές και απαιτήσεις, μη ρεαλιστικό ένα απλό σύνολο από αναφορές. 21

22 Τι έχει επικρατήσει τελικά; Συλλογές από μετροπρογράμματα. Έχουν ποικιλία εφαρμογών. Η αδυναμία ενός προγράμματος μειώνεται από την παρουσία των άλλων. Τα πιο δημοφιλή SPEC (spec.org). Σημαντική είναι η ικανότητα αναπαραγωγής. Δίνουμε λεπτομέρειες του συστήματος για να μπορέσει κάποιος να βγάλει τα ίδια αποτελέσματα. Το ΛΣ και ο compiler επηρεάζουν την απόδοση. 22

23 Σύγκριση απόδοσης για τα μετροπρογράμματα Υποθέτουμε ότι το μετροπρόγραμμα i έχει χρόνο εκτέλεσης Time i. Μέσος χρόνος εκτέλεσης: Σταθμισμένος χρόνος εκτέλεσης: Κανονικοποιημένος χρόνος εκτέλεσης: 23

24 Παραδείγματα σύγκρισης απόδοσης 24

25 Αρχές σχεδιασμού υπολογιστών Κάνε την συνηθισμένη κατάσταση γρήγορη Amdahl s law: 25

26 Ο νόμος του Amdahl 26

27 Νόμος του Amdahl Ο νόμος υποστηρίζει ότι η βελτίωση της απόδοσης που επιτυγχάνεται με τη χρήση κάποιας πιο γρήγορης μεθόδου εκτέλεσης, περιορίζεται από το κλάσμα του χρόνου στον οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί η μέθοδος αυτή. 27

28 Νόμος του Amdahl-παράδειγμα Ένα πρόγραμμα απαιτεί 100sec για να εκτελεστεί, με 20sec να κατανέμονται στον επεξεργαστή, 60 sec στη μνήμη DDR (533Mhz), 10sec στο σκληρό δίσκο HDD, και 10sec στην κάρτα γραφικών (υποθέτουμε ότι δεν υπάρχει παραλληλία). Αν αντικαταστήσουμε το HDD με SSD που είναι 10 φορές πιο γρήγορος, τότε ο χρόνος θα μειωθεί σε = 91 Βελτίωση κατά 9% Επιτάχυνση κατά Αν αντικαταστήσουμε τη μνήμη DDR με μνήμη 1333Mhz (~2.5 φορές πιο γρήγορη), τότε ο χρόνος θα μειωθεί σε = 64% Βελτίωση κατά 36% / Επιτάχυνση κατά 1,

29 Επιτάχυνση Επιτάχυνση λόγω της ενίσχυσης E: Υποθέτουμε ότι η ενίσχυση Ε επιταχύνει κλασματικά το έργου με συντελεστή S, και το υπόλοιπο του έργου είναι ανεπηρέαστο. 29

30 Νόμος του Amdahl - Τυπολόγιο 30

31 Παράδειγμα με νόμο του Amdahl (1/2) Η μονάδα πράξεων πραγματικών αριθμών βελτιώθηκε κατά 2X. Αλλά, μόνο το 10% των εντολών χρησιμοποιεί εντολές πράξεων πραγματικών αριθμών. 31

32 Παράδειγμα με νόμο του Amdahl (2/2) Το κυμαινόμενο σημείο οδηγιών βελτιώθηκε για να τρέξει στο 2Χ:Αλλά μόνο το 10% των πραγματικών οδηγιών είναι FP. 32

33 Η εξίσωση των επιδόσεων των H/Y Πίνακας εξαρτήσεων που δείχνει από τι εξαρτάται ο κάθε αριθμός: Πίνακας εξαρτήσεων που δείχνει από τι εξαρτάται ο κάθε αριθμός: Inst Count CPI Ρυθμός ρολογιού Πρόγραμμα Μεταγλωττιστής Instruction Set Οργάνωση τεχνολογία 33

34 CPI (cycles per instruction) κύκλοι ρολογιού ανά εντολή Μέσο όρο των κύκλων ανά εντολή CPI=(CPU time* κύκλο ρολογιού)/αρίθμηση εντολής =κύκλοι /αριθμό εντολής: Συχνότητα χρήσης : Επένδυση πόρων όπου ο δαπανάται χρόνος! 34

35 Παράδειγμα απόδοσης ο Α έχει χρόνο κύκλου ρολογιού 250ps και CPI 2,0. ο B έχει χρόνο κύκλου ρολογιού 500ps και CPI 1,2. Ποιος είναι πιο γρήγορος; Έστω εκτελείται το ίδιο πρόγραμμα με Ι εντολές. Αριθμός Κύκλων ρολογιού CPU A: Ix2,0. Αριθμός Κύκλων ρολογιού CPU B: Ix1,2. Χρόνος CPU A: Cycles CPU A x κύκλος ρολογιού = 250 * 2 * Ι = 500 Ι Χρόνος CPU B: Cycles CPU B x κύκλος ρολογιού = 500 * 1.2 * Ι = 600 Ι Το Α είναι πιο γρήγορο, γιατί είναι 500*Ι! 35

36 Παράδειγμα υπολογισμού CPI (η κάθε κατηγορία εντολών έχει διαφορετικό CPI) Το CPI μπορεί να είναι μικρότερο από 1 (superscalar). Σε αυτή την περίπτωση χρησιμοποιούμε το IPC (Instructions per Clock). Αν CPI = 0,5 τότε IPC = 2,0 36

37 που Εξισώσεις για CPU Performance Βελτίωση απόδοσης με: (α) μείωση αρ. Κύκλων ρολογιού (β) μείωση κύκλο ρολογιού 37

38 Σφάλματα και παγίδες 38

39 Συστοιχία καταχωρητών (register file) 39

40 Συστοιχία καταχωρητών: πολύ σημαντικό τμήμα του επεξεργαστή Τι ονομάζουμε register file (συστοιχία καταχωρητών); Register file ή συστοιχία καταχωρητών είναι ένα βασικό στοιχείο μιας ΚΜΕ. Συγκεκριμένα, ονομάζονται οι θέσεις της μνήμης μέσα στον επεξεργαστή που φυλάσσονται όλοι οι καταχωρητές του συστήματος που φαίνονται στον προγραμματιστή. Παρέχεται η δυνατότητα ταυτόχρονης λειτουργίας (ανάγνωσης ή εγγραφής) σε περισσότερους από έναν καταχωρητές (μνήμη πολλαπλών εισόδων/εξόδων). 40

41 Ανάγνωση και εγγραφή στο register file Ανάγνωση στο register file Εγγραφή στο register file 41

42 Επιπρόσθετα θέματα της ISA 42

43 Λεπτομέρειες Σχεδιασμού ISA Προκειμένου να σχεδιαστεί μια νέα ISA ποιοι πρέπει να συνεργαστούν; Οι σχεδιαστές της αρχιτεκτονικής (hardware) με τους κατασκευαστές των μεταγλωττιστών (software). Τι σημαίνει και γιατί απαιτείται η συμβατότητα προς τα πίσω σε μια αρχιτεκτονική; Νεότεροι επεξεργαστές εκτελούν το λογισμικό παλαιότερων επεξεργαστών ίδιας αρχιτεκτονικής. Διαφυλάσσεται η επένδυση στο software. Υιοθετούνται πιο εύκολα οι νέοι επεξεργαστές. 43

44 Ορισμός ISA Τι ορίζεται στο ISA μιας αρχιτεκτονικής; Μοντέλο Μνήμης. Καταχωρητές. Τύποι δεδομένων. Εντολές. Πως ορίζεται το ISA; Σε επίσημα έγγραφα που περιέχουν κανονιστικές και πληροφοριακές ενότητες. Είτε εσωτερικά σε μια εταιρία (αν δε θέλει άλλες εταιρίες να κατασκευάσουν ίδιας αρχιτεκτονικής chip). 44

