Számítógép-architektúrák II. (GRENFKN-SZAMARC2-1)
Alapadatok
Oktatók
Tantárgy célja
A tantárgy célja a számítási teljesítmény növelése lehetőségeinek és korlátainak ismertetése a számítógép-architektúrák szintjén, az IA32/x86-64 architektúrától eltérő mikroprocesszokrok tulajdonságainak áttekintése, SIMD és a párhuzamosítás lehetőségei.
Elsajátítandó ismeretanyag
Előadás
A számítási teljesítmény növelése (ILP (pipeline, váróciklusok, függőségek típusai és kezelése)), gyorsítótárak típusai és működése, statikus és dinamikus elágazás-előrejelezés, sorrendtől eltérő végrehajtás, feltételezett végrehajtás. A disszipáció csökentése. Az operációs rendszerek megvalósításának HW támogatása, operációs-rendszer funkciók és SW megszakítások. ARM, AVR, TMS320C5000 ISA, IA32/x86-64 MMX, SSE. Speciális algoritmusok megvalósításának támogatása ISA-szinten (mátrixműveletek, jelfeldolgozás, adatátvitel).IA32/x86-64 MMX és SSE ISA megismerése, gyakorlása és egyszerűbb algoritmusok megvalósítása ISA szinten megfelelő eszközzel, elsősorban a következő vonatkozásokban: speciális aritmetikai lehetőségek, párhuzamos aritmetikai műveletvégzés, mátrix-műveletek.
Laboratórium
-Ismétlés (A gépi utasítások működésének vizsgálata Visual Studio-val. Adatmozgatás, fixpontos aritmetika.Logikai műveletek, léptetés, forgatás, ciklusszervezés, FPU, IN, OUT, BCD, NOT, NEG, XLAT, sztringkezelő utasítások.) Vegyes feladatok (EBP, állapotregiszter, RDTSC, CPUID stb.). Gyakorló feladatok (Kódelemzés, folyamatábra. Szöveg kódolása. BCD/BIN/HEX konverzió. FP32 bitmezők kiírása, denormalizált szám. Álvéletlenszám-generátor, RDRAND utasítás. Vezérléstechnikai rendszer állapota. Véges állapotgépek szimulációja.) Fixpontos telítéses összeadás, kivonás. Két fixpontos vektor elemenkénti szorzata. Két fixpontos vektor elemei különbsége abszolút-értékének összege.FP32 lebegőpontos számokból álló vektorok skaláris szorzata. A CPUID utasítás, SIMD lehetőségek. MMX és az FPU, példa MMX utasításokra. Példa SSE utasításokra, vektorok elemenkénti szorzása. Két vektor Manhattan-távolsága. Négydimenziós FP32 vektorok skaláris szorzata.
Szakmai kompetenciák
Tudás
-
Képesség
Tisztában van az informatikai szolgáltatások típusaival és azok szerepével. Képes az informatikus szakma fogalmainak és szaknyelvének használatára. Képes együttműködni a felhasználókkal és a szakember-kollégákkal. Minden területen törekszik a hatékony és minőségi munkavégzésre. Felelősséget vállal az általa menedzselt eszközök megfelelő állapotáért, valamint az önállóan és csapatban végzett munkájáért. Az informatikai fejlesztésekben irányítás alatt tevékenykedik.
Attitűd
-
Autonómia és felelősség
-
Számonkérés és értékelés
Félévközi követelmények
Pontszerző dolgozatok az előadás és a gyakorlat anyagából. A gyakorlati jegy megállapítása a pontszerő dolgozatokra adott pontszámok összege alapján.
Vizsgakövetelmények
-
Generatív MI használata
Nincs megadva
Irodalom
Kötelező irodalom
A. S. T. Tanenbaum: Számítógép-architektúrák. Panem Könyvkiadó, 2006 Koszna Ferenc: Assembly nyelvű programozás Visual Studio alatt. Jegyzet. Kecskemét, 2021. ISBN 978-615-5817-67-0
Ajánlott irodalom
.A. S. T. Tanenbaum: Structured Computer Organization (6th Edition), Prentice Hall, 2013.