Πανεπιστήμιο Κρήτης
Τμήμα Επιστήμης Υπολογιστών

ΗΥ-225: Οργάνωση Υπολογιστών

Άνοιξη 2020
Μανόλης Κατεβαίνης
(CS-225: Computer Organization - Spring 2020 - M. Katevenis)

Τηλε-Μάθημα Επανάληψης: Δευτέρα 6 Ιουλίου 2020, ώρα 16:10 - 19:00. Διαφάνειες και video Επανάληψης:
1. Assembly: Slides (PDF) – Video (MP4)
2. Processor: Slides (PDF) – Video (MP4)
3. Memory, I/O, etc: Slides (PDF) – Video (MP4)
Τελική Εξέταση: Τετάρτη 8 Ιουλίου 2020, ώρα 11-2, με Φυσική Παρουσία.
Περιγραφή του Μαθήματος [PDF] (Course Content in English) – Νέος τρόπος βαθμολόγησης (μετά-covid-19): 30% από τις Ασκήσεις και 70% από την Τελική Εξέταση.
elearn.uoc.gr/course/view.php?id=288: Ιστοσελίδα Βιντεοσκοπήσεων Άνοιξης 2014 (και μερικών εκπαιδευτικών ερωτήσεων) του μαθήματος (μπείτε και με το password σας του Πανεπιστημίου). Το μάθημα τότε διδάσκονταν με το ρεπερτόριο εντολών του MIPS, ενώ τώρα διδάσκεται με το ρεπερτόριο του RISC-V. Κατά τα άλλα, και φέτος, το μάθημα θα είναι σχετικά παρόμοιο σε σημαντικό βαθμό με εκείνο της Άνοιξης 2014, άρα τα video εκείνα θα σας είναι και φέτος σχετικά χρήσιμα.
The European Processor Initiative (και μία σχετική ομιλία στο ΙΤΕ και άλλες ομιλίες)
Γιά όσους κατοικείτε μακρυά από το Ηράκλειο θα κάνουμε και φέτος κάτι ανάλογο με αυτό που είχαμε κάνει και προηγούμενες χρονιές (οι ημερομηνίες όμως είναι διαφορετικές φέτος): ειδικές ρυθμίσεις 2014.
Οδηγίες παράδοσης ασκήσεων on-line: www.csd.uoc.gr/index.jsp?custom=use_the_turnin
Rendez-vous γιά προφορικές εξετάσεις ασκήσεων: www.csd.uoc.gr/~hy225/submit/

Διαλέξεις Εβδομάδων 1 έως και 4: Δευτέρες, Τετάρτες, και Παρασκευές, 3-5-7, 10-12-14, 17-19-21, και 24-26-28 Φεβρουαρίου 2020.

Εβδομάδα 5: μάθημα την Τετάρτη 4 και Παρασκευή 6 Μαρτίου (όχι την Καθαρή Δευτέρα 2/3/2020).

Εβδομάδα 6: μάθημα τη Δευτέρα 9/3 (§ 8.8-8.10 και 9.1).

Αναστολή μαθημάτων με φυσική παρουσία λόγω κορονοϊού (covid-19): από Τε. 11/3 μέχρι νεοτέρας – κατά το διάστημα αυτό:

Μαθήματα με ΤΗΛΕΔΙΑΣΚΕΨΗ:

Δευτέρα 23/3 έως και Μεγάλη Δευτέρα 13/4
Από Τετάρτη του Πάσχα, 22/4 μέχρι και Πα. 15/5 (όχι μάθημα την Πα. 1/5).

