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Rechnerorganisation, Vorlesung, WS16-17

Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

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01:27:07

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2017/02/16

27 | 0:00:00 Starten 0:00:07 Kapitel 10 0:00:32 Multiplex-Busschnittstelle 0:01:12 Systembausteine in einem Mikrorechner 0:01:32 Adressierung von Peripherie-Bausteinen 0:02:23 Ein-/Ausgabe-Verfahren 0:05:01 10.3 Behandlung von Ausnahmesituationen 0:06:04 Ursachen für Ausnahmebehandlungen 0:07:15 Prozessorexterne Ursachen 0:11:39 Prozessorinterne Ursachen 0:15:54 Berechnung der Startadresse der Interrupt Service Routine 0:19:48 Interrupt-Vektortabelle 0:22:10 Kapitel 11 0:22:34 Digitale

01:01:05

Rechnerorganisation, Übung, WS 2016/17, 01.02.2017, 26

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2017/02/09

26 | 0:00:00 Starten 0:00:07 Aufgabe 6: Cache-Speicher 0:07:08 Aktualisierungsstrategien 0:12:50 7 .Übung Virtuelle Speicherverwaltung 0:16:16 Abbildung: virtuell -> physikalisch 0:17:41 Seitenwechsel 0:19:08 Zusammenfassung 0:23:28 Segmentbasierte Speicherverwaltung 0:31:35 Aufgabe 1 0:34:55 Lösung Aufgabe 1.1 0:36:30 Lösung Aufgabe 1.2 0:40:06 Lösung Aufgabe 1.3 0:43:38 Seitenwechsel (Paging) 0:45:46 Aufgabe 2 0:46:51 Lösung Aufgabe 2.1 0:47:19 Lösung Aufgabe 2.2

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2017/02/03

25 | 0:00:00 Starten 0:00:07 Kapitel 10 0:01:09 10.1 Zeitverhalten der Systembussignale 0:01:20 Zeitverhalten eines synchronen Systembus 0:02:33 Semi-synchroner Systembus 0:03:09 Einfügen eines Wartezyklus 0:04:35 Asynchroner Systembus 0:07:18 Beispiele 0:08:49 CES Platinenlabor 0:09:06 Multiplex-Bus 0:10:55 Multiplex-Busschnittstelle 0:13:34 Zeitverhalten des Multiplexbusses 0:14:57 Daten/Adress-Multiplex-Betrieb 0:18:59 10.2 Systembausteine 0:28:26 Systembausteine 0:32:07 Schnittstellenbausteine

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2017/02/03

24 | 0:00:00 Starten 0:00:19 Probleme der virtuellen Speicherverwaltung 0:04:23 Zusammenfassung 0:05:13 Speicherhierarchie 0:05:36 Cache und Speicherverwaltungseinheit 0:10:25 Segnebtorientierte Speicherverwaltung 0:10:41 Adressierungs-Modi (x86-Prozessoren) 0:17:34 Segmentierung mit Seitenwechsel 0:21:06 Berechnung der physikalischen Adressen (x86-Prozessoren) 0:21:30 Zweistufige Seitenwechsel-Verfahren 0:24:22 Adressübersetzung bei 80486 und Pentium-Prozessoren 0:26:51 Anmerkungen 0:27:36

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2017/01/30

23 | 0:00:00 Starten 0:00:08 Kapitel 9 Virtuelle Speicherverwaltung 0:01:16 Speicherhierarchie 0:01:40 Speicherverwaltung 0:02:51 Grundstruktur virtueller Speicherverwaltung 0:05:32 Ausbildung virtueller auf physikalische Adressen 0:06:47 Segmentierungs- und Seitenwechselverfahren 0:08:05 Segemntierung 0:09:36 Seiten 0:10:10 Segmentbasierte Speicherverwaltung 0:14:00 Seitenwechsel (Paging) 0:16:28 Virtueller und physikalischer Adressraum 0:17:02 Probleme der virtuellen Speicherverwaltung 0:42:23

