Computerarchitectuur

De meeste mensen hebben een intuïtief begrip van wat een computer kan doen, en hoe er mee kan worden omgegaan. Maar hoe rekent een computer nou eigenlijk, en hoe kunnen we ervoor zorgen dat die berekeningen sneller worden uitgevoerd?

In dit vak kijken we onder de motorkap van een moderne computer, en leren we hoe programma’s worden uitgevoerd. We gaan hierbij in op de verschillende onderdelen van een computer (processor, geheugen, input/output), en welke rol ze spelen bij het uitvoeren van een programma.

Daarnaast zullen we aandacht besteden aan verschillende methoden die afgelopen decennia zijn toegepast om computers sneller te maken, zoals pipelining, branch prediction, en caching. We bespreken de onderliggende principes van het ontwerp van computer-hardware, en de relevante rekenregels voor het analyseren van hun prestaties.

Door deze onderwerpen te doorgronden zult je na afloop van de cursus in staat zijn om te redeneren over programma’s die optimaal gebruik maken van deze technieken, en daardoor sneller zijn.

Leerdoelen
Na het volgen van deze cursus:
+ Kun je simpele berekeningen uitvoeren met binaire getallen.
+ Begrijp je hoe data en instructies in een moderne computer worden opgeslagen.
+ Kun je simpele programma's in een hoger niveau programmeertaal vertalen naar assembleercode.
+ Kun je simpele programma's in assembleercode lezen en manipuleren.
+ Begrijp je hoe assembleercode wordt omgezet naar machinecode.
+ Kun je eenvoudige digitale circuits ontwerpen.
+ Begrijp je hoe digitale circuits machinecode uitvoeren.
+ Kun je redeneren over de prestaties van een programma.
+ Weet je welke technieken hardwarecomponenten gebruiken om prestaties te verbeteren.
+ Begrijp je hoe programmacode optimaal gebruik kan maken van hardwarecomponenten.
+ Begrijp je de redenen om over te schakelen van sequentiële naar parallelle programma's.