Ασκήσεις (Exercises) και σύντομες Σημειώσεις Διδασκαλίας (short Lecture Notes):

Ασκήσεις 1 (έως Δε. 10 Φεβ. 2020 - βδ.2.1) [PDF]: Εισαγωγικά περί επεξεργαστή και καταχωρητών γενικών σκοπού, Γλώσσα Assembly, οι εντολές add, sub, και addi, ο Προσομοιωτής RARS, και γνωριμία με τη χρήση του.
Ασκήσεις 2 (έως Πα. 14 Φεβ. 2020 - βδ.2.3) [PDF]: Βρόχοι και I/O στον RARS.
Ασκήσεις 3 (έως Πα. 21 Φεβ. 2020 - βδ.3.3) [PDF]: Προσπελάσεις Μνήμης.
Ασκήσεις 4 (έως Τε. 26 Φεβ. 2020 - βδ.4.2) [PDF] Γλώσσα Μηχανής, Format Εντολών.
Ασκήσεις 5 (έως Τρ. 3 Μαρ. 2020 - βδ.5.1) [PDF]: Εντολές Συγκρίσεων και Μεταφοράς Ελέγχου.
Διαλέξεις 6 [PDF] Κάλεσμα Διαδικασιών, Χρήση και Σώσιμο Καταχωρητών, Αναδρομή, η Στοίβα.
Άσκηση 7 (παράταση έως Δε. 16/3, 23:59, από αρχικά Πε. 12 Μαρ. 2020 - βδ.6.2) [PDF] Πρόγραμμα Συνδεδεμένης Λίστας και Διαδικασιών.
Ασκήσεις 8 (παράταση έως Τε. 25/3, 23:59, από αρχικά Δε. 23 Μαρ. 2020 - βδ.8.1) [PDF]: Μία Απλή Υλοποίηση του RISC-V σε Ένα Κύκλο Ρολογιού ανά Εντολή.
9. Pipelining (Ομοχειρία)
- Άσκηση 9 (έως Τρ. 21 Απρ. 2020 - βδ.9.2) [PDF] Εισαγωγή στην Ομοχειρία (Pipelining - Διοχέτευση) - απλή pipeline 5 βαθμίδων με εκτέλεση εντολών στην αρχική σειρά (in order) - ο προσομοιωτής Ripes.
- Διαφάνειες γιά §9.3, 9.4, 9.5 (PDF): η κλασική pipeline των 5 βαθμίδων, datapath, έλεγχος, διαγράμματα χρονισμού.
- Διαφάνειες γιά §9.6, 9.7 (PDF): Αλληλεξαρτήσεις Δεδομένων: από εντολή ALU, από εντολή load.
- Διαφάνειες γιά §9.8 (PDF): Αλληλεξαρτήσεις Ελέγχου - διακλαδώσεις και άλματα - στο pipelining.
- Φύλλο εργασίας: Pipeline & forwarding Worksheet (PDF)
- Βιντεοσκοπημένη Διάλεξη §9.3(α) - 9.4(α) (23/3/2020 - MP4) (διαφάνειες 1-15).
- Βιντεοσκοπημένη Διάλεξη §9.4(β) - 9.6(α) (27/3/2020 - MP4) (διαφάνειες 16-24 και 4, 7).
- Βιντεοσκοπημένη Διάλεξη §9.6(β) - 9.7(α) (30/3/2020 - MP4) (διαφάνειες 1-15).
- Βιντεοσκοπημένη Διάλεξη §9.7(β) (1/4/2020 - MP4) (διαφάνειες 15-18).
- Βιντεοσκοπημένη Διάλεξη §9.8(α) (3/4/2020 - MP4) (διαφάνειες 1-7).
- Βιντεοσκοπημένη Διάλεξη §9.8(β) (6/4/2020 - MP4) (διαφάνειες 6-9 και 83-84).
10. Επίδοση Επεξεργαστών, CPI
- Ασκήσεις 10 (έως Κυ. 26 Απρ. 2020 - βδ.10.0) [PDF]
- Βιντεοσκοπημένη Διάλεξη §10.1 (6/4/2020 - MP4) (διαφάνειες 28, 31, 33 κεφαλαίου 1 βιβλίου).
- Βιντεοσκοπημένη Διάλεξη §10.2 - 10.5 (8/4/2020 - MP4) (διαφάνειες 33-37 κεφαλαίου 1 βιβλίου).
11. Κρυφές Μνήμες (Caches)
- Ασκήσεις 11 (έως Κυ. 3 Μαΐου 2020 - βδ.11.0) [PDF]
- Διαφάνειες 11 (PDF)
- Βιντεοσκοπημένη Διάλεξη §11 εισαγωγικά (8/4/2020 - MP4) (διαφάνειες 2-5 και 17 κεφαλαίου 5 βιβλίου).
- Βιντεοσκοπημένη Διάλεξη §11.3 και 11.1 (10/4/2020 - MP4) (διαφάνειες 17-26 και 38 κεφαλαίου 5 βιβλίου).
- Βιντεοσκοπημένη Διάλεξη §11.2 και 11.6 (13/4/2020 - MP4) (διαφάνειες 36, 37, 39 (γιά §11.2) και 28, 33, 34 (γιά §11.6) κεφαλαίου 5 βιβλίου).
