Rechnerarchitektur: Entwurf moderner Mikroprozessoren

Jede Zeile Software, die Sie schreiben, wird letztendlich auf physischer Hardware ausgeführt. Das Verständnis dafür, wie moderne Mikroprozessoren diese Anweisungen übersetzen und ausführen, ist der Schlüssel zu hochoptimiertem, effizientem Code und zur Entwicklung von Computersystemen der nächsten Generation. Dieser Kurs führt Sie von den absoluten Grundlagen logischer Gatter und der Binärdarstellung zu den komplexen Designmustern moderner Prozessoren. Sie erlangen ein tiefes, konzeptionelles Verständnis der Struktur von Computersystemen und schließen die Lücke zwischen höheren Programmiersprachen und physischer Siliziumtechnologie. Lerninhalte: - Die grundlegenden Prinzipien der Binärarithmetik, logischer Gatter und digitaler Schaltungen verstehen. - Die Architektur von Befehlssätzen (ISA) erkunden und sich dabei auf moderne offene Standards wie RISC-V konzentrieren. - Die CPU-Pipeline analysieren, einschließlich Gefahrenerkennung, Weiterleitung und Sprungvorhersage. - Speicherhierarchie-Designs bewerten, von Hochgeschwindigkeitscaches bis hin zur virtuellen Speicherverwaltung. - Moderne Parallelisierungskonzepte untersuchen, darunter Mehrkernprozessoren und Hardware-Software-Co-Design. Sie beginnen mit grundlegenden Hardware-Definitionen und wichtigen Fachbegriffen, bevor Sie Schritt für Schritt die Ausführungsphasen von Prozessoren, Speichersysteme und moderne Architekturoptimierungen kennenlernen. Der Stoff wird durch schriftliche Entwurfsszenarien und Übungen zur konzeptionellen Analyse vertieft. Dieser Kurs richtet sich an angehende Hardware-Ingenieure, Informatikstudenten und Softwareentwickler, die die Funktionsweise ihres Codes verstehen möchten. Vorkenntnisse im Hardwarebereich sind nicht erforderlich. Lernen Sie noch heute die Geheimnisse des modernen Mikroprozessor-Designs kennen!