معمارية الحاسوب

تُعدّ المعالجات الدقيقة (Microprocessors) أداة شديدة الأهمية لأنها منخفضة التكلفة، ومرنة، وتمكّنك من التحكم بالأنظمة الفيزيائية بطرق قوية وفعّالة. في هذه الدورة ستتعلّم كيف تُبنى المعالجات الدقيقة من الأساس، وكيف تُبرمجها، وكيف تُنشئ أنظمة متكاملة اعتماداً عليها. تنطلق الدورة من فهم التصميم الرقمي عبر المنطق التوافقي (Combinational Logic) ولبنات البناء المتزامنة للتسلسل (Synchronous Sequential Building Blocks)، ثم تنتقل خطوةً بخطوة إلى تصميم وبناء معالجاتك الخاصة. ستتعرف على كيفية الانتقال من المكوّنات الأساسية مثل المبدّلات (Multiplexers) ووحدات الحساب والمنطق (ALUs) والذواكر إلى معمارية معالج كاملة. خلال الدراسة ستعمل على بناء معالجات دقيقة بأنماط تنفيذ مختلفة: معالج أحادي الدورة (Single-cycle)، ثم معالج متعدد الدورات (Multicycle)، ثم معالج بخط أنابيب (Pipelined) لتحسين الأداء. كما ستتعلّم كتابة برامج بسيطة بلغة C وباللغة التجميعية (Assembly)، وربط البرمجيات بالعتاد لبناء أنظمة مضمنة (Embedded Systems) تجمع بين المكوّنات المادية والبرمجية. بنهاية الدورة ستكون قادراً على فهم المبادئ العملية التي تجعل المعالجات الدقيقة رخيصة ومرنة، وعلى تصميم معالجات مصغّرة قابلة للتنفيذ، وبناء أنظمة حقيقية تتحكم بأجهزة ومكوّنات فيزيائية اعتماداً على البرمجة والتصميم الرقمي معاً.

• كتابة برامج بسيطة بلغة C وباللغة التجميعية (Assembly)
• بناء أنظمة مضمنة تجمع بين البرمجيات والعتاد
• تصميم معالجات دقيقة أحادية الدورة ومتعددة الدورات وبخط أنابيب

• تفترض الدورة أنك أنهيت ENGR85A أو ما يعادلها في التصميم الرقمي، بما يشمل تصميم المنطق التوافقي والتسلسلي
• الإلمام بلغة Verilog ولبنات البناء مثل المبدّلات (Multiplexers) ووحدات الحساب والمنطق (ALUs) والذواكر
• توفر حقيبة المختبر الخاصة بمقرر ENGR85A (المنهج -> متطلبات العتاد والبرمجيات)