معماری کامپیوتر

هدف

• آشنایی با اصول طراحی سیستم‌های منطقی برنامه‌پذیر
• آشنایی با عملکرد سیستمهای مبتنی بر پردازنده به ویژه کامپیوترها.

پیش نیاز: مدارهای منطقی – آشنایی با برنامه‌نویسی توصیفی سخت‌افزار (Verilog یا VHDL)

سرفصل درس
• مقدمه: يادآوري طراحي مدارهاي ترکيبي و ترتيبي، جایگاه درس معماری کامپیوتر، سیستم‌های نمایش اعدادصحیح و اعشار (فصل‌های ۱ تا ۳ مرجع ۱)

• طراحی واحد اجرایی پردازنده: طراحي ثبات‌ها، طراحي گذرگاه‌هاي مشترک، آشنايي با زبان انتقال ثبات، طراحي مدار محاسباتي، طراحي واحد محاسبات و منطق (فصل‌ ۴ مرجع ۱)

• طراحی واحد کنترلی سیم‌بندی‌شده: سخت‌افزار سازمان کامپيوتر پايه، ساختار دستورات کامپيوتر پايه، طراحي مدار کنترل سيم‌بندي شده، مدیریت وقفه‌ها، کامپیوترهای CISC (فصل‌ ۵ مرجع ۱)

• برنامه‌نويسي کامپيوتر پايه به زبان اسمبلي: مقدمه، حلقه‌ها، عمليات محاسبه و منطق و ورودي/خروجي(فصل‌ ۶ مرجع ۱)

• طراحی واحد کنترلی ریزبرنامه‌نویسی‌شده: حافظه کنترل، واحد کنترل ريزبرنامه‌نويسي شده، کامپیوترهای RISC (فصل‌ ۷ مرجع ۱)

• طراحی کامپیوترها: سازمان ثبات‌هاي عمومي، سازمان پشته، قالب دستورات، روش‌هاي آدرس‌دهي، کنترل برنامه، ويژگي‌هاي کامپيوترهاي RISC، ساخت واحدهاي ويژه محاسباتي (فصل‌ ۸ مرجع ۱)

• پردازش‌هاي موازي و انواع خط لوله (فصل‌ ۹ مرجع ۱)

• سازمان کامپیوترها: اجزاي سيستم‌هاي مبتني بر پردازنده، پردازنده، زبانهاي برنامه‌سازي، اجزاء داخلي پردازنده‌ها، حافظه‌ها و انواع آنها، وسايل ورودي/خروجي، گذرگاهها، معماري ون‌نيومن و هاروارد (فصل ۱ مرجع ۲)

منابع

1) Morris Mano, “Computer System Architecture”, Pritice Hall Int., 3rd Edition , 1993.

اين توسط دكتر قدرت سپيدنام و نيز دكتر حسن سيدرضي به فارسي ترجمه شده است.

۲) جواد راستی، «طراحی مدارهای واسط کامپیوتری»، انتشارات پیام علوی، ۱۳۹۰.

3) David A. Patterson, and John Hennessy, “Computer Organization and Design – The Hardware/Software Interface”, Morgan Kaufmann, 4th Edition, 2008.

4) Linda Null and Julia Lobur, “The Essentials of Computer Organization and Architecture”, Jones and Bartlett Computer Science, 4th Edition, 2014.

5) John Hennessy and David A. Patterson, “Computer Architecture: A Quantitaive Approach” , Morgan Kaufmann Publ, 5th Edition, 2011.