45 Τυπικές Καταστάσεις επεξεργαστών Eρ. Ποιες είναι οι τυπικές καταστάσεις λειτουργίας των σύγχρονων επεξεργαστών; Ποιες καταστάσεις λειτουργίας βρίσκουμε στη IA32; Κατάσταση πυρήνα (επιτρέπονται όλες οι λειτουργίες). Κατάσταση χρήστη (περιορισμένη εκτέλεση εντολών). Το ΙΑ32 έχει: Πραγματική κατάσταση. Ιδεατή 8086 κατάσταση. Προστατευμένη λειτουργία. Ο 8086 έχει: Πραγματική κατάσταση. 45

46 Στοίχιση λέξεων Τι σημαίνει και γιατί απαιτείται η χρήση στοιχισμένων λέξεων στη μνήμη; Τα Byte ομαδοποιούνται σε λέξεις των 4 byte (32bit) ή των 8 byte (64bit). Αρκετές αρχιτεκτονικές απαιτούν οι λέξεις να είναι στοιχισμένες στα φυσικά τους όρια. Για παράδειγμα λέξεις των 4Byte να ξεκινάνε στη διεύθυνση 0 ή 4,8 κτλ. Αν οι λέξεις δε ξεκινάνε στα φυσικά τους όρια τότε είναι αστοίχιστες και προκαλούν σημαντική επιβάρυνση στην απόδοση, γιατί απαιτούνται 2 προσβάσεις στις 2 γραμμές της μνήμης. H IA-32 ακολουθώντας την x86 ISA επιτρέπει πρόσβαση ανά byte και δεν έχει τέτοιες απαιτήσεις. 46

47 Το πρόβλημα R-A-W Είναι το πρόβλημα Read-after-write, δηλαδή η ανάγνωση μιας τιμής ύστερα από εγγραφή. Υπό κανονικές συνθήκες η τιμή που διαβάζεται σε κάτι που έχει γραφεί, πρέπει να έχει την ίδια τιμή. π.χ. mov ax,10; mov apotelesma,ax θα πρέπει να γράψει στη θέση μνήμης apotelesma την τιμή 10. Όμως, σύγχρονοι επεξεργαστές μπορούν να εκτελούν εντολές εκτός σειράς (out-of-order execution, OOO exec) που σημαίνει ότι αν εκτελεστεί πρώτα η 2η εντολή τότε θα έχουμε πρόβλημα ασυνέπειας. 47

48 Αντιμετώπιση Το πρόβλημα R-A-W αντιμετωπίζεται με: Σειροποίηση όλων των αιτήσεων μνήμης (βλάπτει απόδοση). Εντολή assembly SYNC για εγγραφή στη μνήμη. Ανίχνευση από το υλικό RAW ή WAR, ώστε να μη γίνει ΟΟΟ για αυτές τις εντολές. 48

49 Κατηγορίες καταχωρητών Καταχωρητές Γενικής Χρήσης, Καταχωρητές Ειδικής Χρήσης, Μη ορατοί καταχωρητές 8086 (16bit): Γενικοί: ΑΧ, ΒΧ, CX, DX. Ειδικοί: CS, DS, ES, SS, DI, SI, BP, SP, SR, IP. IA32 (32bit): Γενικοί: EAX, EBX, ECX, EDX. Ειδικοί: CS, DS, ES, SS, EDI, ESI, EBP, ESP, EFLAGS, EIP. Ενδεικτικά μη ορατοί καταχωρητές είναι: Memory Address Register. Instruction register. ALU Input Register 1. ALU Input Register 2. ALU Output Register... 49

50 Καταχωρητές ΙΑ-32 (π.χ. Pentium) Γενικοί καταχωρητές, αλλά με κατά περίπτωση ειδικές χρήσεις (mul, div, strings). Δείκτες Τοπικών Μεταβλητών, Στοίβας, κλπ. Παλιοί δείκτες Τμημάτων (segments). Μετρητής προγράμματος. Καταχωρητής κατάστασης. Καταχωριστές Pentium (1) 50

51 Η αρχιτεκτονική AMD64 Η AMD x86-64 ή εν συντομία AMD64 είναι συμβατή προς τα πίσω με τη x86 (IA32). H Intel υλοποίησε την AMD64 και την ονόμασε EM64T. 64bit χώρος διευθύνσεων. 64bit καταχωρητές (υποστηρίζονται και 32bit/16bit). 8 γενικού τύπου καταχωρητές R (-AX,...) 8 καταχωρητές 128bit (XMM?). 8 64bit καταχωρητές (MMX?). 64bit καταχωρητές επέκτασης. 51

52 Καταστάσεις λειτουργίας επεξεργαστή AMD64 52

53 Διαθεσιμότητα καταχωρητών στην AMD64, αναλόγως της κατάστασης λειτουργίας 53

54 Καταχωρητές AMD64 (π.χ. Intel i7) 54

55 Επιδόσεις αρχιτεκτονικής AMD64 Αν μια εφαρμογή x86 εκτελεστεί σε λειτουργικό σύστημα AMD64, τότε στην καλύτερη περίπτωση δε θα χειροτερέψει η απόδοση εκτέλεσης. Μάλιστα, δεδομένου ότι τα 64bit συστήματα χρησιμοποιούν χαμηλότερες συχνότητες λειτουργίας (λόγω πολλαπλών πυρήνων) από τα 32bit συστήματα, τότε αναμένεται μεγάλη μείωση της απόδοσης. Μόνο αν γίνει re-compile για 64bit λειτουργικό σύστημα θα υπάρξουν οφέλη. Περισσότερα οφέλη θα υπάρξουν αν η εφαρμογή τροποποιηθεί και παραλληλοποιηθεί. 55

56 Recompilation for 64bit Δεν είναι απλό το recompilation, εκτός αν έχουμε απλές εφαρμογές. Αυτό οφείλεται σε: Κομμάτια assembly IA32 που έχουν προστεθεί για να αυξήσουν την ταχύτητα κρίσιμων τμημάτων. Ευκολία εκτέλεσης IA32 στην AMD64, μέσω ειδικής λειτουργίας (άρα δεν υπάρχει ανάγκη). Προβλήματα κλιμάκωσης, λόγω πολύ μεγάλου χώρου διευθύνσεων στην εφαρμογή μας. 56

57 Οι τυπικές λειτουργίες μιας ISA(1/2) Μετακινήσεις Δεδομένων: Load (Καταχωρητής = Μνήμη). Store (Μνήμη = Καταχωρητής). Καταχωρητής Καταχωρητής. Μνήμη Μνήμη. Λειτουργίες Στοίβας (ως αδιαίρετη πράξη μετακίνησης). Λειτουργίες Εισόδου/Εξόδου (ως μετακίνηση σε ειδική θέση). Αριθμητικές Πράξεις: Πρόσθεση, Αφαίρεση, Αντίθετο, Σύγκριση, Πολ/σμός, Διαίρεση. Ακέραιοι και Πραγματικοί (Κινητή Υποδιαστολή). Ολίσθηση: Αριθμητική/Λογική, Δεξιά/Αριστερά. 57

58 Οι τυπικές λειτουργίες μιας ISA(2/2) Λογικές Πράξεις: AND, OR, XOR, NOT, Set, Clear. Έλεγχος Ροής Προγράμματος: Διακλάδωση χωρίς/με συνθήκη. Κλήση/Επιστροφή υπορουτίνας. Είσοδος/Έξοδος (ως ξεχωριστές λειτουργίες): Ανάγνωση, Εγγραφή. Διακοπές και Παγίδες: Έλεγχος, Εξυπηρέτηση, Επιστροφή. Επιπλέον: Συγχρονισμός και Νήματα. Strings, Γραφικά, Streaming.. 58

