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Universität Erlangen-Nürnberg

Master of Science Informatik

Prof. Dr.

2024

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Masterprojekt Rechnerarchitektur - Cheatsheet
Masterprojekt Rechnerarchitektur - Cheatsheet Pipeline-Design und -Optimierung Definition: Prozess zur Minimierung von Konflikten und Maximierung des Durchsatzes in Pipeline-Architekturen. Details: Ziele: erhöhen der Instruktionsrate (throughput), Reduzieren der Latenz Branch Prediction: Vermeidung von Pipeline-Stalls durch Wahrscheinlichkeitsberechnung Hazard-Mitigation: Daten-, Steuer-, und stru...

Masterprojekt Rechnerarchitektur - Cheatsheet

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Masterprojekt Rechnerarchitektur - Exam
Masterprojekt Rechnerarchitektur - Exam Aufgabe 1) Pipeline-Design und -Optimierung Der Prozess zur Minimierung von Konflikten und Maximierung des Durchsatzes in Pipeline-Architekturen ist ein zentraler Bestandteil moderner Prozessorentwicklung. Dabei geht es um die effiziente Gestaltung der Pipeline, um die Instruktionsrate (throughput) zu erhöhen und die Latenz zu reduzieren. Dies umfasst mehrer...

Masterprojekt Rechnerarchitektur - Exam

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Was ist das Hauptziel bei der Pipeline-Design und -Optimierung?

Welche Technik wird verwendet, um Pipeline-Stalls durch Wahrscheinlichkeitsberechnung zu vermeiden?

Welche Methode wird genutzt, um strukturelle und Daten-Hazards anzusprechen?

Was kennzeichnet einen Multi-Core-Prozessor?

Wie viele Kerne haben typischerweise Multi-Core-Prozessoren?

Welche Herausforderungen bestehen bei der Nutzung von Many-Core-Prozessoren?

Was ist die Definition von Leistungsmessinstrumenten und -metriken?

Nenne typische Metriken zur Leistungsmessung.

Welche Instrumente sind wichtig für die Leistungsmessung?

Was macht eine Speicherhierarchie in einem Computersystem?

Welche Cache-Hierarchieebenen existieren in einem Computersystem?

Was bedeutet Cache-Kohärenz in Multi-Core-Systemen?

Was versteht man unter Inter-Prozessor-Kommunikation und Synchronisation (IPC)?

Welche Mechanismen und Protokolle sind entscheidend für IPC?

Welche Methoden werden zur Synchronisation in IPC genutzt?

Was ist eine Co-Design-Methodologie?

Welche Zielsetzungen hat die Co-Design-Methodologie?

Was fördert die Co-Design-Methodologie?

Was ist eine neuromorphe Rechnerarchitektur?

Welche technologischen Konzepte verwendet die neuromorphe Architektur?

Nennen Sie mindestens zwei Beispiele für neuromorphe Hardware.

Was ist Benchmarking in der Informatik?

Was versteht man unter Profiling in der Informatik?

Welche Metriken sind wichtig beim Benchmarking und Profiling?

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Diese Konzepte musst du verstehen, um Masterprojekt Rechnerarchitektur an der Universität Erlangen-Nürnberg zu meistern:

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Design und Implementierung von Prozessorarchitekturen

Das Studium umfasst die theoretischen und praktischen Aspekte des Designs und der Implementierung von Prozessorarchitekturen. Dabei wird gelernt, wie die grundlegenden Bausteine eines Prozessors entworfen und optimiert werden.

  • Grundlagen der Prozessorarchitektur
  • Pipeline-Design und -Optimierung
  • Befehlssatzarchitekturen (ISA)
  • Speicherhierarchien und Caches
  • Verifizierung und Test von Prozessoren
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02
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Parallele Rechnersysteme

In diesem Abschnitt wird das Design und die Implementierung von parallelen Rechnersystemen behandelt. Der Fokus liegt auf der effizienten Nutzung von Mehrkernprozessoren und Cluster-Computing.

