Computerorganisatie en -architectuur wordt gebruikt om computersystemen te ontwerpen. Computerarchitectuur wordt beschouwd als die kenmerken van een systeem die zichtbaar zijn voor de gebruiker, zoals adresseringstechnieken, instructiesets en bits die voor gegevens worden gebruikt, en die een directe impact hebben op de logische uitvoering van een programma. Het definieert het systeem op een abstracte manier. manier, Het gaat over wat het systeem doet.

set versus kaart

Terwijl Computerorganisatie de manier is waarop een systeem moet structureren en het de operationele eenheden en de onderlinge verbindingen daartussen zijn die de architectonische specificaties bereiken, is het de realisatie van het abstracte model en gaat het over hoe het systeem moet worden geïmplementeerd.

In deze zelfstudie Computerorganisatie en -architectuur leer je alle basis- tot geavanceerde concepten zoals pipelining, microgeprogrammeerde besturing, computerarchitectuur, instructieontwerp en format.

Inhoudsopgave

• Basiscomputerinstructies
• Instructieontwerp en -formaat
• Computerrekenkunde
• Microgeprogrammeerde besturing
• Geheugenorganisatie
• Invoer- en uitvoersystemen
• Pijpleidingen
• IEEE-nummernormen
• Gemengd
• Programma's
• Snelle koppelingen

Basiscomputerinstructies:

1. Een eenvoudig begrip van computer
2. Problemen bij computerontwerp
3. Hiërarchie op computersysteemniveau
4. Computerarchitectuur en computerorganisatie
5. Basiscomputerinstructies
6. Timingdiagram van MOV-instructie in microprocessor
7. Assembleertaal en taal op hoog niveau
8. Adresseringsmodi
9. Op geheugen gebaseerde versus op register gebaseerde adresseringsmodi
10. Von Neumann-architectuur
11. Harvard-architectuur
12. Interactie van een programma met hardware
13. Vereenvoudigde instructiecomputer (SIC)
14. Instructieset gebruikt in vereenvoudigde instructiecomputer (SIC)
15. Instructieset gebruikt in SIC/XE
16. RISC en CISC
17. RISC en CISC | Stel 2 in
18. Classificatie van vectorprocessors
19. Essentiële registers voor de uitvoering van instructies
20. Op één accumulator gebaseerde CPU-organisatie
21. Stack-gebaseerde CPU-organisatie
22. Algemeen registergebaseerde CPU-organisatie
23. Instructies voor gegevensoverdracht in de AVR-microcontroller
24. Rekenkundige instructies in AVR-microcontroller
25. Voorwaardelijke vertakkingsinstructies in AVR-microcontroller
26. CALL-instructies en stapelen in AVR-microcontroller
27. Branch-instructies in AVR Microcontroller
28. Logische instructies in AVR-microcontroller
29. Instructies voor gegevensmanipulatie
30. Instructie voor machinebesturing
31. Architectuur met zeer lange instructiewoorden (VLIW).

Instructieontwerp en formaat:

1. Verschillende instructiecycli
2. Essentiële registers voor de uitvoering van instructies
3. Machine-instructies
4. Instructieformaten (instructie met nul, één, twee en drie adressen)
5. 2-adresinstructie en 1-adresinstructie
6. 3-adresinstructie en 0-adresinstructie
7. 3-adresinstructie en 2-adresinstructie
8. Registreer inhoud en markeer status na instructies
9. Foutopsporing in een programma op machineniveau
10. Vectorinstructieformaat
11. Vector-instructietypen
12. Branchvoorspelling in Pentium
13. Instructie Woordgrootte
14. >> Problemen oplossen met instructieformaat

Computerrekenkunde:

1. Computerrekenkunde | ALU en gegevenspad
2. Computerrekenkunde | Set 1
3. Computerrekenkunde | Stel 2 in
4. Verschil tussen het 1-complement en het 2-complement
5. Herstel van het divisie-algoritme voor niet-ondertekende gehele getallen
6. Niet-herstellende divisie voor niet-ondertekend geheel getal
7. Het algoritme van Booth
8. Overloop in rekenkundige optelling
9. Hoe worden de negatieve getallen in het geheugen opgeslagen?
10. Conventioneel computergebruik versus kwantumcomputers

>> Quiz over getalrepresentatie

Microgeprogrammeerde besturing:

1. Micro-operatie
2. Microarchitectuur en instructiesetarchitectuur
3. Soorten programmabesturingsinstructies
4. Verschil tussen CALL- en JUMP-instructies
5. Bedraad v/s microgeprogrammeerde besturingseenheid
6. Implementatie van Micro-instructies Sequencer
7. Prestaties van computers
8. Besturingseenheid en ontwerp
9. Horizontaal microgeprogrammeerd versus Verticale microgeprogrammeerde besturingseenheid
10. Vergelijkingen tussen bekabelde versus microgeprogrammeerde besturingseenheid
11. Computerorganisatie | Subprogramma en zijn kenmerken

Geheugenorganisatie:

1. Inleiding tot geheugen en geheugeneenheden
2. Geheugenhiërarchieontwerp en zijn kenmerken
3. Verschil tussen byte-adresseerbaar geheugen en woord-adresseerbaar geheugen
4. Verschil tussen gelijktijdige en hiërarchische toegang tot geheugenorganisaties
5. Toewijzing registreren
6. Cachegeheugen
7. Cache-organisatie | Set 1 (inleiding)
8. Cacheorganisatie op meerdere niveaus
9. Plaats- en cachevriendelijke code
10. Plaats van referentie en cachebewerking
11. De wet van Amdahl en het bewijs ervan
12. Subroutine, subroutine-nesten en stapelgeheugen
13. RAM versus ROM
14. Wat is het verschil tussen CPU-cache en TLB?
15. Verschillende soorten RAM
16. Soorten computergeheugen (RAM en ROM)
17. Secundair geheugen – Harde schijf
18. Inleiding tot Solid State Drive (SSD)
19. Lees- en schrijfbewerkingen in het geheugen
20. 2D- en 2,5D-geheugenorganisatie

Invoer- en uitvoersystemen:

1. Prioriteit onderbreekt | (S/W polling en serieschakeling)
2. I/O-interface (interrupt- en DMA-modus)
3. Directe geheugentoegang met DMA-controller 8257/8237
4. Asynchrone invoer-uitvoersynchronisatie
5. Programmeerbare randapparatuurinterface 8255
6. Interface 8255 met 8085-microprocessor voor 1- en 2-complement van een getal
7. 8255 (programmeerbare randapparatuurinterface)
8. Microcomputersysteem
9. Werking van een op 8085 gebaseerde microcomputer met één bord
10. Interface 8254 PIT met 8085 microprocessor
11. Synchrone gegevensoverdracht
12. Invoer-uitvoerprocessor
13. MPU-communicatie
14. Geheugen toegewezen I/O en geïsoleerde I/O
15. BUS-arbitrage

Pijpleidingen:

1. Parallellisme op instructieniveau
2. Uitvoering, fasen en doorvoer
3. Typen en stilstand
4. Afhankelijkheden en gegevensrisico

IEEE-nummernormen

1. IEEE Standaard 754 drijvende-kommagetallen

Gemengd :

1. Microprocessor
2. Microprocessor | Extern geïnitieerde activiteiten
3. Busorganisatie van 8085-microprocessor
4. Generaties computers
5. Intel x86 evolutie en belangrijkste kenmerken
6. Geheugenbankieren
7. Inleiding tot kwantumcomputers
8. Conventioneel computergebruik versus kwantumcomputers
9. Binair heroverwegen met Quantum-computers
10. Flynn's taxonomie
11. Clusters in computerorganisatie
12. Parallelle verwerking – systolische arrays
13. 8259 PIC-microprocessor
14. Blokdiagram van 8259-microprocessor
15. Microprocessor | 8251 USART
16. Evolutie van microprocessors
17. Mens – Computerinteractie door de eeuwen heen
18. Computerpoorten
19. Inleiding tot parallel computergebruik
20. Hardware-architectuur (parallel computergebruik)
21. Computerarchitectuur | Multiprocessor en multicomputer
22. Timingdiagram van INR M

Programma's:

1. Programma voor conversie van binair naar decimaal
2. Programma voor decimaal naar binair conversie
3. Programma voor decimaal naar octaal conversie
4. Programma voor conversie van octaal naar decimaal
5. Programma voor hexadecimaal naar decimaal

Snelle links:

• ‘Quizzen’ over computerorganisatie en architectuur!
• ‘Oefenproblemen’ over computerorganisatie en -architectuur!