59 Top 10 εντολές x86 59

60 Ο ειδικός καταχωρητής σημαιών (Status Register, SR) Ο μόνος που επιτρέπει πρόσβαση ανά bit. Ενημερώνεται μόνο από την ALU. Έχει bit για κρατούμενο, μηδενικό αποτέλεσμα, υπερχείλιση, αρνητικό κτλ. Οι εντολές σύγκρισης και διακλάδωσης χρησιμοποιούν τα bit αυτά. Για παράδειγμα αν στην εντολή cmp AL,BL ενεργοποιηθεί η σημαία ZF (zero flag) τότε η επόμενη εντολή je label3 θα είναι αληθής (je=jump if equal) και θα αλλάξει η ροή εκτέλεσης. 60

61 Οι τύποι δεδομένων της x86 και της ΙΑ32 Ακέραιοι Αριθμητικοί Τύποι δεδομένων (byte, word, double word). Μη προσημασμένοι και προσημασμένοι. Επιπρόσθετα ο IA32 υποστηρίζει πραγματικούς αριθμούς (float). Μη αριθμητικοί τύποι: Χαρακτήρες ASCII. Boolean bit. Επιπρόσθετα ο IA32 υποστηρίζει συμβολοσειρές. 61

62 Αναπαράσταση λογικών τιμών και χάρτες bit Μια λογική τιμή (boolean) έχει είτε τιμή 0 (FALSE) είτε 1 (TRUE). Αν και είναι ένα bit τοποθετείται σε 1 Byte επειδή οι επεξεργαστές υποστηρίζουν πρόσβαση άνα byte και όχι bit. Δλδ, το TRUE γράφεται Η μόνη περίπτωση όπου καταλαμβάνει 1 bit είναι στους χάρτες bit, όπου είναι δομές ειδικού τύπου. Χρησιμοποιούνται σε πολλές περιπτώσεις, όπως στην παρακολούθηση των ελεύθερων ενοτήτων (blocks) του σκληρού δίσκου. Το πρώτο bit π.χ. δείχνει αν είναι ελεύθερο το πρώτο block του δίσκου. 62

63 Κριτήρια σχεδιασμού μορφής εντολών ISA Δυνατότητα να προστίθενται νέες εντολές. Μελλοντική αξιοποίηση τεχνολογίας. Τρέχουσα τεχνολογία και εκτίμηση μελλοντικών δυνατοτήτων. Οι μικρές εντολές καλύτερες από τις μεγάλες (σε αριθμό bit): λιγότερο χώρο στη μνήμη, πιο εύκολη αποκωδικοποίηση, επικαλυπτόμενη εκτέλεση, καλύτερη εκμετάλλευση του εύρους ζώνης της μνήμης, πιο αποδοτική χρήση κρυφής μνήμης. Αριθμός εντολών που συνδέεται με τα bit του opcode. Αριθμός bit παραμέτρων διευθυνσιοδότησης. 63

64 Πώς υλοποιούνται οι ανάγκες για συμβιβασμό bit op-code και operands; Σε αρχιτεκτονικές με σταθερό μέγεθος machine code (π.χ. 32Bit) όσο μεγαλύτερο σε αρ.bit είναι το machine code, τόσο μικρότερη ευελιξία έχουμε στις παραμέτρους. Για να δημιουργήσουμε ευελιξία χρησιμοποιούμε τον επεκτεινόμενο κωδικό πράξης. Ομαδοποιούμε τα opcodes σε ομάδες με μεταβλητό μέγεθος bit (opcodes 4bit,8bit,12bit,16bit...). Αποφασίζουμε μια σειρά από bit που δείχνει ότι υπάρχει και επόμενα 4bit στον opcode (π.χ. 1111). Με αυτόν τον τρόπο οι εντολές είναι εντολές με 4bit opcode και τα υπόλοιπα στους παραμέτρους. Οι εντολές είναι εντολές με 8bit opcode και τα υπόλοιπα στους παραμέτρους κτλ. 64

65 Ο επεκτεινόμενος κωδικός πράξεων (1/2) Μας επιτρέπει ένα συμβιβασμό ανάμεσα στο χώρο των κωδικών πράξεων (opcodes) και στο χώρο των παραμέτρων (operands). Διατήρηση όλων των εντολών στο ίδιο μέγεθος. Ελαχιστοποιείται το μέγεθος της μέσης εντολής, με την επιλογή των μικρότερων κωδικών πράξεων για τις πιο συνηθισμένες εντολές. 65

66 Ο επεκτεινόμενος κωδικός πράξεων (2/2) 66

67 Μορφή Εντολών IA-32 67

68 Η δυσκολία αποκωδικοποίησης των εντολών x86 H x86 ISA έχει μεταβλητό μέγεθος machine code. Χρησιμοποιείται μια πολύ σύνθετη κωδικοποίηση στην οποία απαιτείται να γίνει πλήρης αποκωδικοποίηση όλου του machine code για να προσδιοριστεί τι είδους πράξη πρόκειται να εκτελεστεί και επομένως τι μήκος έχει η εντολή. 68

69 Οι διμελείς και μονομελείς πράξεις Μια διμελής πράξη σημαίνει ότι δέχεται δύο παραμέτρους. Για παράδειγμα η εντολή mov al,5 δέχεται τις παραμέτρους al και 5. Μια μονομελής πράξη δέχεται μια μόνο παράμετρο. Για παράδειγμα η εντολή αύξησης κατά 1 inc AL δέχεται μόνο την παράμετρο AL. Μια πράξη χωρίς παραμέτρους είναι εντολή επιστροφής συνάρτησης ret η οποία δε δέχεται παράμετρο. Στη x86 ISA δεν υπάρχουν πράξεις με άλλο αριθμό παραμέτρων (π.χ. 3 operands). 69

70 Δημιουργία μασκών bit με AND και OR Η AND χρησιμοποιείται για την εξαγωγή bit από λέξεις. Για να το πετύχουμε αυτό χρησιμοποιούμε μια μάσκα από 0 και 1. Όπου έχει 1 η μάσκα, θα εξαχθεί αυτό το bit. Για παράδειγμα, αν θέλουμε να εξάγουμε τα τέσσερα τελευταία bit θα χρησιμοποιήσουμε τη μάσκα Η OR χρησιμοποιείται για να εντάξουμε κάποια bit σε μια λέξη. Για να το πετύχουμε αυτό χρησιμοποιούμε μια μάσκα από 1 και 0. Όπου έχει 1 η μάσκα τότε στο αποτέλεσμα θα τοποθετηθεί 1 σε αυτό το σημείο. Για παράδειγμα, αν θέλουμε να τοποθετήσουμε στα τέσσερα τελευταία bit το ένα, θα χρησιμοποιήσουμε τη μάσκα

71 Ακολουθιακή ροή ελέγχου και διακλαδώσεις 71

72 Κλήσεις υπορουτίνων Με την κλήση υπορουτίνων αλλάζει η ροή εκτέλεσης. Τροποποιείται ο PC (CS:IP για x86). Εκτελείται ένα άλλο κομμάτι κώδικα. Μια συνάρτηση αν καλεί τον εαυτό της ονομάζεται 'αναδρομική'. 72

73 Σε αντίθεση με τις υπορουτίνες, κάθε φορά που καλείται η διαδικασία, συνεχίζει η εκτέλεση από το σημείο που είχε σταματήσει σε προηγούμενη εκτέλεση. Δημιουργείται ψευδοπαραλληλία. Απαιτείται software εξομοίωση για να επιτευχθεί. Συρρουτίνες 73

74 Υπερβαθμωτοί επεξεργαστές (super-scalar) 74

75 Υπερβαθμωτοί επεξεργαστές Ένας υπερβαθμωτός επεξεργαστής έχει πολλαπλές ροές εκτέλεσης. Υλοποιεί τον παραλληλισμό σε επίπεδο εντολής (instruction level parallelism). Έχει πολλαπλές λειτουργικές μονάδες (π.χ. ALU, shifters, Multiplier, FPU). Σύγκριση με την τεχνική της διασωλήνωσης: Η διασωλήνωση και η υπερβάθμωση είναι διαφορετικές τεχνικές. Οι υπερβαθμωτοί επεξεργαστές χρησιμοποιούν και την τεχνική της διασωλήνωσης. 75

