Архитектура вычислительных систем

2021/2022

Учебный год

RUS

Обучение ведется на русском языке

4

Кредиты

Кто читает:

Департамент программной инженерии

Статус:

Курс обязательный

Когда читается:

2-й курс, 1, 2 модуль

Преподаватели

Афанасьев Михаил Анатольевич

Лазарева Карина Романовна

Легалов Александр Иванович

Программа дисциплины

Аннотация

Дисциплина “Архитектура вычислительных систем” направлена на изучение особенностей организации компьютеров и методов взаимодействия между их подсистемами. Рассматриваются особенности многоуровневого построения архитектур и взаимное влияние этих уровней, что необходимо учитывать для повышения эффективности разрабатываемого программного обеспечения. Основной акцент сделан на архитектуры уровня системы команд и используемый для программирования на данном уровне язык ассемблера. Показана взаимосвязь данного уровня с операционной системы и вышестоящим уровнем языков системного программирования. Представляются различные подходы к построению архитектур на уровне системы команд. Приводится поддержка параллелизма и рассмотрены ключевые архитектуры параллельных вычислительных систем.

Цель освоения дисциплины

• Формирование профессиональных компетенций, связанных с использованием теоретических знаний в области архитектур вычислительных систем.
• Ознакомление с современными архитектурами вычислительных систем с целью заложить основы для последующих курсов, посвящённых созданию современных информационных систем и архитектур программного обеспечения.
• Получение навыков в области выбора и сочетания архитектур вычислительной системы, наилучшим образом раскрывающего потенциальные возможности решаемой задачи с учётом заданных требований к программному обеспечению.

Планируемые результаты обучения

• Понимание взаимосвязей между различными уровнями архитектурных решений и особенностей отображения вышестоящих уровней в нижестоящие.
• Умение выбирать при разработке программного обеспечения архитектурные решения, повышающие эффективность современных компьютеров с учетом их аппаратных возможностей, операционных систем и языков программирования различного уровня организации.
• Понимание тенденций развития архитектур современных вычислительных систем.

Содержание учебной дисциплины

• Архитектура вычислительных систем (ВС). Основные понятия и определения.
• Архитектура ВС уровня универсальных языков программирования.
• Отображение типизации и однозначности на структурные и архитектурные решения.
• Архитектура уровня операционной системы (ОС).
• Архитектура уровня системы (набора) команд.
• Отражение архитектуры уровня системы команд в языке Ассемблера.
• Архитектуры уровня системы команд популярных и перспективных процессоров.
• Микроархитектура.
• Архитектура процессоров компании Intel.
• Архитектуры параллельных вычислительных систем. Структурные аспекты.
• Архитектуры параллельных вычислительных систем. Модельные аспекты.
• Архитектуры параллельных вычислительных систем. Многопоточность.
• Архитектуры параллельных ВС. Организация распределенных вычислений.
• Архитектуры параллельных ВС. Графические ускорители.
• Сетевые архитектуры.
• Вычислители с программируемой архитектурой.
• Нетрадиционные архитектуры ВС.
• Предметно-ориентированные архитектуры.

Элементы контроля

• Проверка домашних заданий 1-5
• Экзамен
  Экзамен проводится в форме письменного тестового задания. Оценка за экзамен выставляется пропорционально количеству правильных ответов на тестовые задания с округлением по математическим правилам. Например, при ответе на 8 тестовых заданий из 10 будет получена оценка: (8 / 10)* 0.2 = 0.16

Промежуточная аттестация

• 2021/2022 учебный год 2 модуль
  Оценка курса складывается из следующих составоящий, каждая из которых задается с соответстующим коэффициентом: Все домашние задания имеют коэффициент: 0.650 Участие в семинарах и работа на них имеет коэффициент: 0.150 Экзамен учитывается с коэффициентом: 0.200 В рамках выделенного для всех заданий коэффициента = 0.650 проводится следующее их разделение по отдельных заданиям: • Задание 1: K1 = 0.1 • Задание 2: K2 = 0.1 • Задание 1: K3 = 0.15 • Задание 1: K4 = 0.1 • Задание 2: K2 = 0.2