ארכיטקטורה של מחשבים – אוניברסיטת אריאל

שם הקורס: ארכיטקטורה של מחשבים

שם הפקולטה: מדעי הטבע

שם המחלקה: מדעי המחשב

מספר קורס: 7017110

מתכונת הקורס: הרצאה ותרגול

שנת לימודים: תשפ"א. סמסטר קיץ. היקף שעות: 3 הרצאה + 1.5 תרגול = 2.5 נק"ז

מרכיבי הציון:

  • 70% מבחן
  • 15% מטלות Nand (4 מטלות שהן 6)
  • 15% מטלות MIPS (מטלה אחת או שתיים).

תוכן הקורס:

ארכיטקטורת מחשב מגדירה את קבוצת פקודות המכונה (ISA) שמהוות את הממשק בין התוכנה לחומרה, ומתארת חומרה (Microarchitecture) שמממשת את הפקודות.

בקורס זה נכיר שלוש קבוצות של פקודות מכונה:

  • נכיר מחשב מינימלי שנקרא Hack, ונלמד את המימוש שלו בחומרה (שבועות 1-4)
  • נכיר באופן מאוד כללי את הפקודות העיקריות של המעבד הידוע x86 (חצי שעה בסוף שבוע 4 או 8)
  • נכיר את Mips, מעבד רגיל עם סט פקודות מצומצם ונוח ללימוד (שבועות 5-7)
  • נלמד אודות היררכיית הזיכרון ומבנה המטמון, ביחס לארכיטקטורת Mips. (שבוע 8)

תוכנית הוראה מפורטת לכל השיעורים:

  • שבוע 1: שפת HDL, בניית רכיבים בסיסיים, בניית רכיבים אריתמטיים. (מטלה אחת שהיא שתיים)
  • שבוע 2: רכיבי זיכרון – אוגרים, זיכרון RAM, רכיב Program Counter. (מטלה אחת)
  • שבוע 3: שפת מכונה – HACK assembly. קלט ופלט. (מטלה אחת)
  • שבוע 4: רכיב חושב CPU, סיום בניית המחשב. בניית אסמבלר. (מטלה אחת שהיא שתיים)
  • שבוע 5: התחלת עבודה עם MIPS: היכרות עם האוגרים, פקודות בסיסיות ולוגיות, מבנה בינארי של הפקודות.
  • שבוע 6: קפיצות מותנות ושאינן מותנות, מבני זרימה (If else, לולאות), מערכים.
  • שבוע 7: זיכרון מחסנית, פונקציות, רקורסיה, מבנה זיכרון ה-MIPS. תהליכים בהרצת תוכנה.
  • שבוע 8: זיכרון המטמון

מתישהו, לא משויך שבוע- כעשרים דקות על ארכיטקטורת x86.80

ביבליוגרפיה:

  • The Elements of Computing Systems, N. Nisan and S. Schocken
  • Digital Design and Computer Architecture, D. Harris and S. Harris