76 Η λειτουργία των υπερβαθμωτών επεξεργαστών Υπάρχει μια ακολουθιακή ροή εντολών. Η CPU ελέγχει για εξαρτήσεις δεδομένων ανάμεσα στις εντολές κατά τη διάρκεια εκτέλεσης (run-time). Εντολές που δεν έχουν εξαρτήσεις δίνονται σε λειτουργικές μονάδες που εκείνη τη στιγμή δε χρησιμοποιούνται. Όλοι οι επεξεργαστές γενικού σκοπού από το 1998 και μετά είναι υπερβαθμωτοί. Ο πρώτος υπερβαθμωτός επεξεργαστής ήταν ο Pentium P5. 76

77 Οι πρώτοι υπερβαθμωτοί x86 επεξεργαστές Ο P5 Pentium, (nextgen) Nx586, P6 Pentium Pro, AMD K5 ήταν οι πρώτοι x86 υπερβαθμωτοί cpu. Αποκωδικοποιούσαν τις macro-code σε microcode εντολές πριν την εκτέλεση. Αυτό επέτρεψε: τη δυναμική χρονοδρομολόγηση. την αύξηση της παραλληλίας. την υποθετική εκτέλεση (speculative execution). επίτευξη ακόμη μεγαλύτερης συχνότητας ρολογιού. 77

78 Υπερβαθμωτοί Επεξεργαστές (1/2) Οι υπερβαθμωτοί επεξεργαστές στοχεύουν: στην ακρίβεια του διαμεταβιβαστή εντολών (instruction dispatcher) ώστε να μη παραβιάζονται οι εξαρτήσεις. στην όσο δυνατόν μεγαλύτερη χρησιμοποίηση των λειτουργικών μονάδων που διαθέτουν. Οι πρώτοι υπερβαθμωτοί cpu είχαν 2 ALU, 1FPU. Οι σύγχρονοι υπερβαθμωτοί cpu (π.χ. PowerPC 970-Apple) 4 ALU, 2 FPU, 2 SIMD cores. Επιτυγχάνουν εκτέλεση μεγαλύτερη από 1 εντολή ανά κύκλο μηχανής. 78

79 Υπερβαθμωτοί Επεξεργαστές (2/2) Υπάρχουν αρκετές τεχνολογίες που επιτυγχάνουν την παράλληλη εκτέλεση εντολών: Διασωλήνωση. Πολλαπλοί επεξεργαστές (σε διαφορετική συσκευασία). Πολλαπλοί πυρήνες (στην ίδια συσκευασία). Το πιο σημαντικό στοιχείο είναι ο διαμεταβιβαστής εντολών (instruction dispatcher) που διαβάζει τη ροή των εντολών και αποφασίζει άμεσα ποιες μπορούν να εκτελεστούν από ανενεργές μονάδες. Υπάρχει μια κοινή ροή εντολών για όλο το σύστημα. 79

80 Στοιχεία που μειώνουν τις επιδόσεις στου superscalar Τα παρακάτω στοιχεία μειώνουν τις επιδόσεις των υπερβαθμωτών επεξεργαστών: Ο βαθμός της παραλληλίας της ροής εντολών. Η πολυπλοκότητα και η χρονική επιβάρυνση του διαμεταβιβαστή εντολών. Η επεξεργασία εντολών στους βρόγχους (δηλαδή, ποια ροή να ακολουθήσει). Τα προγράμματα έχουν ποικίλους βαθμούς παραλληλίας επιπέδου εντολής. Παράδειγμα: a=b+c; d=e+f (υπάρχει παραλληλία). a=b+c; b=e+f (δεν υπάρχει παραλληλία). 80

81 Υπάρχουν προβλήματα με την αύξηση της παραλληλίας (1/2) Με την αύξηση της παραλληλίας, αυξάνεται εκθετικά το κόστος ελέγχου των εξαρτήσεων. Το πρόβλημα οξύνεται γιατί πρέπει οι αποφάσεις να λαμβάνονται κατά το χρόνο εκτέλεσης και στη συχνότητα λειτουργίας του υπολογιστή. Πρέπει να ληφθεί υπόψιν η χρονική και υλική επιβάρυνση του κυκλώματος του διαμεταβιβαστή εντολών (λογικές πύλες). Το υλικό κόστος έχει βρεθεί πως είναι nk, ενώ η καθυστέρηση k2logn (n αρ. εντολών ISA, k βαθμός παραλληλίας). 81

82 Υπάρχουν προβλήματα με την αύξηση της παραλληλίας (2/2) Το γεγονός ότι αυξάνεται η καθυστέρηση αναλόγως του βαθμού της παραλληλίας θέτει ένα φυσικό άνω όριο στο πόσες λειτουργικές μονάδες (ALU, FPU κ.α.) θα τοποθετηθούν πάνω στο ίδιο ολοκληρωμένο κύκλωμα. Για αυτό αν και υπάρχει τεχνολογική πρόοδος που το επιτρέπει, δεν τοποθετούνται πολλαπλές λειτουργικές μονάδες. Εκτός από τα παραπάνω αν υπάρχουν πολλαπλές εξαρτήσεις δεδομένων, τότε η υπερβαθμωτή εκτέλεση δε θα έχει οφέλη. 82

83 Μετά την υπερβαθμωτή εκτέλεση Λόγω των προβλημάτων της υπερβαθμωτής εκτέλεσης, δεν παρατηρείται πρόοδος σε αυτόν τον τομέα (δεν καταργείται ασφαλώς!). Οι τεχνικές που προστέθηκαν στη συνέχεια και χρησιμοποιήθηκαν: Πολύ μεγάλες λέξεις εντολών. (Very Long Instruction Word VLIW). Υπολογισμοί εντολών ρητής παραλληλίας. (explicit parallel instruction computing EPIC). Ταυτόγχρονη υπερ-νημάτωση. (simultaneous multithreading SMT). Πολυ-πύρηνα συστήματα (multicores). 83

84 Η αρχιτεκτονική IA-64 (Itanium 64bit) 84

85 Τα προβλήματα της αρχιτεκτονικής IA32 (1/2) Απαιτείται πολύ υλικό (transistor) για να μετατρέπονται οι CISC εντολές σε μικροεντολές RISC. Είναι προσανατολισμένη στη χρήση μνήμης. Οι διαρκείς αναφορές στη μνήμη μειώνουν τις επιδόσεις. Έχει μικρό σύνολο καταχωρητών. Τα αποτελέσματα πρέπει να απομακρύνονται από τους καταχωρητές. Δημιουργούνται εξαρτήσεις WAR, λόγω του μικρού αριθμού καταχωρητών. Υπάρχει πρόβλημα σε εκτέλεση εκτός σειράς. 85

86 Τα προβλήματα της αρχιτεκτονικής IA32 (2/2) Απαιτείται μεγάλη διοχέτευση, που σημαίνει ότι απαιτείται μεγάλη και ακριβή πρόγνωση διακλαδώσεων. Απαιτείται εικαζόμενη εκτέλεση για να αποφεύγεται η καθυστέρηση από τις λανθασμένες προγνώσεις. Διευθυνσιοδοτούνται μόνο 4GB μνήμης. 86

87 Η ΙΑ64 (2001) προτάθηκε για να λύσει τα προβλήματα της x86 (1/2) RISC 64bit. 2 καταστάσεις λειτουργίας. 64 γενικοί καταχωρητές. Όλες οι εντολές σταθερή μορφή. Πολλές διαθέσιμες λειτουργικές μονάδες. Δέσμη σχετικών εντολών (ομαδοποίηση ανά 3). Ο μεταφραστής καθορίζει την ομάδα που μπορεί να εκτελεστεί παράλληλα. 87