- Βιντεοσκοπημένη Διάλεξη §11.9 και 11.7 (22/4/2020 - MP4) (διαφάνειες 29 - 32 (γιά §11.9) και 40 - 46 (γιά §11.7) κεφαλαίου 5 βιβλίου).
- Βιντεοσκοπημένη Διάλεξη §11.8 και 11.10 (24/4/2020 - MP4) (διαφάνειες 47 (γιά §11.8) και 48 - 53 (γιά §11.10) κεφαλαίου 5 βιβλίου).
12. Εικονική Μνήμη (Virtual Memory), Εξαιρέσεις
- Ασκήσεις 12 (παράταση έως Πε. 14 Μαΐου, 23:59 (από 13/5) 2020 - βδ.12.2) [PDF]
- Διαφάνειες 12 (PDF)
- Βιντεοσκοπημένη Διάλεξη §12.1 (24/4/2020 - MP4) (διαφάνειες 68-69 κεφαλαίου 5 βιβλίου).
- Βιντεοσκοπημένη Διάλεξη §12.2 - §12.5 (27/4/2020 - MP4) (διαφάνειες 70-73 βιβλίου και δύο δικές μας).
- Βιντεοσκοπημένη Διάλεξη §12.3 - §12.7 (29/4/2020 - MP4) (διαφάνειες 74 και 81 (§12.3) και 75-80 (§12.7 - TLB) κεφαλαίου 5 βιβλίου).
- Βιντεοσκοπημένη Διάλεξη Εξαιρέσεις/Διακοπές (από §12.3) (4/5/2020 - MP4) (διαφάνειες 86-90, 92, 96 κεφαλαίου 4 βιβλίου).
13. Μονάδες Εισόδου/Εξόδου (I/O), Σύνδεσμοι/Αρτηρίες, DMA
- Ασκήσεις 13 (έως Πα. 22 Μαΐου 2020 - βδ.13.3) [PDF]:
- Διαφάνειες 13 (PDF)
- Βιντεοσκοπημένη Διάλεξη §13.1 και §13.3 (4/5/2020 - MP4) (διαφάνειες 6-10 κεφαλαίου 5 βιβλίου).
- Βιντεοσκοπημένη Διάλεξη §13.2 - §13.4 (6/5/2020 - MP4) (διαφάνειες 13-16 κεφαλαίου 5 βιβλίου, και άλλες δικές μας).
- Βιντεοσκοπημένη Διάλεξη §13.5 - §13.7 (8/5/2020 - MP4) (διαφάνειες 17-27 από τη "δική μας" συλλογή).
14. Cache Coherence, Advanced Processors (out-of-order, superscalar, multi-threaded, multicore).
- Ασκήσεις 14 (έως Τε. 3 Ιουνίου 2020 - βδ.F+) [PDF]:
- Διαφάνειες 14 (PDF)
- Βιντεοσκοπημένη Διάλεξη §14.1 και §14.2 (11/5/2020 - MP4) (διαφάνειες 1-13).
- Βιντεοσκοπημένη Διάλεξη §14.3, §14.4 (13/5/2020 - MP4) (διαφάνειες 14-28).
- Βιντεοσκοπημένη Διάλεξη §14.5 - §14.7 (15/5/2020 - MP4) (διαφάνειες 28-42).
Τηλε-Μάθημα Επανάληψης: Δευτέρα 6 Ιουλίου 2020, ώρα 16:10 - 19:00. Διαφάνειες και video Επανάληψης:
1. Assembly: Slides (PDF) – Video (MP4)
2. Processor: Slides (PDF) – Video (MP4)
3. Memory, I/O, etc: Slides (PDF) – Video (MP4)
Τελική Εξέταση Α' Περιόδου: Τετάρτη 8 Ιουλίου 2020, ώρα 11-2, με Φυσική Παρουσία – Κανονισμός, Ύλη
Τελική Εξέταση Β' Περιόδου: Πε. 1 Οκτ. 2020, 17:40 - 19:10, κατ' επιλογήν είτε με φυσική παρουσία είτε εξ αποστάσεως
- Κανονισμός γιά εξ αποστάσεως Εξέταση
- Θέματα Εξέτασης Β' Περιόδου
Πέρισυ (και παλαιότερα) (last year(s)):
• Εξέταση Προόδου (κανονισμός, ύλη, αίθουσες): Σάββατο 16 Μαρτίου 2019, ώρα 12:10 - 14:00 (τέλος βδομάδας 6). Η συμμετοχή των φοιτητών είναι υποχρεωτική κατά την έννοια ότι ο βαθμός αυτής της εξέτασης πάντα μετράει –χωρίς ωστόσο να υπάρχει ελάχιστο όριο αυτού του βαθμού που να απαιτείται γιά να περάσει ο φοιτητής το μάθημα.
– Θέματα, Απαντήσεις, και Εξηγήσεις της Εξέτασης Προόδου του έτους 2014 (Moodle Quiz format)

