课程大纲-1617S1-高等计算机体系结构

2016-08-24 15:47:16

北京大学深圳研究生院

2016-2016学年 第一学期)

课程大纲

课程编号:04713860  开课学期:1617S1   总学时:48  学分:3

课程名称*:高等计算机体系结构

英文名称:Advanced Computer Architecture

教学方式:课堂讲授       考试方式:考试

先修要求: 计算机组成原理

主讲教师*:李险峰                 

辅助教师:无

学科领域:计算机应用技术

大纲执笔人*:李险峰

制定年月*:2016年5月

成绩评定方法:

作业(2次)占40%  + 实验/研究报告(1次)占20%  + 期末开卷笔试占40%

大纲内容简介(300汉字以内)*:

课程系统讲授现代微处理器及计算机系统设计的主要技术与方法,内容贯穿指令系统设计、计算机性能评测方法、主要的指令级并行技术、存储体系结构、访存性能加速技术、线程级并行技术与多处理器设计技术、数据级并行与GPU、任务级并行与仓库级计算机体系结构、虚拟机体系结构、嵌入式处理器与系统芯片设计技术。

大纲详细内容(2000汉字以内)*:(请按开课单元撰写,注明学时)

1.       课程介绍(3学时):课程目标、课程结构与安排、基本概念、发展历史。

2.       指令系统设计(3学时):指令系统概念、指令系统分类、指令系统设计与优化、RISC指令系统与MIPS案例介绍、汇编语言编程简介。

3.        单周期处理器设计(3学时):单周期处理器的数据通路与控制逻辑的设计。

4.       流水线技术(3学时):单周期处理器设计、流水线技术的概念和原理、流水线处理器的设计、分支预测技术。

5.       高速缓存设计(6学时):访存与性能、高速缓冲存储器(Cache)基础、Cache分类;Cache性能评估技术优化方法;

6.       虚拟存储体系(3学时):多级存储体系、虚拟内存与存储管理单元(MMU);DRAM原理与结构。

7.       指令级并行(3学时):指令级并行(ILP)、动态指令调度技术、静态指令调度技术、超标量处理器案例分析。

8.       多处理器与多线程体系结构(6学时):多处理器介绍、共享内存对称多处理器、Cache一致性协议、内存同一性模型、线程级并行(TLP)、多线程技术软件支持与编程模型。

9.       多线程体系编程模型(3学时):多线程技术软件支持与编程模型。

10.  数据级并行与GPU技术(3学时):数据级并行,向量处理器、图形处理单元GPU,GPU案例分析,GPU编程模型

11.  虚拟化技术与虚拟机(3学时):虚拟化的目标、历史、虚拟化技术原理、虚拟机主要结构、硬件虚拟化技术、虚拟化技术的软件支持。

12.  嵌入式处理器与片上系统(3学时):嵌入式系统介绍、嵌入式处理器设计、ARM处理器介绍、ASIP技术,系统芯片(System-on-Chip)。

13.    课程总结(3学时):系统回顾本课程所涉及的主要内容。

教材:

l  John Hennessy, David Patterson,计算机体系结构:量化研究方法(英文影印版,第5版),机械工业出版社,2012年

l  David Patterson, John Hennessy计算机组成与设计硬件/软件接口(英文影印版·第4版),机械工业出版社,2010年

参考资料:

1.  胡伟武(等),计算机体系结构,清华大学出版社,2011年