88 Η ΙΑ64 (2001) προτάθηκε για να λύσει τα προβλήματα της x86 (2/2) EPIC (explicitly parallel instruction computing). Υπολογιστική ρητής παραλληλίας εντολών. Απλούστερο υλικό: περισσότερα transistor διαθέσιμα π.χ. για cache. Χαμηλότερη κατανάλωση ενέργειας. Χρήση της κατηγορηματοποίησης (predication execution). Χρήση της εικαζόμενης φόρτωσης (speculative load). 88

89 Μια τεχνική επίτευξης καλύτερων αποδόσεων είναι η κατηγορηματική εκτέλεση (predicate execution) Οι περισσότερες αρχιτεκτονικές όταν συναντήσουν μια εντολή την εκτελούν. Μπορούμε να προσθέσουμε εντολές εκτέλεσης υπό συνθήκη (με κατηγορηματοποίηση-predicate). Εξαλείφονται πολλές διακλαδώσεις υπό συνθήκη. Για παράδειγμα: Στο (c) τo R3 θα αντιγραφεί στο R2, αν R1=0. Επιτρέπει τη χρήση τεχνικών αύξησης της απόδοσης (π.χ. διασωλήνωση), χωρίς προβλήματα. 89

90 Η τεχνική speculative load Χρήση των εντολών μεταφοράς από τη μνήμη σε καταχωρητή πιο πριν από το σημείο που βρίσκονται. Κρύβεται η καθυστέρηση της μεταφοράς από την εξωτερική μνήμη. Στο σημείο που απαιτούνται τα δεδομένα, τοποθετείται η εντολή CHECK. Αν δεν έχουν έρθει τα δεδομένα, τότε μόνο υπάρχει στάση (stall). Αν έρθουν κάποια δεδομένα πιο πριν, αλλά είναι άκυρα (γιατί σε επόμενη περίοδο τροποποιηθούν στην εξωτερική μνήμη) τότε ενεργοποιείται το bit άκυρου περιεχομένου στον καταχωρητή. 90

91 Τελικά το Itanium δε φαίνεται να έχει μέλλον... (1/2) Itanium or Itanic is like Titanic in proccesors. This continues to be one of the great fiascos of the last 50 The entire industry just took Intel at its word that Itanium would work as advertised in a PowerPoint presentation. Η έντονη διαφήμιση στο 1997 είχε ως συνέπεια να σταματήσει η έρευνα σε πολύ καινοτόμες αρχιτεκτονικές όπως MIPS, DEC. 91

92 Τελικά το Itanium δε φαίνεται να έχει μέλλον... (2/2) H Intel υποσχέθηκε ότι το IA64 θα μας πήγαινε σε ένα άλλο επίπεδο... μας πήγε πράγματι... ΣΤΟ υπόγειο!. "The Itanium approach... was supposed to be so terrific until it turned out that the wished-for compilers were basically impossible to write. Εκτελεί μόνο Itanium HP-UX (προωθούνται κατά 95% από HP). H AMD πρόσφερε το x86-64 που πρόσφερε 64bit στην αρχιτεκτονική x86. Υιοθετήθηκε από τη Microsoft και η Intel αναγκάστηκε να το χρησιμοποιήσει. 92

93 Επεξεργαστές Itanium Σύγκριση με Intel I7 Core i7-980x x86-64: Die Size: 239 mm², Transistor Count: 1,170 billion, Frequency 3,33Ghz, 6 cores, L3 Cache 12MB, Manufacturing Process: 32nm. 93

94 Η αρχιτεκτονική VLIW (1/2) VLIW = Very Large Instruction Word. Αρχιτεκτονική που εκμεταλλεύεται την παραλληλία εντολών. Διαφορετική από διασωλήνωση, υπερβάθμωση. Στη VLIW η παραλληλία ορίζεται κατά το χρόνο συμβολομετάφρασης (από τον compiler ή το χρήστη). Ο επεξεργαστής δε χρειάζεται το επιπρόσθετο υλικό ανίχνευσης εξαρτήσεων και χρονοδρομολόγησης για εκτέλεση εκτός σειράς ή υπερβαθμωτή εκτέλεση. Απαιτείται περισσότερη πολυπλοκότητα στο compiler παρά στο hardware. Ο αριθμός των λειτουργικών μονάδων (alu, fpu...) είναι φανερός στο συμβολομεταφραστή, αφού πρέπει να ξέρει τι έχει στη διάθεσή του. 94

95 Η αρχιτεκτονική VLIW (2/2) Υπάρχουν πολλαπλά ταυτόχρονα opcodes στο Machine Code για παραπάνω από μια λειτουργίες. Π.χ. Αν έχουμε 5 μονάδες εκτέλεσης, τότε κάθε machine code θα έχει 5 opcodes για κάθε μια μονάδα. Δεν υπάρχει συμβατότητα προς τα πίσω, αφού νέοι επεξεργαστές είχαν νέες επιπρόσθετες μονάδες. Κάποιοι κατασκευαστές χρησιμοποιούν μετατροπείς binary-to-binary. Το machine code συνήθως έχει μέγεθος από 64bit. Μειονέκτημα: Αν οι άλλες μονάδες δεν έχουν κάτι να εκτελέσουν τότε εκτελούν NOP (No Operation). Δε χρησιμοποιείται για general computing (είναι δύσχρηστο), αφού υπάρχει διαθεσιμότητα εκατομμυρίων τρανζιστορ onchip για το ειδικό hardware. Παραδείγματα: TriMedia, TI C6000 DSP, ST2000, ATI RADEON R

96 Παράδειγμα VLIW (ΤΙ 6XC CPU) Κάθε γραμμή 256 bit. 32 bit registers. Κάθε γραμμή έχει 8 εντολές των 32bit που κατανέμονται σε 2 διαδρομές δεδομένων. 2 ALUs (fixed point). 4 ALUs (fixed/floating). 2 MULs (fixed/floating). Έτσι σε κάθε γραμμή κώδικα υπάρχουν 8 εντολές: ALU1 ALU2 ALU3 ALU4 ALU5 ALU6 ALU7 ALU

97 Διαφορές και ομοιότητες superscalar / EPIC Και στις δύο τεχνικές υποστηρίζεται παράλληλη εκτέλεση σε πολλαπλές λειτουργικές μονάδες. EPIC: Η παραλληλία εντολών καθορίζεται κατά το χρόνο μετάφρασης από το compiler. Οι εξαρτήσεις δεδομένων καθορίζονται από το compiler. Οδηγεί σε απλούστερο υλικό. Υλοποιεί την τεχνική VLIW. Superscalar: Η παραλληλία εντολών καθορίζεται από το υλικό (επεξεργαστή). Απαιτείται πολύ πιο σύνθετο υλικό (αυξημένος αριθμός transistor). Οι εξαρτήσεις δεδομένων καθορίζονται από το υλικό. 97

98 Τέλος Ενότητας 98

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής & Τηλεπικοινωνιών Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Ενότητα 4: Απόδοση & Επιτάχυνση. Νόμος του Amdahl. Συστοιχία καταχωρητών. Υπερβαθμωτοί επεξεργαστές. VLIW. IA64. Δρ. Μηνάς Δασυγένης

Διαβάστε περισσότερα

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής & Τηλεπικοινωνιών Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Ενότητα 7: Αποκωδικοποίηση Εντολής x86 Δρ. Μηνάς Δασυγένης mdasyg@ieee.org Εργαστήριο Ψηφιακών Συστημάτων και Αρχιτεκτονικής Υπολογιστών

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

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

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Πανεπιστήμιο Δυτικής Μακεδονίας Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής & Τηλεπικοινωνιών Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Ενότητα 5: Εντολές αλλαγής ροής. Διακλάδωση χωρίς συνθήκη. Διακλάδωση με συνθήκη. Δρ. Μηνάς Δασυγένης

