Architektura Komputerow

Data:
16.04.2008r.
Wydanie: I
Załącznik
Status:
obowiązujący
Symbol:
Z-5.4-1-1
Strona:
1/1
KARTA PRZEDMIOTU
KARTA PRZEDMIOTU
Wydział Automatyki, Elektroniki i Informatyki, Rok akademicki: 2009/2010
Nazwa przedmiotu:
ARCHITEKTURA
KOMPUTERÓW
Kierunek:
INFORMATYKA
Specjalność:
Wszystkie specjalności
Tryb studiów:
Stacjonarne I stopnia (dzienne)
Rodzaj przedmiotu:
Instytut/ Katedra:
Semestr:
Prowadzący przedmiot:
Prowadzący zajęcia:
kierunkowy
Liczba pkt ECTS: 2+3
Instytut Informatyki, Zakład Teorii Informatyki
5 (wykład), 6 (laboratorium)
Prof. dr hab. inŜ. Stanisław Kozielski (wykłady)
Liczba godzin
Laboratorium:
Wykład: 2
dr inŜ. Hafedh Zghidi
dr inŜ. Adam Duszeńko
dr inŜ. Jerzy Respondek
mgr inŜ. Daniel Kostrzewa
mgr inŜ. Paweł Jureczek
Ćwiczenia: -
Kod/nr
Laboratorium: 2
Projekt: Seminarium: -
Powiązanie ze standardami i cel kształcenia
Celem przedmiotu jest zapoznanie studentów z najwaŜniejszymi pojęciami dotyczącymi
architektury komputerów, przedstawienie głównych kierunków rozwoju architektury
komputerów, przedstawienie reprezentatywnych przykładów organizacji komputerów. W
ramach przedmiotu jest rozwijany opis budowy komputerów przedstawiany wcześniej w
ramach wykładu Podstawy informatyki a takŜe Mikroinformatyka. Główną część wykładu
stanowi szczegółowa prezentacja architektury komputerów równoległych.
Przedmiot pokrywa następujące treści kształcenia określone w standardach dla kierunku
informatyka: Organizacja i architektura systemów pamięci. Organizacja jednostki centralnej.
Wieloprocesorowość i architektury alternatywne.
Przedmioty wprowadzające oraz wymagania wstępne
Podstawy informatyki, Mikroinformatyka.
Załącznik
Data:
16.04.2008r.
Wydanie: I
Status:
obowiązujący
Symbol:
Z-5.4-1-1
Strona:
2/1
KARTA PRZEDMIOTU
Treść wykładów:
Historia rozwoju architektury komputerów: pierwsze komputery, wpływ rozwoju
technologii elektronowej na architekturę komputerów, kolejne generacje komputerów.
Komputery o rozwiniętej liście rozkazów (CISC). Komputery o zredukowanej liście
rozkazów (RISC): załoŜenia, przykład komputera RISC I. Potokowa realizacja rozkazów mechanizmy przetwarzania potokowego: problem realizacji rozkazów skoków (skoki
opóźnione, przewidywanie kierunku skoku) oraz problem zaleŜności między danymi
(zmiana kolejności wykonania rozkazów, szyna zwrotna). Architektura superskalarna oraz
architektura VLIW. Przykłady procesorów o architekturze superskalarnrej: procesory
UltraSPARC, Motorola, PowerPC, Power.
Architektura komputerów równoległych. Klasyfikacja systemów równoległych - formy
równoległości: równoległość na poziomie rozkazów i równoległość na poziomie
procesorów, klasyfikacja Flynna; inne klasyfikacje. Komputery wektorowe: rozkazy
skalarne a rozkazy wektorowe - idea komputera wektorowego, przegląd rozkazów
wektorowych. Przykłady komputerów wektorowych, zastosowania komputerów
wektorowych. Komputery macierzowe: ogólna koncepcja, sieci łączące, przykłady
komputerów macierzowych. Systemy wieloprocesorowe: Systemy ze wspólną pamięcią:
sposoby łączenia elementów systemu, utrzymywanie spójności pamięci podręcznych wspólna magistrala, systemy wielomagistralowe, przełącznica krzyŜowa, pamięć
wieloportowa, wielostopniowe sieci połączeń. Systemy o architekturze NUMA. Przykłady
systemów SMP. Systemy z pamięcią rozproszoną: sieci łączące, rola procesora w
pośrednictwie przesyłu komunikatów - systemy pierwszej i drugiej generacji, rozwój
systemów z pamięcią rozproszoną na przykładzie systemów wykorzystujących procesory
firmy Intel i firmy IBM. Klastry: definicja i własności. Klastry o wysokiej wydajności i
klastry o wysokiej niezawodności. Przykłady klastrów.
