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INGENIERÍA DE COMPUTADORES II

Curso 2011/2012/Cod.71902025

INGENIERÍA DE COMPUTADORES II

CONTENIDOS DE LA ASIGNATURA

Los contenidos de la asignatura se estructuran en cuatro temas:

Tema 1: Procesadores segmentados. En este primer módulo se describe el concepto de segmentación ya que es la base sobre la que se articula el funcionamiento de todos los procesadores actuales. A lo largo del módulo se estudian los problemas que plantea el procesamiento de una instrucción de forma segmentada y cómo se solucionan. De forma desglosada, los puntos de este tema son:

1.1. Procesadores RISC frente a procesadores CISC.

1.2. Clasificación de las arquitecturas paralelas.

1.3. Evaluación y mejora del rendimiento de un computador.

1.4. Características de los procesadores segmentados.

1.5. Arquitectura segmentada genérica.

1.6. Riesgos en la segmentación.

1.7. Planificación dinámica: Algoritmo de Tomasulo.

 

Tema 2: Procesadores superescalares. Todos los procesadores actuales se basan en segmentaciones superescalares capaces de procesar varias instrucciones simultáneamente y de forma desordenada. En este módulo se estudia de forma detallada su funcionamiento, cómo se solucionan los problemas que se plantean y cuáles son sus limitaciones. De forma más detallada, los contenidos de este tema son:

2.1. Características de los procesadores superescalares.

2.2. Arquitectura de un procesador superescalar genérico.

2.3. Lectura de instrucciones.

2.4. Decodificación.

2.5. Distribución.

2.6. Terminación.

2.7. Retirada.

2.8. Mejoras en el procesamiento de las instrucciones de carga/almacenamiento.

2.9. Tratamiento de interrupciones.

2.10. Limitaciones de los procesadores superescalares.

 

Tema 3: Procesadores VLIW y procesadores vectoriales. En este tema se introducen dos nuevas filosofías para el diseño de procesadores que, aunque basadas en la segmentación, introducen formas alternativas para mejorar el rendimiento: los procesadores VLIW y los procesadores vectoriales. Los procesadores VLIW se caracterizan por utilizar internamente instrucciones compuestas de varias instrucciones u operaciones básicas de forma que se maximiza el uso de las múltiples unidades funcionales que poseen. Por otro lado, los procesadores vectoriales se caracterizan por proporcionar operadores de alto nivel que trabajan sobre vectores, no sobre valores escalares. Los puntos tratados en este tema son:

3.1. El concepto arquitectónico VLIW.

3.2. Arquitectura de un procesador VLIW genérico.

3.3. Planificación estática o basada en el compilador.

3.4. Desenrollamiento de bucles.

3.5. Segmentación software.

3.6. Planificación de trazas.

3.7. Operaciones con predicado.

3.8. Tratamiento de excepciones.

3.9. El enfoque EPIC.

3.10. Procesadores vectoriales.

3.11. Arquitectura vectorial básica.

3.12. Repertorio genérico de instrucciones vectoriales.

3.13. Medida del rendimiento de un fragmento de código vectorial.

3.14. La unidad funcional de carga/almacenamiento vectorial.

3.15. Medida del rendimiento de un bucle vectorizado.

 

Tema 4: Procesamiento paralelo. La razón de su inclusión como parte de la asignatura es evidente: todos los sistemas de procesamiento científico de altas prestaciones se basan en la interconexión de computadores dotados de uno o varios procesadores superescalares (multicomputadores) o en la construcción de máquinas basadas en la replicación de miles de unidades de procesamiento superescalar (multiprocesadores). Los puntos tratados en este tema son:

4.1. Tipos de plataformas de computación paralela.

4.2. Sistemas de memoria compartida.

4.3. Sistemas de memoria distribuida.

4.4. Rendimiento y costes en sistemas paralelos.