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

Εισαγωγή στην Επιστήμη των Υπολογιστών

Εισαγωγή στην Επιστήμη των Υπολογιστών Εισαγωγή στην Επιστήμη των Υπολογιστών Ενότητα 3: Χειρισμός δεδομένων, 2ΔΩ Τμήμα: Αγροτικής Οικονομίας & Ανάπτυξης Διδάσκων: Θεόδωρος Τσιλιγκιρίδης Μαθησιακοί Στόχοι Η Ενότητα 3 διαπραγματεύεται θέματα

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

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 Ασκήσεις Εργαστηρίου

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Ασκήσεις Εργαστηρίου Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Ασκήσεις Εργαστηρίου Ενότητα: ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ Νο 07 Δρ. Μηνάς Δασυγένης mdasyg@ieee.org Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών Εργαστήριο Ψηφιακών Συστημάτων και

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

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

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής & Τηλεπικοινωνιών Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Ενότητα 2: Καταχωρητές, HelloWorld σε 8086, emu8086 emulator Δρ. Μηνάς Δασυγένης mdasyg@ieee.org Εργαστήριο Ψηφιακών Συστημάτων

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

; 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

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

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Πανεπιστήμιο Δυτικής Μακεδονίας Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής & Τηλεπικοινωνιών Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Ενότητα 3: Καταχωρητές, Τμήματα, Διευθυνσιοδότηση Μνήμης, SEGMENT, MOV, ADD, SUB, INT, TITLE, LEA

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

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

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

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

Οργάνωση Υπολογιστών ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ. Εργαστήριο 10: Επίδοση Επεξεργαστών, CPI. Μανόλης Γ.Η. Κατεβαίνης

Οργάνωση Υπολογιστών ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ. Εργαστήριο 10: Επίδοση Επεξεργαστών, CPI. Μανόλης Γ.Η. Κατεβαίνης ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ Οργάνωση Υπολογιστών Εργαστήριο 10: Επίδοση Επεξεργαστών, CPI Μανόλης Γ.Η. Κατεβαίνης Τμήμα Επιστήμης Υπολογιστών Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται

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

Εισαγωγή στην Πληροφορική

Εισαγωγή στην Πληροφορική Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Ιονίων Νήσων Εισαγωγή στην Πληροφορική Ενότητα 8: Λειτουργικά Συστήματα Το περιεχόμενο του μαθήματος διατίθεται με άδεια Creative Commons εκτός και αν αναφέρεται διαφορετικά

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

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Ασκήσεις Εργαστηρίου

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Ασκήσεις Εργαστηρίου Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Ασκήσεις Εργαστηρίου Ενότητα: ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ No 05 Δρ. Μηνάς Δασυγένης mdasyg@ieee.org Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών Εργαστήριο Ψηφιακών Συστημάτων και

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

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

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

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

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής & Τηλεπικοινωνιών Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Ενότητα 10: Πέρασμα Παραμέτρων σε Διαδικασίες. Δρ. Μηνάς Δασυγένης mdasyg@ieee.org Εργαστήριο Ψηφιακών Συστημάτων και Αρχιτεκτονικής

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

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

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής & Τηλεπικοινωνιών Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Ενότητα 7: Πρόγνωση διακλαδώσεων. Εξαρτήσεις και εκτέλεση εκτός σειράς. Δρ. Μηνάς Δασυγένης mdasyg@ieee.org Εργαστήριο Ψηφιακών

Διαβάστε περισσότερα

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Πανεπιστήμιο Δυτικής Μακεδονίας Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής & Τηλεπικοινωνιών Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Ενότητα 6: inc, dec, loop, jcxz, dup, displacement Δρ. Μηνάς Δασυγένης mdasyg@ieee.org Εργαστήριο

Διαβάστε περισσότερα

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής & Τηλεπικοινωνιών Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Ενότητα 5: Datapath x86. Παράδειγμα λειτουργίας υποθετικής αρχιτεκτονικής TOY86 Δρ. Μηνάς Δασυγένης mdasyg@ieee.org Εργαστήριο Ψηφιακών

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

Τελική Εξέταση, Απαντήσεις/Λύσεις

Τελική Εξέταση, Απαντήσεις/Λύσεις ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΥΠΡΟΥ Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών (ΗΜΜΥ) HMΜY 212 Οργάνωση Η/Υ και Μικροεπεξεργαστές Εαρινό Εξάμηνο, 2007 Τελική Εξέταση, Απαντήσεις/Λύσεις Άσκηση 1: Assembly για

Διαβάστε περισσότερα

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής & Τηλεπικοινωνιών Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Ενότητα 6: Διασωλήνωση Δρ. Μηνάς Δασυγένης mdasyg@ieee.org Εργαστήριο Ψηφιακών Συστημάτων και Αρχιτεκτονικής Υπολογιστών http://arch.icte.uowm.gr/mdasyg

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

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Ασκήσεις Εργαστηρίου

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Ασκήσεις Εργαστηρίου Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Ασκήσεις Εργαστηρίου Ενότητα: ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ Νο 04 Δρ. Μηνάς Δασυγένης mdasyg@ieee.org Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών Εργαστήριο Ψηφιακών Συστημάτων και

Διαβάστε περισσότερα

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής & Τηλεπικοινωνιών Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Ενότητα 5: Datapath x86. Παράδειγμα λειτουργίας υποθετικής αρχιτεκτονικής TOY86 Δρ. Μηνάς Δασυγένης mdasyg@ieee.org Εργαστήριο Ψηφιακών

Διαβάστε περισσότερα

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Πανεπιστήμιο Δυτικής Μακεδονίας Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής & Τηλεπικοινωνιών Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Ενότητα 4: Πολλαπλασιασμός (MUL,IMUL). Διαίρεση (DIV,IDIV). Εμφάνιση αλφαριθμητικού. Εμφάνιση χαρακτήρα.

Διαβάστε περισσότερα

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής & Τηλεπικοινωνιών Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Ενότητα 6: Διαδικασίες, Σωρός, Διαφανείς συναρτήσεις Δρ. Μηνάς Δασυγένης mdasyg@ieee.org Εργαστήριο Ψηφιακών Συστημάτων και Αρχιτεκτονικής

Διαβάστε περισσότερα

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Ασκήσεις Εργαστηρίου

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Ασκήσεις Εργαστηρίου Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Ασκήσεις Εργαστηρίου Ενότητα: ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ Νο 06 Δρ. Μηνάς Δασυγένης mdasyg@ieee.org Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών Εργαστήριο Ψηφιακών Συστημάτων και

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

ΗΥ 232 Οργάνωση και Σχεδίαση Υπολογιστών. Intel x86 ISA. Νίκος Μπέλλας Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών ΗΥ

ΗΥ 232 Οργάνωση και Σχεδίαση Υπολογιστών. Intel x86 ISA. Νίκος Μπέλλας Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών ΗΥ ΗΥ 232 Οργάνωση και Σχεδίαση Υπολογιστών Intel x86 ISA Νίκος Μπέλλας Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών ΗΥ RISC vs. CISC Η assembly των επεξεργαστών ARM, SPARC (Sun), και Power (IBM) είναι όμοιες

Διαβάστε περισσότερα

Πληροφορική Ι. Μάθημα 6 ο Εκτέλεση πράξεων, Αρχιτεκτονική Η/Υ. Τμήμα Χρηματοοικονομικής & Ελεγκτικής ΤΕΙ Ηπείρου Παράρτημα Πρέβεζας

Πληροφορική Ι. Μάθημα 6 ο Εκτέλεση πράξεων, Αρχιτεκτονική Η/Υ. Τμήμα Χρηματοοικονομικής & Ελεγκτικής ΤΕΙ Ηπείρου Παράρτημα Πρέβεζας Τμήμα Χρηματοοικονομικής & Ελεγκτικής ΤΕΙ Ηπείρου Παράρτημα Πρέβεζας Πληροφορική Ι Μάθημα 6 ο Εκτέλεση πράξεων, Αρχιτεκτονική Η/Υ Δρ. Γκόγκος Χρήστος Εκτέλεση προγραμμάτων Πρόγραμμα: Ένα σύνολο από εντολές.

