Προχωρημένα Θέματα–Αρχιτεκτονικής Υπολογιστών

Σύντομη περιγραφή

Το μάθημα εστιάζει σε πιο “βαθιά” θέματα αρχιτεκτονικής CPU και μνήμης: σχεδίαση datapath/control (μονοκύκλος & πολυκύκλος), κρυφές μνήμες και ιδεατή μνήμη, καθώς και τεχνικές αύξησης απόδοσης όπως pipelining και superscalar/VLIW. Παράλληλα, καλύπτονται σύγχρονες προσεγγίσεις όπως πολυνημάτωση και πολυπύρηνα συστήματα. Δίνεται έμφαση στο πώς οι εξαρτήσεις (hazards) και οι μηχανισμοί χρονοπρογραμματισμού επηρεάζουν την πραγματική απόδοση, και πώς σχεδιάζονται λύσεις ώστε ο επεξεργαστής να αξιοποιεί καλύτερα τους πόρους του. Έτσι “δένει” η θεωρία της αρχιτεκτονικής με το τι βλέπουμε στην πράξη σε σύγχρονους υπολογιστές.

Tip – Τι χρειάζεται προσοχή

• Memory hierarchy: cache/virtual memory και οι βασικές “ανταλλαγές” (latency, locality, hit/miss, mapping) που καθορίζουν την πραγματική απόδοση.
• Pipeline & hazards: να ξεχωρίζονται καθαρά οι δομικές, δεδομένων και διαδικασιακές εξαρτήσεις και πώς επηρεάζουν IPC/throughput.

Τι κερδίζεις από αυτό το μάθημα

• Καλύτερη κατανόηση σύγχρονων CPUs: πολυπύρηνα/πολυνηματικά, superscalar και μηχανισμοί εκτέλεσης που συναντώνται σε πραγματικά συστήματα.
• Πιο καθαρή εικόνα για το “γιατί” της απόδοσης: τι πραγματικά κοστίζει σε κύκλους/καθυστερήσεις και πώς το αντιμετωπίζει η αρχιτεκτονική.