Treść/Tematy:
Celem laboratorium jest praktyczne zapoznanie studentów z róŜnymi architekturami
komputerowymi, róŜnymi systemami operacyjnymi i technologiami programowania równoległego
i rozproszonego.. Studenci zapoznawani są z komputerami opartymi o procesorach Sparc,
PowerPC , x86 pracujących pod kontrolą róŜnych systemów operacyjnych (Windows, Linux, Sun
Solaris, OS/400).
Szczegółowy zestaw ćwiczeń laboratoryjnych:
AS/400 – Komunikacja i metody dostępu do danych w systemie AS/400
Sparc – Programowanie niskopoziomowe procesora Sparc
RPC – Programowanie równoległe ze statycznym podziałem zadań z wykorzystaniem
mechanizmów zdalnego wywołania procedur na platformie UNIX
PVM – Programowanie równoległe z dynamicznym podziałem zadań oparte o przesył
komunikatów z wykorzystaniem równoległej maszyny wirtualnej
Mosix – Wykorzystanie klastra stacji roboczych do obliczeń równoległych i zrównowaŜenia
obciąŜenia
JavaSpaces – Programowanie równoległe z wykorzystaniem pamięci współdzielonej
i rozproszonej w języku Java
Załącznik
Data:
16.04.2008r.
Wydanie: I
Symbol:
Z-5.4-1-1
Strona:
Status:
obowiązujący
3/1
KARTA PRZEDMIOTU
Metody dydaktyczne
Wykład jest prowadzony w oparciu o prezentację multimedialną z wykorzystaniem
tablicy. Kolejne części prezentacji są udostępniane studentom na stronie internetowej.
Na ćwiczeniach laboratoryjnych, kaŜdy student ma samodzielne stanowisko komputerowe
i wykonuje pełen zestaw zadań, zleconych przez prowadzącego.
Dodatkowo, na stronie przedmiotu znajdują się dodatkowe materiały dla studentów.
Forma egzaminu/zaliczenia przedmiotu
1. Wykład — zaliczany na podstawie testu.
2. Zasady zaliczania laboratorium:
• Wymagana jest obecność na wszystkich zajęć laboratoryjnych i uzyskanie
pozytywnej oceny z kaŜdego ćwiczenia. Ocena z ćwiczenia to średnia oceny
z kartkówki i zadania laboratoryjnego. Końcowa ocena z laboratorium to średnia
arytmetyczna z wszystkich 6 ćwiczeń laboratoryjnych..
Minimalne wymagania do egzaminu /zaliczenia:
• obecność na wszystkich laboratoriach,
•
przygotowanie do laboratorium (na podstawie instrukcji, wykładów oraz literatury
wskazanej przez prowadzącego),
• pozytywne zaliczenie wszystkich ćwiczeń laboratoryjnych.
Literatura (podstawowa i specjalistyczna):
•
•
•
A.S. Tanenbaum, Strukturalna organizacja systemów komputerowych. Helion,
2006
W. Stallings, Organizacja i architektura systemu komputerowego. Projektowanie
systemu a jego wydajność. WNT, W-wa, 2004.
S. Kozielski, Z. Szczerbiński, Komputery równoległe, architektura, elementy
programowania. WNT, Warszawa, 1994.
Literatura uzupełniająca:
•
•
L. Null, J. Lobur, Struktura organizacyjna i architektura systemów
komputerowych, Helion, 2004
J. Kitowski, Współczesne systemy komputerowe, CCNS, Kraków, 2000.
Zatwierdzono:
…………………………….
…………………………………………………
(data i podpis prowadzącego)
(data i podpis Dyrektora Instytutu/Kierownika Katedry)