נקודות זכות באוניברסיטה העברית: 5

תואר: בוגר

היחידה האקדמית שאחראית על הקורס: מדעי המחשב

סמסטר: סמסטר ב'

שפת ההוראה: עברית

קמפוס: קרית א"י ספרא

מורה אחראי על הקורס (רכז): מר אוהד פליק
מר רון גבור

דוא"ל של המורה האחראי על הקורס: ohadf1@cs.huji.ac.il

שעות קבלה של רכז הקורס: יום א 13-14, בתיאום מראש

מורי הקורס:
מר אוהד פאליק,
מר רון גבור,
מר דוד פרויד,
מר אורי מאיר

תאור כללי של הקורס:
הקורס הינו קורס מבוא לחומרה,ארכיטקטורת מעבדים, ומבוא לתכנון מעבדים ספרתיים. הקורס יכלול את הנושאים הבאים:
1 . מבוא לארכיטקטורת מחשב : [מחשב אלמנטים , חוק Moor's law, ISA,נתוח ביצועים , חוק Amdahl]
2 . ייצוג מספרים [מספר שלם , נקודה קבועה ונקודה צפה - המרה, תחומי יצוג, ואריטמטיקה]

3 . מבוא למוליכים למחצה והטרנזיסטור כמתג. בניית פונקציות לוגיות מטרנזיסטורים .

4 . אלגברה בוליאנית ופונקציות קומבינטוריות. צימצום פונקציה.
פונקציות לוגיות יסודיות ומתקדמות.

5 . מעגלי קומבינטורית . טקסונומיה ומושגים.
מעגלים רציפים ורכיבי זיכרון (latches and flip-flops).
סינתזה של מכונות מצבים.

6 . תזמון מעגלים קומבינטורים וסדרתיים.

7 . יסודות שפת תיאור החומרה

8 . מבוא לארכיטקטורת מעבדים (C to assembly and binary, Van-Neumann vs. Harvard, CISC vs. RISC, architecture compatibility visible-ISA vs.
mico-architectural point of views).
שלבי ביצועו במעבד MIPS

9 . יישום MIPS : מחזור אחד , מחזורים מרובים , pipline (כולל עקרונות
וסיכונים) . נקודות מיקוד: הערכת ביצועים,
הבנת יתרונות וחסרונות , תדירות מעגל, pipeline hazard elimination), פסיקות

10. היררכית זיכרון: בעיה, מונחים , טקסונומיה של miss , ארגון זכרון מטמון,זכרון מטמון - דוגמאות התנהגות תחת תכנית, סוגים של מטמונים ( ההגדרה אסוציאטיבית ישירה , אסוציאטיבית באופן מלא ) .

11. זיכרון וירטואלי : למה אנחנו צריכים את הזיכרון וירטואלי, מושגים , מיפוי דפים [ היררכי ושטוח ] , בעיות , ניהול זיכרון ובעיות TLB .

12 . ארכיטקטורות מחשב מודרניות: שיטות הקבלה, סופר pipline, מכונות וקטוריות , זכרון מטמון קוהרנטי
13 . נושאים נבחרים של : שיטות חיזוי, IO ביצוע.

מטרות הקורס:
הכרות עם שיטות ייצוג מספרים, אלמנטי חומרה ושיטות תכנון חומרה.
הבנת עקרונות ארכיטקטורת מחשבים ויישום במעבד פשוט.
הכרות עם נושאים מתקדמים בארכיטקטורה.

תוצרי למידה :
בסיומו של קורס זה, סטודנטים יהיו מסוגלים:
לתכנן מערכות חומרה פשוטות.
לנתח מערכות מעבדים ומערכות מחשוב בעלות מיקרוארכיטקטונות שונות.
לנתח ולבצע אופטימיזציה לתוכנות כדי להתאימן למערכות ארכטקטוניות שונות.
להבין את היתרונות והחסרונות בבפתרונות ארכיטקטוניים שונים.

דרישות נוכחות (%):
0

שיטת ההוראה בקורס: הרצאה פרונטלית+תרגול + עבודות בית.

רשימת נושאים / תכנית הלימודים בקורס:
. מבוא לארכיטקטורת מחשב : [מחשב אלמנטים , חוק Moor's law, ISA,נתוח ביצועים , חוק Amdahl]
2 . ייצוג מספרים [מספר שלם , נקודה קבועה ונקודה צפה - המרה, תחומי יצוג, ואריטמטיקה]

3 . מבוא למוליכים למחצה והטרנזיסטור כמתג. בניית פונקציות לוגיות מטרנזיסטורים .

4 . אלגברה בוליאנית ופונקציות קומבינטוריות. צימצום פונקציה.
פונקציות לוגיות יסודיות ומתקדמות.

5 . מעגלי קומבינטורית . טקסונומיה ומושגים.
מעגלים רציפים ורכיבי זיכרון (latches and flip-flops).
סינתזה של מכונות מצבים.

6 . תזמון מעגלים קומבינטורים וסדרתיים.

7 . יסודות שפת תיאור החומרה

8 . מבוא לארכיטקטורת מעבדים (C to assembly and binary, Van-Neumann vs. Harvard, CISC vs. RISC, architecture compatibility visible-ISA vs.
mico-architectural point of views).
שלבי ביצועו במעבד MIPS

9 . יישום MIPS : מחזור אחד , מחזורים מרובים , pipline (כולל עקרונות
וסיכונים) . נקודות מיקוד: הערכת ביצועים,
הבנת יתרונות וחסרונות , תדירות מעגל, pipeline hazard elimination)

10. היררכית זיכרון: בעיה, מונחים , טקסונומיה של miss , ארגון זכרון מטמון,זכרון מטמון - דוגמאות התנהגות תחת תכנית, סוגים של מטמונים ( ההגדרה אסוציאטיבית ישירה , אסוציאטיבית באופן מלא ) .

11. זיכרון וירטואלי : למה אנחנו צריכים את הזיכרון וירטואלי, מושגים , מיפוי דפים [ היררכי ושטוח ] , בעיות , ניהול זיכרון ובעיות TLB .

12 . ארכיטקטורות מחשב מודרניות: שיטות הקבלה, סופר pipline, מכונות וקטוריות , זכרון מטמון קוהרנטי
13 . נושאים נבחרים של : שיטות חיזוי, אונטרפטים ו IO ביצוע

חומר חובה לקריאה:
N.A

חומר לקריאה נוספת:
– האוניברסיטה הפתוחה – "מערכות ספרתיות"
– Computer Architecture and Design. The Hardware / Software Interface - Hennessy & Patterson
– Computer Architecture a Quantitative Approach - Hennessy & Patterson
– Hennessy, J. L., and D. A. Patterson. Computer Architecture: A Quantitative Approach, 3rd ed. San Mateo, CA: Morgan Kaufman, 2002. ISBN: 1558605967.

הערכת הקורס - הרכב הציון הסופי :
מבחן מסכם בכתב/בחינה בעל פה 70 %
הרצאה0 %
השתתפות 0 %
הגשת עבודה 0 %
הגשת תרגילים 20 %
הגשת דו"חות 0 %
פרויקט מחקר 0 %
בחנים 10 %
אחר 0 %

מידע נוסף / הערות:
ישנה דרישת מינימום בעבודות בית ובמבחן. הבוחן הוא מגן, ובמקרה שהציון נמוך יותר מציון המבחן, הציון יורכב מציון התרגילים וו 80% מהבחינה הסופית.