  • Multi-Core und Many-Core Prozessoren
  • Parallelisierungsstrategien und -algorithmen
  • Inter-Prozessor-Kommunikation und Synchronisation
  • Verteilte Systeme und Speicherverwaltung
  • Performanzanalyse paralleler Systeme
Karteikarten generieren
03
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Leistungsbewertung und Optimierung von Architekturen

Dieser Themenbereich deckt Methoden zur Leistungsbewertung und Optimierung von Rechnerarchitekturen ab. Es wird vermittelt, wie Leistungseigenschaften gemessen und optimiert werden können.

  • Leistungsmessinstrumente und -metriken
  • Benchmarking und Profiling
  • Bottleneck-Analyse
  • Power- und Energiemanagement
  • Optimierungstechniken auf Hardware- und Software-Ebene
Karteikarten generieren
04
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Hardware/Software Co-Design

In diesem Teil des Kurses wird das Co-Design von Hardware und Software behandelt. Ziel ist es, beide Komponenten optimal aufeinander abzustimmen, um die Gesamtsystemleistung zu steigern.

  • Integration von Hardware und Software
  • Spezifikationssprachen und -werkzeuge
  • Co-Design-Methodologien
  • Rapid Prototyping
  • Design Space Exploration
Karteikarten generieren
05
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Erweiterte Themen der Rechnerarchitektur

Fortgeschrittene Konzepte und aktuelle Forschungsschwerpunkte der Rechnerarchitektur werden in diesem Abschnitt behandelt. Dies umfasst innovative Ansätze und zukunftsweisende Technologien.

  • Neuromorphe Rechnerarchitektur
  • Quantencomputing
  • Rekonfigurierbare Hardware (FPGAs)
  • Domänenspezifische Architekturen
  • Aktuelle Forschung und Trends in der Rechnerarchitektur
Karteikarten generieren

Alles Wichtige zu diesem Kurs an der Universität Erlangen-Nürnberg

Masterprojekt Rechnerarchitektur an der Universität Erlangen-Nürnberg - Überblick

Im Rahmen des Informatikstudiums an der Universität Erlangen-Nürnberg bietet das Masterprojekt Rechnerarchitektur wertvolle Einblicke in die Welt der modernen Rechnerarchitekturen. Das Praktikum ist darauf ausgelegt, theoretische Kenntnisse mit praktischen Anwendungen in der Entwicklung und Implementierung von Rechnerarchitekturen zu verbinden. Du widmest Dich der Analyse und Optimierung sowohl traditioneller als auch fortgeschrittener Prozessorarchitekturen und entwickelst innovative Lösungen für komplexe Problemstellungen. Dadurch wirst Du optimal auf eine Karriere im Bereich der Rechnerarchitektur vorbereitet.

Wichtige Informationen zur Kursorganisation

Kursleiter: Prof. Dr.

Modulstruktur: Das Modul besteht aus theoretischen und praktischen Teilen. Der Schwerpunkt liegt auf der Entwicklung und Implementierung von Rechnerarchitekturen.

Studienleistungen: Die Prüfungen bestehen aus einem Projekt und einer mündlichen Prüfung am Ende des Semesters.

Angebotstermine: Das Kursangebot variiert, aber es wird normalerweise im Wintersemester angeboten.

Curriculum-Highlights: Design und Implementierung von Prozessorarchitekturen, Parallele Rechnersysteme, Leistungsbewertung und Optimierung von Architekturen, Hardware/Software Co-Design

So bereitest Du Dich optimal auf die Prüfung vor

Beginne frühzeitig mit dem Lernen, idealerweise schon zu Beginn des Semesters, um Dir die nötige theoretische Basis anzueignen.

Nutze verschiedene Ressourcen, wie Bücher, Übungsaufgaben, Karteikarten und Probeklausuren, um dein Wissen zu vertiefen.

Schließe Dich Lerngruppen an und tausche Dich mit anderen Studierenden aus, um gemeinsam Lösungsstrategien zu entwickeln.

Vergiss nicht, regelmäßige Pausen einzulegen und in diesen Zeiten komplett abzuschalten, um eine Überbelastung zu vermeiden.

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