Wykład jest elementarnym wprowadzeniem do budowy i zasad działania komputerow
z punktu widzenia programisty. Po zaliczeniu przedmiotu studenci powinni
rozumieć jaki wpływ ma architektura komputera na wydajność aplikacji, ktore
przyjdzie im implementować w praktyce zawodowej.
#### **Program:**
**Architektura programowa [16h]**
* Organizacja komputera (składowe systemu, ewolucja, RISC vs. CISC, ograniczenia).
* Reprezentacja danych w pamięci komputera (integer, float, string, audio, image).
* Reprezentacja programow w pamięci komputera (MIPS ISA, debugowanie, deasemblacja).
* Programowanie strukturalne (warunki, pętle, stos, procedury, wskaźniki, tablice, struktury, unie).
* Proces kompilacji i konsolidacji (symbole, sekcje, relokacja, ABI, pliki ELF, układ pamięci).
* Tryby pracy procesora (model użytkownika i systemowy, zasoby i instrukcje uprzywilejowane).
* Przerwania i wyjątki (obsługa, wektor przerwań, priorytety, NMI, tryb krokowy).
* Dostęp do urządzeń wejścia-wyjścia (MMIO, odpytywanie, przerwania, DMA).
**Pamięć [6h]**
* Organizacja pamięci operacyjnej (czasu dostępu, protokoł DDR).
* Dyski magnetyczne i połprzewodnikowe (multi-zone recording, buforowanie, odśmiecanie blokow).
* Pamięć podręczna (organizacja, polityka wymiany i zapisu).
* Tłumaczenie adresow (stronicowanie, wielopoziomowe tablice stron, TLB).
**Architektura procesora [4h]**
* Elementarz mikroarchitektury (układy kombinacyjne i sekwencyjne, przerzutnik, multiplekser, ALU).
* Procesor jednocyklowy.
* Przetwarzanie potokowe (etapy przetwarzania instrukcji MIPS, hazardy danych i kontroli).
**Przetwarzanie r ownoległe [4h]**
* Superskalarność (architektura Out-of-Order, spekulacja, przemianowywanie rejestrow, SMT).
* Przewidywanie skokow (BHT, BTAC, przewidywanie lokalne i globalne).
* Systemy SMP (instrukcje atomowe, komunikacja międzyprocesorowa, cache snooping).
* Przetwarzanie wektorowe (SIMD, procesory wektorowe, GPGPU).
**Literatura:**
* [Computer Organization and Design: The Hardware/Software Interface](http://store.elsevier.com/Computer-Organization-and-Design/David-Patterson/isbn-9780124077263/ "Computer Organization and Design: The Hardware/Software Interface"); piąte wydanie; Hennesy, Patterson
* [Computer Systems: A Programmer's Perspective](http://csapp.cs.cmu.edu/); trzecie wydanie; Randal E. Bryant, David R. O'Hallaron
#### Zajęcia:
Większość zajęć do przedmiotu będzie prowadzona w postaci ćwiczeń z
deklaracjami. Pozostałe to pracownie programistyczne (programowanie w
asemblerze MIPS) i projekty programistyczne (prosty asembler lub symulator
procesora MIPS, symulator pamięci podręcznej i predyktora skokow).
