Název:

Architektura procesorů

Zkratka:ACH
Ak.rok:2009/2010
Semestr:zimní
Studijní plán:
ProgramObor/
specializace
RočníkPovinnost
IT-MGR-2MBI-volitelný
IT-MGR-2MBS-povinně volitelný - skupina C
IT-MGR-2MGM2.volitelný
IT-MGR-2MGM.2.volitelný
IT-MGR-2MIN-volitelný
IT-MGR-2MIN.-volitelný
IT-MGR-2MIS-volitelný
IT-MGR-2MIS.-volitelný
IT-MGR-2MMI1.povinně volitelný - skupina C
IT-MGR-2MMM-volitelný
IT-MGR-2MPS2.povinný
IT-MGR-2MPV2.povinný
IT-MGR-2MSK-volitelný
Vyučovací jazyk:čeština
Kredity:5 kreditů
Ukončení:zápočet+zkouška (písemná)
Výuka:
hod./sempřednáškasem./cvič.lab. cvič.poč. cvič.jiná
Rozsah:3900013
 zkouškatestycvičenílaboratořeostatní
Body:60100030
Garant:Dvořák Václav, prof. Ing., DrSc. (UPSY)
Přednášející:Drábek Vladimír, doc. Ing., CSc. (UPSY)
Dvořák Václav, prof. Ing., DrSc. (UPSY)
Fakulta:Fakulta informačních technologií VUT v Brně
Pracoviště:Ústav počítačových systémů FIT VUT v Brně
Navazující:
Grafické a multimediální procesory (GMU), UPSY
Návrh externích adaptérů a vestavěných systémů (NAV), UPSY
 
Cíle předmětu:
  Seznámit se s architekturou nejnovějších procesorů pracujících s paralelismem na úrovni instrukcí či vláken. Ujasnit si úlohu překladače a jeho spolupráci s procesorem. Získat schopnost orientovat se v nabídce mikroprocesorů, dovést je hodnotit a porovnávat. Dále se seznámit s architekturou grafických, signálových  a multimediálních procesorů. Zvládnout základní principy snižování příkonu procesorů, komprese textur, mapovacích algoritmů pro multiprocesory a procesorů se zpracováním toků.
Anotace:
  Předmět pokrývá architekturu univerzálních i specializovaných procesorů. Paralelismus na úrovni instrukcí (ILP) je studován na procesorech skalárních, superskalárních a VLIW. Dále jsou probrány procesory s vláknovým paralelismem (TLP). Datový paralelismus je ilustrován na zpracování stylem SIMD a na vektorových procesorech. Hlavním typem specializovaných procesorů jsou grafické, signálové a multimediální procesory. Probírají se základní techniky paralelizace a řetězení zpracování grafických a multimediálních operací. Probírají se rovněž základní kompresní techniky pro obrazová data.
Požadované prerekvizitní znalosti a dovednosti:
  Architektura počítače typu von Neumann, hierarchická organizace paměťového systému, základy mikroprogramování, programování v JSI, činnost a funkce kompilátoru
Získané dovednosti, znalosti a kompetence:
  Přehled mikroarchitektury procesorů a jejich trendů, dovednost porovnat procesory a simulovat vhodnými nástroji vliv změn v jejich architektuře. Znalosti o architektuře a obvodové podpoře zpracování grafických a multimediálních signálů, jejích kódování a komprese.
Osnova přednášek:
 
  • Skalární procesory. Zřetězené zpracování instrukcí a instrukční závislosti. Architektura typického procesoru.
  • Řetězové zpracování s asistencí kompilátoru. Superskalární CPU. Dynamické plánování instrukcí, predikce skoků.
  • Pokročilé techniky superskalárního zpracování. Příklady procesorů.
  • Procesory VLIW, hw podpora sw řetězení, predikace. Binární překlad.
  • Datový paralelismus: vektorové procesory a zpracování stylem SIMD.
  • Paralelismus na úrovni vláken, multivláknové procesory.
  • Síťové procesory.
  • Grafické procesory.
  • Signálové procesory
  • Techniky komprese textur a mapování pro multiprocesory. 
  • Nízkopříkonové procesory.
  • Multimediální procesory.
  • Procesory se zpracováním toků.
Osnova numerických cvičení:
 Numerická cvičení u předmětu nejsou plánována.
Osnova ostatní - projekty, práce:
 
  • Superskalární technika zpracování instrukcí (simulátor SuperScalar)
  • Predikce výkonnosti vektorového procesoru při řešení konkrétní úlohy.
  • Individuální zadání projektu.

 

Literatura referenční:
 
  • Hennessy, J.L., Patterson, D.A.: Computer Architecture - A Quantitative Approach. 4. vydání, Morgan Kaufman Publishers, Inc., 2006, 1136 s., ISBN 1-55860-596-7. 
  • Rao, K.R., Hwang, J.J.: Techniques and Standards for Image, Video, and Audio Coding, Prentice Hall, 1996, 563 s., ISBN 0-13-309907-5. 
  • Crowley, P. et al.: Network Processor Design. Morgan Kaufman Publ., 2003, 338 s., ISBN 1-55860-875-3.
Literatura studijní:
 
  • Dvořák, V., Drábek, V.: Architektura procesorů. VUTIUM, Brno, 1999, 303 s., ISBN 80-214-1458-8.
Průběžná kontrola studia:
  Vyhodnocení třech malých projektů v rozsahu 4 hodin každý, půlsemestrální písemka.
Podmínky zápočtu:
  Získání 20 ze 40 bodů za projekty a půlsemestrální písemku.
 

Vaše IPv4 adresa: 3.85.92.139