《计算机系统》课程教学大纲(2)

2019-04-15 16:49

1. PC计算机的发展回顾; 2. Intel Core微架构; 3. AMD 64处理器架构; 4. 主板芯片组;

5. 未来PC处理器的发展方向。 2.教学基本要求

1. 熟练掌握内容:影响PC处理器发展的两个重大事件,Intel Core微架构的特点,AMD 64处理器架构的特点,主板芯片组的概念。

2. 掌握内容:PC计算机的四代发展,未来PC处理器的发展方向。 3. 了解内容:前端总线FSB。 3.重点和难点 重点

1. 影响PC处理器发展的两个重大事件分析; 2. Intel Core微架构的分析; 3. AMD 64处理器架构的分析; 4. 主板芯片组的功能;

5. 未来PC处理器的发展方向。 难点

1. Intel Core微架构的分析; 第八部分 多处理机系统 1. 教学内容

1. 指令级并行性的限制和超线程技术; 2. 多处理器构成的系统结构; 3. 多处理器的Cache一致性; 4. 多处理器系统的同步机制; 5. 集群系统;

6. 多处理器系统的程序并行性; 7. 曙光5000超级计算机。 2.教学基本要求

1. 熟练掌握内容: MIMD计算机的基本结构(共享存储多处理机, 分布存储多处理机), Cache一致性,集群系统及其特点。

2. 掌握内容:指令级并行性的限制,限制单处理器发展的其它主要因素,超线程技术,多核处理器结构,对称式共享存储器系统和多处理器的Cache一致性,分布式共享存储器系统和基于目录的Cache一致性,多处理器系统的同步机制概念,集群系统的关键技术,多处理器系统的程序并行性挖掘。

3. 了解内容:多处理器并行处理定量分析和所遇到的问题,多处理器系统的同步机制处理,支持并行程序的软件工具,曙光5000超级计算机。

3.重点和难点 重点

1. MIMD计算机的基本结构; 2. 指令级并行性的限制; 3. 多核处理器结构; 4. Cache一致性;

5. 多处理器系统的同步机制概念; 6. 集群系统的关键技术;

7. 多处理器系统的程序并行性挖掘。 难点

1. Cache一致性;

2. 多处理器系统的程序并行性挖掘。 第九部分 DLX虚拟处理器及其实验 1. 教学内容

1. WinDLX虚拟处理器概述;

2. WinDLX虚拟处理器的指令系统; 3. WinDLX汇编;

4. WinDLX的流水线结构;

5. WinDLX虚拟处理器上机操作; 6. DLX虚拟处理器实验。 2.教学基本要求

1. 熟练掌握内容:WinDLX虚拟处理器,WinDLX的流水线结构,WinDLX虚拟处理器上机操作。

2. 掌握内容:DLX虚拟处理器实验。

3. 了解内容:WinDLX虚拟处理器的指令系统;WinDLX汇编。 3.重点和难点 重点

1. WinDLX的流水线结构;

2. WinDLX虚拟处理器上机操作;

3. DLX虚拟处理器优化流水线处理的实验。 难点

1. WinDLX的流水线结构;

教学方法

课堂讲授采用多媒体教学和组织讨论方式。 结合理论进行实验,自主分析实验结果。

1. 学时分配(共计48学时) 部分 教学内容 讲课实验内容 实验课时 课时 一 计算机系统结构的基础 6 二 计算机指令系统 6 三 存储系统 4 四 输入输出系统 2 五 流水线技术与向量处理技8 实验一? 熟悉WinDLX的使用 1 术 六 并行处理机 6 实验二? DLX流水线结构相关 1 七 PC计算机的系统结构 4 实验三? DLX流水线数据相关 2* 八 多处理器系统 6 实验四? DLX流水线指令调度 2* 九 DLX虚拟处理器 自学 合计 42 6 1. 教学中应注意的问题

1. 注意从系统分析和设计的角度,让学生重点建立起完整的计算机系统的概念和基本分析方法。在讨论各种系统结构时,紧紧围绕系统可能出现的瓶颈和克服瓶颈的方法进行介绍。

2. 紧密结合学生计算机应用实际,突出现代高级微型计算机系统结构介绍和分析,为学生掌握主流微型计算机系统结构发展打下基础。

3. 利用PC平台上的DLX虚拟处理器进行以流水线结构研究为主的实验,要求写出实验报告。

4. 适当开展教学讨论、作业难题分析和实验结果分析。 2. 课程考核

论文写作、实验和平时作业、学习表现相结合构成成绩总分,其中论文成绩占70%,实验及平时成绩占30%。

1. 适用教材和参考教材及资源

适用教材

1.蔡启先. 计算机系统结构. 北京:电子工业出版社,2008 参考教材及资源 1.John L.Hennessy, David A.Patterson. 计算机系统结构——量化研究方法(第四版) 白跃彬 译. 北京: 电子工业出版社 ,2007 2.John L.Hennessy, David A.Patterson. 计算机系统结构:一种定量的方法(第二版). 郑纬民,汤志忠,汪东升等译. 北京:清华大学出版社,2002

3.郑纬民,汤志忠.计算机系统结构(第二版).北京:清华大学出版社,1998 4.李学干. 计算机系统的体系结构. 北京:清华大学出版社,2006

5.尹朝庆,唐建雄,陈莉. 计算机系统结构. 武汉:华中理工大学出版社,2000 6.胡越明. 计算机系统结构. 北京:北京航空航天大学出版社,2007

7.李学干. 《计算机系统结构》学习指导与题解. 西安:西安电子科技大学出版社,2001 8.尹朝庆,卢苇,吴钊等. 计算机系统结构学习指导与题解. 武汉:华中理工大学出版社,2003

9.高辉. 计算机系统结构应试指导. 北京:清华大学出版社,2003

10.孙方. 计算机系统结构习题与真题解析. 北京:中国水利水电出版社,2004

11.Kai Wang. 高等计算机系统结构 并行性 可扩展性. 王鼎兴等译. 北京:清华大学出版社,南宁:广西科学技术出版社,1995

12.Buyya R. 高性能集群计算:结构与系统(第一卷). 郑纬民等译. 北京: 电子工业出版社 ,2001

13.王鼎兴,陈国良等. 互联网络结构分析. 北京:科学出版社,1990 14.WinDLX模拟器. www.nwnu.edu.cn/sxxy/zikao/wxn/chapter2.pdf 15.白中英,杨旭东. 并行计算机系统结构. 北京:科学出版社,2002 2008年10月(执笔 蔡启先)


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