Môn học cung cấp kiến thức nâng cao, giúp học viên hiểu rõ các vấn đề liên quan đến hệ thống phân bố, tính toán song song, lập trình song song,..... , “Computer Organization and Design[r]
(1)Trường Đại học Giao thông vận tải TP Hồ Chí Minh Khoa : Cơng nghệ thơng tin
Bộ mơn: Kỹ thuật máy tính
ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT HỌC PHẦN 1 Tổng quát học phần
Tên Học phần KIẾN TRÚC MÁY TÍNH NÂNG CAO (Advanced Computer Architecture)
Mã số HP: 60.48.01.01.01.02
Số tín TC (2, 1, 3)
Số tiết - Tổng 60 LT 30 BT/ TL
0/ 0
TN/ TH
0/ 15
BTL 15 TKMH/
DAMH
Thực tập bên ngoài: buổi Đánh giá (Thang
điểm 10 )
Quá trình: 40% Kiểm tra, tập, chuyên cần
Thi cuối kỳ: 60% Thi tự luận
Môn tiên Môn học trước Môn song hành
CTĐT ngành Khoa học máy tính Trình độ
Khối kiến thức
Thạc sỹ
Thuộc khối KT: Cơ sở
Ghi khác Sinh viên không vắng 20% số tiết học
Ghi chú: - Những chữ viết tắt: LT; lý thuyết, BT: tập, TL: thảo luận, TN: thí nghiệm, TH thực hành, BTL: tập lớn, TKMH: thiết kế môn học, DAMH: Đồ án môn học;
- Bài tập lớn: tín có khơng q BTL, học phần có không BTL - TKMH, DAMH: đồ án thiết kế mơn học có mã học phần riêng;
- Giờ lý thuyết: TC = 15 tiết; - Giờ BT,TL, TN,TH: 1TC =30 tiết
2 Mục tiêu học phần:
(2)Học phần bao gồm nội dung sau: (1) Phân loại hệ thống máy tính Đánh giá hiệu suất, (2) Bộ nhớ: nhớ phân cấp, nhớ ảo, cache, nhớ chung (3) Ống lệnh kỹ thuật tăng hiệu suất ống lệnh, (4) Máy tính RISC superscalar, (5) Các mơ hình cho việc xử lý song song (SIMD MIMD)
4 Tài liệu học tập
[1] J.Hennessy, D.Patterson, “Computer Architecture: A Quantitative Approach”, Morgan Kaufman, 2004
[2] Patterson, D.A., and Hennessy, J.L , “Computer Organization and Design: The
Hardware/Software Interface”, Morgan Kaufmann Publishers, 4th Edition, 2005
[3] W Stallings, “Computer Organization and Architecture: Designing for Performance”, Pearson Prentice Hall, 2006
5 Nội dung học phần:
5.1 Nội dung khái quát
TT Tên mục/ tiểu mục Lý thuyết (Số tiết)
BT/TL (Số tiết)
TN/TH (Số tiết)
BTL/DA (Số tiết)
Tổng số tiết/ TC 1 Chương 1: Tổng
quan tổ chức và kiến trúc máy tính
3
2 Chương 2: Kiến trúc
phần mềm xử lý 3 3 12
3 Chương 3: Tổ chức
bộ xử lý
3
12
4 Chương 4: Hệ thống bộ nhớ
6 3 12
5 Chương 5: Nhập xuất
3 3
6 Chương 6: Xử lý song song kiến trúc
6 3 12
Cộng: 30 15 15 60
(3)Chương 1: Tổng quan tổ chức kiến trúc máy tính
1.1 Các hệ máy tính 1.2 Phân loại máy tính
1.3 Các vấn đề hiệu suất kiến trúc máy tính
Tham khảo: Chương tài liệu [1], [2], Chương 1, tài liệu [3]
Phân loại kiến trúc máy tính
Giảng viên thuyết trình, phân tích ví dụ, tập, hướng dẫn học viên tự tìm đọc tài liệu
Dựa hỏi đáp, thảo luận trước lớp
Chương 2: Kiến trúc phần mềm xử lý 2.1 Định nghĩa kiến trúc máy tính
2.2 Tập lệnh kiểu định vị
2.3 Kiến trúc RISC kiểu định vị RISC
Tham khảo: Chương tài liệu [1], [2], Chương 10, 11, 12, 13 tài liệu [3]
Nắm thành phần hệ thống máy tính; tác vụ mà máy tính thực được; so sánh kiến trúc RISC CISC
Giảng viên thuyết trình, phân tích ví dụ, tập, hướng dẫn học viên tự tìm đọc tài liệu
Dựa tập, thảo luận trước lớp thực hành sinh viên
Chương 3: Tổ chức xử lý
3.1 Đường liệu điều khiển 3.2 Cơ chế xử lý ống lệnh
3.3 Kiến trúc superscalar