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Rechnerorganisation, Übung, WS 2016/17, 18.01.2017, 22

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2017/01/25

22 | 0:00:00 Starten 0:01:13 Speicherhierarchie 0:05:14 Wieso kommt es zu einer Leistungssteigerung? 0:06:08 Aufbau eines Cache-Speichers 0:08:30 Arbeitsweise eines Cache-Speichers 0:12:43 Cache-Strukturen 0:13:06 Adressierung im Direct-Mapped Cache 0:16:23 Beispiel 0:25:00 Aufgabe 1 0:26:23 Loösung 1.1 0:31:20 Aufgabe 1.2 0:32:30 Aufgabe 1.3 0:34:48 Aufgabe 2 0:35:27 Lösung 2 0:40:07 AV-Cache 0:40:51 DM-Cache 0:42:36 A4-Cache 0:43:48 Wohin wird ein Block abgebildet? 0:46:14 Aufgabe 3 0:49:55

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2017/01/20

21 | 0:00:00 Starten 0:00:07 Kapitel 8: Cache-Speicher 0:00:35 8.4 Cache-Organisationsformen 0:01:19 Voll-Assoziativer Cache 0:01:39 Beispiel: Voll-Assoziativer Cache 0:03:42 Direct Mapped Cache 0:05:00 Adressierung im Direct Mapped Cache 0:07:24 n-Way Set-Assoziative Cache 0:08:22 Beispiel: 2-Way Set-Assoziative Cache 0:11:08 Beispiel: Organisation eines Caches mit 8 Cache Lines à 16 Byte 0:14:09 Ersetzungsstrategien 0:19:19 Ursachen für Fehlzugriffe 0:20:27 Cache-Kohärenzproblem 0:21:17

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2017/01/19

20 | 0:00:00 Starten 0:00:07 Kapitel 8 Cache Speicher 0:00:37 Speicherhierarchie 0:03:54 Cache-Speicher 0:06:45 Wieso kommt es zu einer Leistungssteigerung? 0:07:59 Funktionsweise eines Caches 0:09:23 Schreibzugriffe 0:15:13 Begriffe 0:16:48 8.3 Aufbau eines Cache-Speichers 0:19:52 8.4 Cache-Organisationsformen 0:20:08 Voll-Assoziativer Cache 0:27:01 Direct Mapped Cache 0:32:53 n-Way Set-Assoziative Cache 0:43:28 Beispiel: Organisation eines Cahces mit 8 Cache Lines à 16 Byte 0:47:57

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2017/01/19

19 | 0:00:00 Starten 0:00:07 Kapitel 8: Cache-Speicher 0:05:26 Prozessor-Speicher-Performance-Unterschied 0:07:29 Speicherhierarchie 0:20:00 8.1 Cache-Speicher 0:31:53 Wieso kommt es zur einer Leistungssteigerung? 0:34:58 8.2 Funktionsweise eines Caches 0:40:10 Schreibzugriffe: Durchschreibverfahren 0:42:42 Schreibzugriffe: Gepuffertes Durchschreibverfahren 0:44:59 Schreibzugriffe: Rückschreibverfahren 0:47:46 Prinzip des Rückschreibverfahren 0:48:14 Rückschreibverfahren 0:50:09

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Rechnerorganisation, Übung, WS 2016/17, 21.12.2016, 18

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2017/01/12

18 | 0:00:00 Starten 0:00:09 Übung 5: Pipelining 0:00:49 MIPS-Befehlsformate 0:01:09 Welches Register wird gelesen bzw. beschrieben? 0:01:56 Befehlsabarbeitung und Datenpfade in MIPS 0:06:54 DLX-Pipelinestufen 0:08:53 Pipeline-Konflikte 0:10:01 Drei Arten von Pipeline-Konflikten 0:12:08 Pipelinekonflikte in der DLX Pipeline 0:14:08 Datenabhängigkeiten 0:17:47 Aufgabe 1 0:19:23 Aufgabe 1.1 0:24:38 Aufgabe 1.2 0:28:06 Aufgabe 1.3 0:33:11 Aufgabe 1.4 0:33:48 Forwarding-Techniken 0:39:08 Aufgabe

