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Escuela Técnica Superior de Informática

Universidad Autónoma de Madrid



Arquitectura


  • Fundamentos en el diseño y rendimiento de un sistema ordenador
    1. Introducción
    2. El rendimiento del sistema ordenador: Procesador-Memoria-Dispositivos E/S
    1. Arquitectura Von-Neumann.
    2. Arquitectura Harvard.
    1. Arquitecturas basadas en Microprocesadores
    1. La interface de entrada-salida. Excepciones e interrupciones.
    2. La interfase Procesador/Memoria. La jerarquía de memoria
    3. El procesador. Arquitectura básica.Tipos de procesadores.
    1. El rendimiento del sistema. La Ley de Amdhl
    2. Evolución de los procesadores. Ley de Moore. Procesadores actuales.
    3. Mejoras en la eficiencia del procesador.
    4. Los sistemas multiprocesador.
    1. Organización y estructura de la memoria caché
    1. Tecnología de los dispositivos de memoria
    2. Los principios de una jerarquía de memoria
    3. La memoria caché
    1. Principios de operación.
    2. Organización.
    3. Esquemas de funcionamiento.
    4. Algortimos de sustitución.
    1. Mecanismos para mejorar el rendimiento de la caché.
    2. Ejemplos: la unidad cache del Pentium II, Pentium III y del PowerPC.
    1. El sistema de memoria virtual
    1. La memoria virtual
    1. Memoria principal y secundaria.
    2. Direcciones físicas y virtuales.
    1. Esquemas de funcionamiento de la memoria virtual
    1. Paginación.
    2. Segmentación.
    3. Sistemas mixtos.
    1. La gestión de la memoria virtual: Unidad MMU
    1. Técnicas para la traducción de direcciones.
    2. Buffer de traducción anticipada (TLB).
    3. Caches virtuales y relaes
    1. Ancho de banda de acceso a memoria: Bus ancho ancho, memoria entrelazada y bancos independientes
    2. Sistemas com memoria compartuda, Cherencia caché y protocolo MESI
    3. Ejemplos: La MMU del Alpha 21264, Pentium y del PowerPC.
    1. Arquitectura interna del procesador y repertorio de instrucciones
    1. Arquitectura interna de un procesador.
    1. Unidad de Tratamiento de Datos: ALU y banco de registros.
    2. Unidad de Control: cableada y microprogramada.
    1. Diseño del repertorio de instrucciones
    1. Características. Longitud de las Instrucciones. Ortogonalidad.
    2. Tipos de instruccones. Operandos. Modos de direccionamiento.
    3. Ejecución de una instrucción.
    1. Procesadores con repertorio reducido de instrucciones RISC.
    1. Banco de registros. Llamadas a subrutinas. Ventana de registros.
    2. Comparación entre procesadores CISC y RISC.
    3. Memoria de un sistema basado en un procesador RISC.
    1. Ejemplos de procesadores RISC
    1. Evolución de los prototipos iniciales: RISC I/II y MIPS.
    2. La arquitectura de SPARC, ALPHA y PowerPC.
      1. Segmentación en la ejecución de instrucciones y unidades de tratamiento segmentadas
      1. La técnica de la segmentación
      1. Funcionamiento ideal
      2. Conceptos asociados: Latencia y Throughput.
      1. Segmentación de instrucciones
      1. Conflictos que producen retardo en la ejecución.
      2. Riesgos estructurales.
      1. Segmentación en operaciones aritméticas
      1. Unidades aritméticas para el cáculo con números enteros.
      2. Unidades aritméticas en coma flotante.
      3. Diseño lógico de procesadores segmentados. Algoritmo de Davidson.
        1. Paralelismos a nivel de instrucción y procesadores superescalares y VLIW
        1. Segmentación avanzada. Paralelismo a nivel de instrucción (ILP)
        1. Supersegmentación.
        2. Planificación dinámica para la emisión de instrucciones.
        1. Procesadores superescalares
        1. Política de emisión de instrucciones.
        2. Planificación con marcador (Scoreboard).
        3. Algoritmos de Tomasulo.
        1. Procesadores VLIW
        1. Planificación por el compilador.
        2. Ejecución basada en predicados.
        1. Ejemplos de procesadores actuales
        1. IA32. Pentium y P-II de Intel.
        2. MIPS, R1000, UltraSPARC2.
        3. IA64, Itanium.
          1. Sistemas multiprocesador y arquitecturas paralelas
          1. Introducción a los sistemas multiprocesador
          2. Clasificación de las arquitecturas paralelas
          1. Taxonomia de Flynn.
          2. Clasificación de las redes de interconexión.
          1. Ordenadores vectorales. Arquitecturas SIMD.
          2. Sistemas multiprocesador MIMD
          1. Topologías de comunicación
          2. Memoria compartida.
          3. Memoria privada. Paso de mensajes
          1. Cluster de ordenadores