3.4 Kiến trúc máy tính với từ lệnh dài
Tham khảo: Chương tài liệu [2], Chương 14, 21 tài liệu [3]
Trình bày cấu trúc xử lý trung tâm, đường liệu; hiểu chế số kỹ thuật xử lý: ống lệnh, superscalar,…
Giảng viên thuyết trình, phân tích ví dụ, tập, hướng dẫn học viên tự tìm đọc tài liệu
Dựa tập, thảo luận trước lớp thực hành sinh viên
Chương 4: Hệ thống nhớ 4.1 Phân cấp hệ thống nhớ 4.2 Bộ nhớ cache
4.3 Bộ nhớ 4.4 Bộ nhớ 4.5 Bộ nhớ ảo
Tham khảo: Chương tài liệu [1], Chương tài liệu [2], Chương 4, 5, 6, tài liệu [3]
Hiểu giải thích vai trị phân cấp hệ thống nhớ; trình bày đặc điểm nhiệm vụ cấp
Giảng viên thuyết trình, phân tích ví dụ, tập, hướng dẫn học viên tự tìm đọc tài liệu
(4)Chương 5: Nhập xuất 5.1 Thiết bị ngoại vị 5.2 I/O Modules 5.3 Programmed I/O 5.4 Interupt-driven I/O
5.5 Direct Memory Access (DMA)
Tham khảo: Chương tài liệu [2], Chương tài liệu [3]
Nắm vững khái niệm, hiểu so sánh kỹ thuật xuất nhập:
programmed I/O, Interupt-driven I/O, DMA
Giảng viên thuyết trình, phân tích ví dụ, tập, hướng dẫn học viên tự tìm đọc tài liệu
Dựa tập, thảo luận trước lớp thực hành sinh viên
Chương 6: Xử lý song song kiến trúc 6.1 Phân loại kiến trúc xử lý song song 6.2 Đa xử lý đối xứng (SMP)
6.3 Đa luồng với chip đa xử lý 6.4 Hệ thống máy tính clusters 6.5 Tính tốn vector
Tham khảo: Chương tài liệu [1], Chương 17, 18 tài liệu [3]
Hiểu phân loại kiến trúc xử lý song song
Giảng viên thuyết trình, phân tích ví dụ, tập, hướng dẫn học viên tự tìm đọc tài liệu
Dựa tập, thảo luận trước lớp thực hành sinh viên
5.3 Phân bổ thời gian chi tiết
Nội dung
Phân bổ số tiết cho hình thức dạy - học
Tổng Lên lớp
Thực hành, thí nghiệm
Tự nghiên
cứu Lý
thuyết
Bài tập
Thảo luận
Chương 1: Tổng quan tổ chức kiến trúc máy tính
1.1 Các hệ máy tính 1
1.2 Phân loại máy tính 1
1.3 Các vấn đề hiệu suất
kiến trúc máy tính 1 2
(5)2.3 Kiến trúc RISC kiểu
định vị RISC 10
Chương 3: Tổ chức xử lý
3.1 Đường liệu điều
khiển 1
3.2 Cơ chế xử lý ống lệnh
3.3 Kiến trúc superscalar 1
3.4 Kiến trúc máy tính với từ lệnh
dài 1
Chương 4: Hệ thống nhớ
4.1 Phân cấp hệ thống nhớ 1
4.2 Bộ nhớ cache 1.5 2.5
4.3 Bộ nhớ 1.5 2.5
4.4 Bộ nhớ 1
4.5 Bộ nhớ ảo 1 4
Chương 5: Nhập xuất
5.1 Thiết bị ngoại vị 1
5.2 I/O Modules 0.5 0.5
5.3 Programmed I/O 0.5 1.5
5.4 Interupt-driven I/O 0.5 1.5
5.5 Direct Memory Access
(DMA) 0.5 1.5 3
Chương 6: Xử lý song song các kiến trúc
6.1 Phân loại kiến trúc xử lý song
song 1
6.2 Đa xử lý đối xứng (SMP)
6.3 Đa luồng với chip đa xử lý 1
6.4 Hệ thống máy tính clusters 1
6.5 Tính tốn vector 1
6 Các hiểu biết, kỹ cần đạt sau học môn học
(6)đánh giá hiệu suất máy tính
- Các kiểu kiến trúc máy tính, phân biệt RISC CISC - Tổ chức xử lý, phân cấp nhớ, kỹ thuật xuất nhập - Các hệ thống tính tốn song song
*Kỹ năng:
- Khả đánh giá hiệu suất hệ thống máy tính - Khả phân tích phân loại hệ thống máy tính
7 Hướng dẫn cách đánh giá học phần
- Quá trình: 20% Bao gồm điểm chuyên cần, đánh giá tháng, tập, thực hành thường kỳ
- Bài tập lớn: 20% chia lớp thành nhiều nhóm nhóm thực đồ án cuối đợt đánh giá kết theo nhóm (các thành viên báo cáo bảo vệ phần đồ án),
- Thi kết thúc học phần: 60%, Thi tự luận trắc nghiệm
TRƯỞNG KHOA TỔ TRƯỞNG BỘ MÔN