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2016/12/23

17 | 0:00:00 Starten 0:00:09 Fortsetzung Kapitel 7 0:00:53 Wiederholung: Organisationsprinzip des von Neumann Rechners 0:01:13 Wiederholung: Allgemeine Struktur 0:03:19 Wiederholung: 7.2 Klassifizierung von Halbleiterspeichern 0:03:38 Wiederholung: Statische CMOS-Speicherzellen 0:06:19 Wiederholung: Dynamische MOS-Speicherzellen 0:13:26 Dynamische MOS-Speicherzellen 0:26:14 7.3 Organisation von Speicherbausteinen 0:30:38 Beispiel: Selektieren einer Speicherzelle aufgrund der gegebenen

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2016/12/20

16 | 0:00:00 Starten 0:00:09 Kapitel 6 Pipeline-Verarbeitung 0:00:44 6.5.5 Steuerflusskonflikte 0:01:11 Steuerflusskonflikte durch Verzweigung 0:06:15 Branch Target Buffer (BTB) 0:10:24 Indirekte Sprünge 0:11:03 Rücksprünge 0:11:21 Statische Sprungvorhersage 0:14:52 Dynamische Sprungvorhersage: 1-Bit Prädikator 0:19:56 Dynamische Sprungvorhersage: n-Bit Prädikator 0:34:21 6.6 Beispiele für Pipelines 0:35:42 Pentium 4 Prozessor Architektur 0:37:18 Intel Pentium 4 (bis 2006) 0:40:00 Intel 3rd

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2016/12/20

15 | 0:00:00 Starten 0:00:48 Wiederholung: 6.4 DLX-Pipelinestufen 0:03:17 Wiederholung: 6.5 Pipeline-Konflikte 0:03:42 Wiederholung: Beispiel: Datenabhängigkeiten 0:06:23 Wiederholung: 6.5.2 Datenkonflikte 0:09:40 Wiederholung: Forwarding-Techniken 0:16:47 Wiederholung: 6.5.3 Ressourcenkonflikte 0:18:41 Wiederholung: 6.5.5 Steuerflusskonflikte 0:23:10 Fortsetzung: Steuerflusskonflikte durch Verzweigung 0:38:09 Statische Sprungvorhersage 0:47:46 Branch Target Buffer (BTB) 0:59:05 Indirekte

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Rechnerorganisation, Übung, WS 2016/17, 07.12.2016, 14

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2016/12/20

14 | 0:00:00 Starten 0:00:09 Fortsetzung Übung 3 0:00:25 Befehlssatz (1) 0:03:01 Lade- und Speicherbefehle 0:04:31 Beispiel 0:06:22 Unterscheidung zwischen lb und lbu 0:11:59 Laden von 32-Bit-Operanden 0:15:30 Der globale Zeiger $gp 0:17:57 Befehlssatz (2) 0:21:42 Wichtige MIPS-Befehle 0:22:20 Ersetzung von Pseudoinstruktionen 0:23:51 Beginn Übung 4 0:24:35 Programmtechniken 0:33:05 Stackprogrammierung 0:36:57 Unterprogrammaufrufe 0:51:45 Stack-Rahmen (stack-frame) 0:52:49 Beispiel für einen

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2016/12/13

13 | 0:00:00 Starten 0:00:09 Fortsetzung Kapitel 6 - Pipeline-Verarbeitung 0:01:18 Wiederholung: 6.1 Pipeline-Verarbeitung 0:03:44 Wiederholung: Definitionen 0:05:46 Wiederholung: Leistungssteigerung durch Pipelining 0:07:47 Wiederholung: Durchsatz 0:09:40 Wiederholung: Datenpfad für die MIPS-Architektur 0:11:24 Erinnerung: Pipeline-Stufen und Pipeline-Register 0:12:27 6.4 DLX-Pipelinestufen 0:21:09 Phasen der Befehlsausführung in der DLX-Pipeline 0:23:36 Beispiel: load-word 0:26:28 Beispiel:

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2016/12/08

11 | 0:00:00 Starten 0:00:09 Fortsetzung Kapitel 5 - Ein grundlegendes Rechnermodell 0:00:55 Wiederholung: 5.1 Organisationsprinzip des von Neumann Rechners 0:01:41 Wiederholung: 5.2 Aufbau eines einfachen μP 0:04:36 Wiederholung: Aufbau eines einfachen μP - Registersatz 0:04:54 Wiederholung: Der (Laufzeit-)Stack ""Kellerspeicher"" 0:06:09 Wiederholung: Hardware-Unterstützung des Stacks 0:06:42 Verwaltung des Stackregisters 0:11:34 Aufbau eines einfachen μP - Adresssatz /

01:31:25

Rechnerorganisation, Übung, WS 2016/17, 30.11.2016, 12

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2016/12/08

12 | 0:00:00 Starten 0:00:22 Assemblerprogrammierung mit dem MIPS-Simulator MARS 0:02:14 Warum MIPS? 0:05:10 Der MARS-Simulator 0:05:50 Installation und Benutzung 0:06:17 Aufbau des MIPS-Prozessors 0:08:14 Koprozessoren 0:08:20 Registersatz 0:11:08 Speicheraufteilung 0:13:19 Syntax der MIPS-Assemblersprache 0:16:29 MIPS-Assemblerdirektiven 0:22:42 Beispiel: MIPS-Assemblerdirektiven 0:25:34 Systemaufrufe 0:29:12 Beispiel 0:34:22 Ausgabe einer Integerzahl mit LF 0:35:25 Datenformate im

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2016/12/01

10 | 0:00:00 Starten 0:00:25 4.3 Adressierungsarten 0:01:22 4.4 RISC & CISC 0:01:33 CISC vs. RISC 0:07:36 Aufbau eines RISC-Prozessors 0:17:50 RISC - Superskalar 0:18:54 5 Ein grundlegendes Rechnermodell 0:19:13 Grundlegende Rechenorganisation 0:19:50 5.1 Organisationsprinzip des von Neumann Rechners 0:22:15 Komponenten des von Neumann Rechners 0:24:40 5.2 Aufbau eines einfachen up 0:31:09 5.2.1 Steuerwerk 0:32:36 Taktengenerator 0:35:48 Mikroprogrammsteuerwerk 0:45:32 Ein-/Ausgabesignal des

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2016/12/01

09 | 0:00:00 Starten 0:00:55 Speicheradressierung (1) 0:01:48 Speicheradressierung (2) 0:02:23 Speicheradressierung (8) 0:02:57 Speicheradressierung (9) 0:05:05 4.2 Befehlssatz 0:05:23 Befehlsformate des MIPS-Prozessors (1) 0:08:23 4.3 Adressierungsarten 0:13:26 4.3.1 Register-Adressierung 0:15:22 Implizite Adressierung 0:18:01 Flag-Adressierung 0:20:24 Explizite Register-Adressierung 0:22:07 4.3.2 Einstufung Speicher-Adressierung 0:22:50 Unmittelbare Adressierung 0:28:15 Direkte

01:27:17

Rechnerorganisation, Übung, WS 2016/17, 16.11.2016, 08

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2016/11/22

08 | 0:00:00 Starten 0:00:11 Übung 2: Mikroprogrammierung | MIMA-Architektur | Einführung in die Assembler-Programmierung 0:00:59 Organisationsprinzip des von Neumann Rechners 0:01:51 Zentraleinheit 0:02:20 Zentraleinheit: Leitwerk 0:02:54 Zentraleinheit: Rechenwerk 0:03:33 Hauptspeicher 0:04:30 Verbindungsstruktur (BUS) 0:05:18 Ein-/Ausgabesystem (Peripheriegeräte) 0:05:44 Komponenten eines von-Neumann Rechners 0:06:49 Aufbau eines einfachen Mikroprozessors 0:08:42 Mikroprogrammierung 0:11:20

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