Σελίδες και Ασκήσεις Παλαιοτέρων Ετών (Previous Years):

Άνοιξη 2019 (Μ. Κατεβαίνης – first year taught with the RISC-V Instruction Set)
Άνοιξη 2018 (Μ. Κατεβαίνης – last year taught with the MIPS Instruction Set)
Άνοιξη 2017, Άνοιξη 2016, Άνοιξη 2015, Άνοιξη 2014 (Μ. Κατεβαίνης)
Άνοιξη 2013 (Σωτηρίου - Κατεβαίνης): πρωτεύουσα σελίδα (primary page), δευτερεύουσα σελίδα (secondary page).
Άνοιξη 2012 (Κατεβαίνης - Σωτηρίου): πρωτεύουσα σελίδα (primary page - UTF-8 encoding), δευτερεύουσα σελίδα (secondary page - ISO 8859-7 encoding).
Άνοιξη 2011 (Νικολόπουλος - Σωτηρίου) (UTF-8 encoding).
Άνοιξη 2010 (Νικολόπουλος - Κάχρης) (ISO 8859-7 encoding).
Κατεβαίνης e.a. (ISO 8859-7 encoding): Άνοιξη 2009, Άνοιξη 2008, Άνοιξη 2007, Άνοιξη 2006.
Άσκηση 9 έως και Άνοιξη 2005: Αναδρομικό Κάλεσμα Διαδικασιών.
Κατεβαίνης e.a.: Άνοιξη 2005, Άνοιξη 2004, Άνοιξη 2003, Άνοιξη 2002, Άνοιξη 2001.
Άνοιξη 2000 (Πνευματικάτος), Άνοιξη 1999 (Κατεβαίνης - Σερπάνος).