Напредни компјутерски архитектури

Објавено: јуни 28, 2022
1. Наслов на наставниот предмет Напредни компјутерски архитектури
2. Код 4ФЕИТ07З012
3. Студиска програма КТИ,КХИЕ
4. Организатор на студиската програма Факултет за електротехника и информациски технологии
5. Степен Прв циклус студии
6. Академска година / семестар IV/7 7. Број на ЕКТС 6
8. Наставник Д-р Данијела Ефнушева
9. Предуслов за запишување на предметот Положени: Компјутерски архитектури, Логички дизајн
10. Цели на предметната програма (компетенции). Запознавање со функциите на модерните елементи од напредните компјутерски системи: разни концепти за паралелизам на иструкции, синхронизација на мултипроцесори, современ дизајн на мемориска хиерархија и практични примери. По завршување на курсот студентите ќе бидат оспособени за:
– анализа и разбирање на напредни компјутерски архитектури;
– разбирање на техники за постигнување паралелизам на инструкциско ниво, податочно ниво и на ниво на нитки;
– разбирање на напредни процесорски архитектури: вектори, суперскалари, VLIW процесори, процесори со повеќе-кратно издавање на инструкции итн.;
– разбирање на паралелни процесори: повеќе-јадрени процесори со споделена и дистрибуирана меморија;
– разбирање на напредни мемориски технологии и оптимизации;
– разбирање на техники за постигнување кохерентност на меморија и синхронизација кај паралелни процесори;
11. Содржина на програмата: Вовед во напредни компјутерски архитектури. Класи на компјутери и насоки на развој. Трендови во технологија, цена и потрошувачка на енергија. Перформанси на компјутерски системи. Квантитативни пристапи за дизајн на компјутери. Паралелизам на инструкциско ниво. Податочни и контролни зависности. Одмотување на јамки и распоредување. Гранење со предвидување. Надминување на податочни ризици со динамичко распоредување. Алгоритам на Томасуло. Хардверски-базирано шпекулативно извршување. Споредба на хардверскo наспроти софтверскo повеќе-кратно издавање на инструкции и шпекулација. Повеќенитност – решение на ограничувањата на паралелизмот на инструкциско ниво. Запознавање со Intel Core i7 6700 и ARM Cortex-A53 процесори. Повеќе-процесорски системи со споделена меморија и дистрибуирана меморија. Синхронизација. Одржување на конзистентност на меморијата. Повеќе-јадрени процесори и нивни перформанси. Паралелизам на ниво на податоци. Векторски процесори. SIMD инструкциски екстензии за мултимедиа. Графички процесирачки единици. Запознавање со NVIDIA и Pascal GPU архитектура. Споредба на графички процесори со други паралелни процесори. Заштита на меморија: виртуелна меморија и виртуелни машини. Монитор на виртуелна машина. Архитектура на инструкциско множество како поддршка за виртуелизација. Системи за складирање. I/O перформанси, надежност и тестирање. Дизајнирање и евалуација на I/O систем.
12.Методи на учење Предавања, аудиториски и лабораториски вежби
13. Вкупен расположив фонд на часови 2 + 2 + 1 + 0
14. Распределба на расположивото време 180
15. Форми на наставните активности 15.1. Предавања – теоретска настава 30
15.2. Вежби, семинари, тимска работа 45
16. Други форми на активност 16.1. Проектни задачи 0
16.2. Самостојни задачи 25
16.3. Домашно учење 80
17. Начини на оценување 17.1. Тестови 0
17.2. Семинарска работа/проект 30
17.3. Активност и учење 30
17.4. Завршен испит 40
18. Критериуми за оценување до 50 бодови 5 (пет) (F)
од 51до 60 бодови 6 (шест) (E)
од 61до 70 бодови 7 (седум) (D)
од 71до 80 бодови 8 (осум) (C)
од 81до 90 бодови 9 (девет) (B)
од 91до 100 бодови 10 (десет) (A)
19. Услов за потпис и полагање на завршен испит Лабораториски вежби
20. Начин на полагање на испитот Два парцијални испити во текот на семестарот во времетраење од 120 минути или еден завршен испит во соодветна испитна сесија во времетраење од 120 минути. Проектна (семинарска) задача од група студенти. Вториот парцијален испит вклучува презентација и одбрана на проектната задача. Оценување и на лабораториските вежби. Во конечната оцена влегуваат поените од писмениот испит, проектната задача и лабораториските вежби.
За време на испитот не е дозволено користење книги, скрипти, ракописи или белешки од кој било вид, како и калкулатор, мобилен телефон, таблет или кој било друг електронски уред.
21. Јазик на кој се изведува наставата Македонски
22. Метод на следење на квалитетот на наставата Само-евалуација и анкети
23. Литература
23.1. Задолжителна литература
Бр. Автор Наслов Издавач Година
1 J. L. Hennessy, D.A. Patterson Computer Architecture: A Quantitative Approach 6th Ed Morgan Kaufmann 2019
2 W. Stallings Computer Organization and Architecture Designing for Performance 11th ed. Pearson 2019
3 Џон Л. Хенеси, Дејвид А. Петерсон Компјутерска архитектура Превод влада 2011
23.2. Дополнителна литература
Бр. Автор Наслов Издавач Година
1 D.A. Patterson, J. L. Hennessy Computer Organization and Design The Hardware/Software Interface: RISC-V Edition Morgan Kaufmann 2018
2 Ендрју С. Таненбаум Структурирана компјутерска организација превод влада 2012