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Rechnerarchitektur

Winter Term 2018 / 2019

Lecture

Rechnerarchitektur

Lecturers

Details

Time and place:

  • Fri 10:15-11:45, Room 02.133-113

Fields of study

  • WPF IuK-MA-ES-INF 1234 (ECTS-Credits: 2,5)
  • WPF IuK-BA 56789ABCDEF (ECTS-Credits: 2,5)
  • WPF IuK-MA-ES 1234 (ECTS-Credits: 2,5)
  • WPF INF-BA-V-RA 56789ABCDEF (ECTS-Credits: 2,5)
  • WPF INF-MA 123 (ECTS-Credits: 2,5)

Content

Die Vorlesung baut auf die in den Grundlagen der Rechnerarchitektur und -organisation vermittelten Inhalte auf und setzt diese mit weiterführenden Themen fort. Es werden zunächst grundlegende fortgeschrittene Techniken bei Pipelineverarbeitung und Cachezugriffen in modernen Prozessoren und Parallelrechnern behandelt. Ferner wird die Architektur von Spezialprozessoren, z.B. DSPs und Embedded Prozessoren behandelt. Es wird aufgezeigt, wie diese Techniken in konkreten Architekturen (Intel Nehalem, GPGPU, Cell BE, TMS320 DSP, Embedded Prozessor ZPU) verwendet werden. Zur Vorlesung werden eine Tafel- und eine Rechnerübung angeboten, durch deren erfolgreiche Beteiligung abgestuft mit der Vorlesung 5 bzw. 7,5 ECTS erworben werden können. In den Tafelübungen werden die in der Vorlesung vermittelten Techniken durch zu lösende Aufgaben vertieft. In der Rechnerübung soll u.a. ein einfacher Vielkern-Prozessor auf Basis des ZPU-Prozessors mit Simulationswerkzeugen aufgebaut werden. Im Einzelnen werden folgende Themen behandelt:

- Organisationsaspekte von CISC und RISC-Prozessoren

- Behandlung von Hazards in Pipelines

- Fortgeschrittene Techniken der dynamischen Sprungvorhersage

- Fortgeschritten Cachetechniken, Cache-Kohärenz

- Ausnutzen von Cacheeffekten

- Architekturen von Digitalen Signalprozessoren

- Architekturen homogener und heterogener Multikern-Prozessoren (Intel Corei7, Nvidia GPUs, Cell BE)

- Architektur von Parallelrechnern (Clusterrechner, Superrechner)

- Effiziente Hardware-nahe Programmierung von Mulitkern-Prozessoren (OpenMP, SSE, CUDA, OpenCL)

- Leistungsmodellierung und -analyse von Multikern-Prozessoren (Roofline-Modell)

Recommended Literature

- Patterson/Hennessy: Computer Organization und Design
- Hennessy/Patterson: Computer Architecture - A Quantitative Approach
- Stallings: Computer Organization and Architecture
- Märtin: Rechnerarchitekturen

Theoretical Exercise

Übungen zu Rechnerarchitektur

Lecturers

Details

Time and place:

  • Thu 14:15-15:45, Room 01.151-128

Fields of study

  • WPF IuK-BA 56789ABCDEF (ECTS-Credits: 2,5)
  • WPF IuK-MA 123 (ECTS-Credits: 2,5)
  • WPF INF-BA-V-RA 56789ABCDEF (ECTS-Credits: 2,5)
  • WPF INF-MA 123 (ECTS-Credits: 2,5)
  • WPF IuK-MA-ES 1234 (ECTS-Credits: 2,5)

Practical Exercise

Rechnerübungen zu Rechnerarchitektur

Lecturers

Details

Time and place:

  • Fri 12:15-13:45, Room 00.156-113
  • Thu 12:15-13:45, Room 00.153-113

Fields of study

  • WPF IuK-BA 56789ABCDEF (ECTS-Credits: 2,5)
  • WPF IuK-MA-ES-INF 1234 (ECTS-Credits: 2,5)
  • WPF IuK-MA-ES 1234 (ECTS-Credits: 2,5)
  • WPF INF-BA-V-RA 56789ABCDEF (ECTS-Credits: 2,5)
  • WPF INF-MA 123 (ECTS-Credits: 2,5)

Johannes Hofmann, M. Sc.

Prof. Dr.-Ing. Dietmar Fey

Sebastian Rachuj, M. Sc.