Διαβάστε περισσότερα

Αρχιτεκτονική Επεξεργαστών Ψ.Ε.Σ

Αρχιτεκτονική Επεξεργαστών Ψ.Ε.Σ ΕΣ 08 Επεξεργαστές Ψηφιακών Σηµάτων Αρχιτεκτονική Επεξεργαστών Ψ.Ε.Σ Βιβλιογραφία Ενότητας Kehtarnavaz [2005]: Chapter 3 Kuo [2005]: Chapters 1 & 4-5 Lapsley [2002]: Chapter 4 Hayes [2000]: Κεφάλαιo 8

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

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Ασκήσεις Εργαστηρίου

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Ασκήσεις Εργαστηρίου Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Ασκήσεις Εργαστηρίου Ενότητα: ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ Νο 03 Δρ. Μηνάς Δασυγένης mdasyg@ieee.org Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών Εργαστήριο Ψηφιακών Συστημάτων και

Διαβάστε περισσότερα

ΘΕΜΑ PROJECT COMPILER FLAGS ΤΡΑΧΑΝΗΣ ΔΗΜΗΤΡΗΣ 6108 ΤΡΑΧΑΝΗΣ ΓΕΩΡΓΙΟΣ 5789

ΘΕΜΑ PROJECT COMPILER FLAGS ΤΡΑΧΑΝΗΣ ΔΗΜΗΤΡΗΣ 6108 ΤΡΑΧΑΝΗΣ ΓΕΩΡΓΙΟΣ 5789 ΘΕΜΑ PROJECT COMPILER FLAGS ΤΡΑΧΑΝΗΣ ΔΗΜΗΤΡΗΣ 6108 ΤΡΑΧΑΝΗΣ ΓΕΩΡΓΙΟΣ 5789 Γενικά Οι compilers προσφέρουν μία σειρά από τεχνικές βελτιστοποίησης Στόχοι: Αύξηση ταχύτητας εκτέλεσης Μείωση μεγέθους Εφικτές

Διαβάστε περισσότερα

ΟΜΑΔΕΣ ΕΝΤΟΛΩΝ: ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΚΑΙ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΕΣ

ΟΜΑΔΕΣ ΕΝΤΟΛΩΝ: ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΚΑΙ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΕΣ ΟΜΑΔΕΣ ΕΝΤΟΛΩΝ: ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΚΑΙ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΕΣ 1. Εισαγωγή Η λειτουργία της CPU καθορίζεται από τις εντολές που εκτελεί, και που ονομάζονται εντολές μηχανής (machine instructions) ή εντολές υπολογιστή (computer

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

Χρονισμός και Απόδοση Υπολογιστικών Συστημάτων

Χρονισμός και Απόδοση Υπολογιστικών Συστημάτων ΗΥ 232 Οργάνωση και στον Σχεδίαση Η/Y Διάλεξη 7 Χρονισμός και Απόδοση Υπολογιστικών Συστημάτων Νίκος Μπέλλας Τμήμα Μηχανικών Η/Υ, Τηλεπικοινωνιών και Δικτύων 1 Τι σημαίνει απόδοση; Αεροσκάφος NYC to Paris

Διαβάστε περισσότερα

Μικροεπεξεργαστές - Μικροελεγκτές Ψηφιακά Συστήματα

Μικροεπεξεργαστές - Μικροελεγκτές Ψηφιακά Συστήματα Μικροεπεξεργαστές - Μικροελεγκτές Ψηφιακά Συστήματα 1. Ποια είναι η σχέση της έννοιας του μικροεπεξεργαστή με αυτή του μικροελεγκτή; Α. Ο μικροεπεξεργαστής εμπεριέχει τουλάχιστο έναν μικροελεγκτή. Β. Ο

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

Στοιχεία από Assembly Γιώργος Μανής

Στοιχεία από Assembly Γιώργος Μανής Στοιχεία από Assembly 8086 Γιώργος Μανής Καταχωρητές καταχωρητές γενικής φύσης καταχωρητές δείκτες καταχωρητές αναφοράς καταχωρητές τµηµάτων ειδικοί καταχωρητές Καταχωρητές γενικής φύσης 16 bit ax, bx,

Διαβάστε περισσότερα

Αρχιτεκτονική υπολογιστών

Αρχιτεκτονική υπολογιστών 1 Ελληνική Δημοκρατία Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Αρχιτεκτονική υπολογιστών Ενότητα 11 : Δομή και Λειτουργία της CPU 1/2 Φώτης Βαρζιώτης 2 Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής

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

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

Εισαγωγή στην πληροφορική

Εισαγωγή στην πληροφορική Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής & Τηλεπικοινωνιών Εισαγωγή στην πληροφορική Ενότητα 4: Ψηφιακή Λογική, Άλγεβρα Boole, Πίνακες Αλήθειας (Μέρος B) Αγγελίδης Παντελής Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών

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

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής & Τηλεπικοινωνιών Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Ενότητα 6: Διασωλήνωση Δρ. Μηνάς Δασυγένης mdasyg@ieee.org Εργαστήριο Ψηφιακών Συστημάτων και Αρχιτεκτονικής Υπολογιστών http://arch.icte.uowm.gr/mdasyg

Διαβάστε περισσότερα

Υπολογιστές Ι. Άδειες Χρήσης. Εισαγωγή. Διδάσκοντες: Αν. Καθ. Δ. Παπαγεωργίου, Αν. Καθ. Ε. Λοιδωρίκης

Υπολογιστές Ι. Άδειες Χρήσης. Εισαγωγή. Διδάσκοντες: Αν. Καθ. Δ. Παπαγεωργίου, Αν. Καθ. Ε. Λοιδωρίκης ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ Άδειες Χρήσης Υπολογιστές Ι Εισαγωγή Διδάσκοντες: Αν. Καθ. Δ. Παπαγεωργίου, Αν. Καθ. Ε. Λοιδωρίκης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης

Διαβάστε περισσότερα

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής & Τηλεπικοινωνιών Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Ενότητα 9: Διευθυνσιοδότηση Μνήμης στο 8086 Δρ. Μηνάς Δασυγένης mdasyg@ieee.org Εργαστήριο Ψηφιακών Συστημάτων και Αρχιτεκτονικής

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

Μικροεπεξεργαστές. Σημειώσεις Μαθήματος Υπεύθυνος: Δρ Άρης Παπακώστας,

Μικροεπεξεργαστές. Σημειώσεις Μαθήματος Υπεύθυνος: Δρ Άρης Παπακώστας, Μικροεπεξεργαστές Σημειώσεις Μαθήματος 2013-14 Υπεύθυνος: Δρ Άρης Παπακώστας, Η γλώσσα assembly είναι μια γλώσσα προγραμματισμού χαμηλού επιπέδου για συγκεκριμένους υπολογιστές ή άλλη προγραμματιζόμενη

Διαβάστε περισσότερα

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Εργαστήριο

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Εργαστήριο Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Εργαστήριο Ενότητα: ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ ΑΠΟΣΦΑΛΜΑΤΩΣΗΣ Δρ. Μηνάς Δασυγένης mdasyg@ieee.org Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών Εργαστήριο Ψηφιακών Συστημάτων και Αρχιτεκτονικής

Διαβάστε περισσότερα

Ελληνική Δημοκρατία Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Ηπείρου. Πληροφορική Ι. Ενότητα 6 : Εκτέλεση πράξεων, Αρχιτεκτονική Η/Υ. Δρ.

