《高等計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》課程大綱

1、高等計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)課程大綱課程名稱(chēng)（中文）：高等計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)課程名稱(chēng)（英文）：Advanced Computer Architecture課程編碼： Y0703029B 開(kāi)課單位：電氣信息學(xué)院 授課對(duì)象：碩士研究生 任課教師：欒國(guó)森學(xué)時(shí)：40學(xué)分：2.5學(xué)期：2考核方式:筆試先修課程：課程簡(jiǎn)介：一、教學(xué)目的與基本要求：（150 字以?xún)?nèi)） 以橫向方式組織教學(xué)內(nèi)容,深入淺出地全面介紹計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的基本原理,整個(gè)課程不是 具體介紹某一種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu),通過(guò)介紹較先進(jìn)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)來(lái)具體闡述計(jì)算機(jī)原 理的各個(gè)側(cè)面。最終，使學(xué)生比較全面地掌握計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的基本概念、基本原理、基 本結(jié)構(gòu)和基本分析

2、方法，從而建立起計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的完整概念。需要強(qiáng)調(diào)的是：整個(gè)教 學(xué)內(nèi)容和方法應(yīng)側(cè)重于怎樣設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的原理和規(guī)則，而不是主要針對(duì)某一種計(jì) 算機(jī)系統(tǒng)的介紹。二、課程內(nèi)容與學(xué)時(shí)分配1、課程主要內(nèi)容： （200字以?xún)?nèi)）1）計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的基本概念2）指令系統(tǒng)3）存儲(chǔ)系統(tǒng)4）輸入輸出系統(tǒng)5）標(biāo)量處理機(jī)6）向量處理機(jī)7）互連網(wǎng)絡(luò)8）SIMD 計(jì)算機(jī)9）多處理機(jī)10）多處理機(jī)算法11）計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的新發(fā)展2、課程具體安排： （按教學(xué)章節(jié)編寫(xiě)，重點(diǎn)章節(jié)下劃線(xiàn)）章節(jié)教學(xué)內(nèi)容教學(xué)環(huán)節(jié)學(xué)時(shí)分配講授自學(xué)討論實(shí)驗(yàn)上機(jī)其他1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)；計(jì)算 機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)；系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)；計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié) 構(gòu)的發(fā)展。22

3、數(shù)據(jù)表示；尋址技術(shù)；指令 格式的優(yōu)化設(shè)計(jì)；指令系統(tǒng) 的功能設(shè)計(jì)。43存儲(chǔ)系統(tǒng)原理；虛擬存 儲(chǔ)機(jī)；高級(jí)緩沖存儲(chǔ)器 （Cache）；三級(jí)存儲(chǔ)系統(tǒng)。44輸入輸出原理；中斷系 統(tǒng)；通道處理機(jī)；輸入輸出 處理機(jī)。35先仃控制技術(shù)；流水線(xiàn) 處理機(jī)；超標(biāo)量處理機(jī)與超 流水線(xiàn)處理機(jī)。36向量處理機(jī)的基本概 念；向量處理機(jī)的結(jié)構(gòu)；向 量處理機(jī)的存取模式和數(shù) 據(jù)結(jié)構(gòu)；提高向量處理機(jī)性 能的方法；向量處理機(jī)實(shí) 例；向量處理機(jī)的性能評(píng) 價(jià)；關(guān)于向量處理機(jī)的幾點(diǎn) 看法。57互連網(wǎng)絡(luò)的基本概念； 消息傳遞機(jī)制；互連網(wǎng)絡(luò)實(shí) 例。48SIMD計(jì)算機(jī)模型；SIMD計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)；SIMD計(jì)算機(jī)實(shí)例；SIMD 計(jì)算機(jī)的應(yīng)用；連

4、續(xù)模型的 結(jié)構(gòu)向何處發(fā)展。39多處理機(jī)結(jié)構(gòu)；多處理 機(jī)性能模型；多處理機(jī)的 Cache 一致性；多處理機(jī)實(shí) 例。210簡(jiǎn)單并行性；同步技 術(shù)；并行搜索；串行算法到 并行算法的轉(zhuǎn)換；同步并行 算法和異步并行算法；并行4程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言及其實(shí)現(xiàn)方 法。11數(shù)據(jù)流計(jì)算機(jī)；數(shù)據(jù)庫(kù)機(jī)和 知識(shí)庫(kù)機(jī)；面向函數(shù)程序設(shè) 計(jì)語(yǔ)言的歸約機(jī)。312實(shí)驗(yàn)3三、實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐環(huán)節(jié)及習(xí)題內(nèi)容與要求DLX處理機(jī)；DLX基本結(jié)構(gòu)；DLX流水線(xiàn)結(jié)構(gòu)；實(shí)驗(yàn)環(huán)境與內(nèi)容。四、教材及主要參考文獻(xiàn)（順序?yàn)椋何墨I(xiàn)名，作者，出版時(shí)間，出版單位）：1、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（第2 版）.鄭緯民等編著. 清華大學(xué)出版社2、Cpomputer Architecture:A Quantitative Approach 2Ed.Patterson D A ,Hennessy JL. San Francisco:Morgan Kaufmann Publishera,19953、高級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)并行性可擴(kuò)展性可編程性.Kai Hwang著鼎興，鄭