Ελληνική Δημοκρατία Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Ηπείρου. Πληροφορική Ι. Ενότητα 6 : Εκτέλεση πράξεων, Αρχιτεκτονική Η/Υ. Δρ. 1 Ελληνική Δημοκρατία Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πληροφορική Ι Ενότητα 6 : Εκτέλεση πράξεων, Αρχιτεκτονική Η/Υ Δρ. Γκόγκος Χρήστος 2 Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Τμήμα Χρηματοοικονομικής &

Διαβάστε περισσότερα

Δομημένος Προγραμματισμός

Δομημένος Προγραμματισμός ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα Δομημένος Προγραμματισμός Ενότητα: Εισαγωγή στη C θεωρία Δ. Ε. Μετάφας Τμ. Ηλεκτρονικών Μηχ. Τ.Ε. Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό

Διαβάστε περισσότερα

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής & Τηλεπικοινωνιών Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Ενότητα 10: Ιεραρχία Μνήμης. Δρ. Μηνάς Δασυγένης mdasyg@ieee.org Εργαστήριο Ψηφιακών Συστημάτων και Αρχιτεκτονικής Υπολογιστών http://arch.icte.uowm.gr/mdasyg

Διαβάστε περισσότερα

ΕΙΔΙΚΟΤΗΤΑ: ΤΕΧΝΙΚΟΣ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΜΑΘΗΜΑ: ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ

ΕΙΔΙΚΟΤΗΤΑ: ΤΕΧΝΙΚΟΣ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΜΑΘΗΜΑ: ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ ΕΙΔΙΚΟΤΗΤΑ: ΤΕΧΝΙΚΟΣ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΜΑΘΗΜΑ: ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ (Τμήματα Υπολογιστή) ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΗΣ:ΠΟΖΟΥΚΙΔΗΣ ΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΟΣ ΤΜΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΟΥ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΗ Κάθε ηλεκτρονικός υπολογιστής αποτελείται

Διαβάστε περισσότερα

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής & Τηλεπικοινωνιών Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Ενότητα 7: Πρόγνωση διακλαδώσεων. Εξαρτήσεις και εκτέλεση εκτός σειράς. Δρ. Μηνάς Δασυγένης mdasyg@ieee.org Εργαστήριο Ψηφιακών

Διαβάστε περισσότερα

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής & Τηλεπικοινωνιών Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Ενότητα 13: (Μέρος Γ ) Συστήματα Παράλληλης & Κατανεμημένης Επεξεργασίας Δρ. Μηνάς Δασυγένης mdasyg@ieee.org Εργαστήριο Ψηφιακών

Διαβάστε περισσότερα

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής & Τηλεπικοινωνιών Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Ενότητα 8: Ολισθήσεις Περιστροφές Δρ. Μηνάς Δασυγένης mdasyg@ieee.org Εργαστήριο Ψηφιακών Συστημάτων και Αρχιτεκτονικής Υπολογιστών

Διαβάστε περισσότερα

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα. Αρχιτεκτονική-Ι. Ενότητα 1: Εισαγωγή στην Αρχιτεκτονική -Ι

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα. Αρχιτεκτονική-Ι. Ενότητα 1: Εισαγωγή στην Αρχιτεκτονική -Ι ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα Αρχιτεκτονική-Ι Ενότητα 1: Εισαγωγή στην Αρχιτεκτονική -Ι Ιωάννης Έλληνας Τμήμα Η/ΥΣ Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό

Διαβάστε περισσότερα

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗΣ Η/Υ

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗΣ Η/Υ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗΣ Η/Υ 4 ο Εξάμηνο Μαδεμλής Ιωάννης MSc Ηλεκτρονικός Φυσικός Αντικείμενο: ΠΡΟΦΙΛ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ Προγραμματισμός σε γλώσσα Assembly Σκοπός: Γνώση της assembly από τους απόφοιτους του τμήματος

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

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

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

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

ΕΣ 08 Επεξεργαστές Ψηφιακών Σηµάτων. Βιβλιογραφία Ενότητας

ΕΣ 08 Επεξεργαστές Ψηφιακών Σηµάτων. Βιβλιογραφία Ενότητας ΕΣ 08 Επεξεργαστές Ψηφιακών Σηµάτων Βελτιστοποίηση κώδικα σε επεξεργαστές ΨΕΣ Τµήµα Επιστήµη και Τεχνολογίας Τηλεπικοινωνιών Πανεπιστήµιο Πελοποννήσου Βιβλιογραφία Ενότητας Kehtarnavaz [2005]: Chapter

Διαβάστε περισσότερα

Μία μέθοδος προσομοίωσης ψηφιακών κυκλωμάτων Εξελικτικής Υπολογιστικής

Μία μέθοδος προσομοίωσης ψηφιακών κυκλωμάτων Εξελικτικής Υπολογιστικής Μία μέθοδος προσομοίωσης ψηφιακών κυκλωμάτων Εξελικτικής Υπολογιστικής Βασισμένο σε μια εργασία των Καζαρλή, Καλόμοιρου, Μαστοροκώστα, Μπαλουκτσή, Καλαϊτζή, Βαλαή, Πετρίδη Εισαγωγή Η Εξελικτική Υπολογιστική

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

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2008

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2008 ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2008 Τεχνολογία Ι Θεωρητικής Κατεύθυνσης Τεχνικών Σχολών Μάθημα : Μικροϋπολογιστές

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

Εντολές γλώσσας μηχανής

Εντολές γλώσσας μηχανής Εντολές γλώσσας μηχανής Στον υπολογιστή MIPS η εντολή πρόσθεσε τα περιεχόμενα των καταχωρητών 17 και 20 και τοποθέτησε το αποτέλεσμα στον καταχωρητή 9 έχει την μορφή: 00000010001101000100100000100000 Πεδία

Διαβάστε περισσότερα

Εισαγωγή στην Πληροφορική & τον Προγραμματισμό

Εισαγωγή στην Πληροφορική & τον Προγραμματισμό ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα Εισαγωγή στην Πληροφορική & τον Προγραμματισμό Ενότητα 3 η : Κωδικοποίηση & Παράσταση Δεδομένων Ι. Ψαρομήλιγκος Χ. Κυτάγιας Τμήμα

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

Σημειώσεις για τον 80x86

Σημειώσεις για τον 80x86 Σημειώσεις για τον 80x86 Τι είναι η διεύθυνση; 16bits 0000h 0001h 0002h 8bits 20h 32h 30h Η μνήμη ενός μικροϋπολογιστικού συστήματος χωρίζεται σε μικρά τμήματα του ενός byte FFFEh 30h 2 16 =65,536 bytes

Διαβάστε περισσότερα

Συστήματα Παράλληλης και Κατανεμημένης Επεξεργασίας

Συστήματα Παράλληλης και Κατανεμημένης Επεξεργασίας Συστήματα Παράλληλης και Κατανεμημένης Επεξεργασίας Ενότητα: Μέτρηση χρόνου τοίχου κατά POSIX Δρ. Μηνάς Δασυγένης mdasyg@ieee.org Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών Εργαστήριο Ψηφιακών Συστημάτων

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

Προχωρηµένα Θέµατα Αρχιτεκτονικής

Προχωρηµένα Θέµατα Αρχιτεκτονικής Προχωρηµένα Θέµατα Αρχιτεκτονικής Μάθηµα 2 ο : Instruction Set Principles and Examples Μάθηµα 2 ο Προχωρηµένα Θέµατα Αρχιτεκτονικής 1 Σχεδιασµός Συνόλου Εντολών Θέµατα που θα συζητηθούν ιαφορετικές επιλογές

Διαβάστε περισσότερα

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα. Αρχιτεκτονική-ΙI. Ενότητα 5 : Αρχιτεκτονική ΙΑ-32

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα. Αρχιτεκτονική-ΙI. Ενότητα 5 : Αρχιτεκτονική ΙΑ-32 ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα Αρχιτεκτονική-ΙI Ενότητα 5 : Αρχιτεκτονική ΙΑ-32 Ιωάννης Έλληνας Τμήμα Η/ΥΣ Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται

Διαβάστε περισσότερα

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Ασκήσεις Εργαστηρίου

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Ασκήσεις Εργαστηρίου Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Ασκήσεις Εργαστηρίου Ενότητα: ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΕΣ ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ No11 Δρ. Μηνάς Δασυγένης mdasyg@ieee.org Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών Εργαστήριο Ψηφιακών Συστημάτων

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

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

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

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