Thời gian và địa điểm: MW 4:30 chiều – 5:45 chiều, ENG 109

Người hướng dẫn: Dr. Xiaobo (Joe) Zhou

Văn phòng: 199 Kỹ thuật

Giờ làm việc: MW 3:00 chiều – 4:00 chiều

Điện thoại: 719-255-3493

Email: zbo@cs.uccs.edu

Giáo trình: PDF

Bài giảng: PDF

Mô tả khóa học

Kiến trúc máy tính là khoa học và nghệ thuật lựa chọn và kết nối các thành phần phần cứng để tạo ra một máy tính đáp ứng các mục tiêu chức năng, hiệu suất và chi phí. Trong khóa học này, bạn sẽ học cách thiết kế hoàn toàn một máy tính xử lý đơn chính xác, bao gồm bộ xử lý dữ liệu, điều khiển bộ xử lý, tối ưu hóa pipelining, song song mức lệnh và hệ thống đa lõi, bộ nhớ / bộ đệm và I / O. Bạn sẽ thấy rằng không có ma thuật là cần thiết để thiết kế một máy tính. Bạn sẽ học cách đo lường và đánh giá định lượng hiệu suất của thiết kế.

Khóa học này phục vụ bạn theo hai cách. Đầu tiên, đối với những người sẽ tiếp tục trong kiến ​​trúc máy tính, nó đặt nền tảng kinh nghiệm chi tiết cần thiết để có thêm các khóa học nâng cao. Thứ hai, đối với những sinh viên không tiếp tục trong kiến ​​trúc máy tính, nó cung cấp một sự hiểu biết sâu sắc về các hoạt động bên trong của các máy tính hiện đại, sự tiến hóa của chúng, và sự đánh đổi hiện tại ranh giới phần cứng / phần mềm. Nó cũng củng cố một trực giác về lý do tại sao phần cứng là như nó được.

Thông báo

Cái gì mới?

• Ngày 23 tháng 4: Không có lớp học vào thứ Tư, ngày 25 tháng Tư. Lớp tiếp theo sẽ vào ngày 30 tháng Tư.
• 18 tháng 4: bài tập về nhà trên Phân cấp bộ nhớ có sẵn; thời gian đến hạn của ngày 30 tháng 4 (thứ Hai). Tham khảo nó vào bộ nhớ.
• 18 tháng 4: Nhắc nhở: dự án là do với một bản demo trong thời gian học của ngày 2 tháng 5 (thứ tư); Tham khảo HTMLđể biết chi tiết. Bạn nên chắc chắn rằng các mô phỏng làm việc tại máy tính xách tay của bạn.
• 30 tháng 3: bài tập về nhà trên Pipelining có sẵn; thời gian đến hạn của ngày 9 tháng 4 (thứ Hai). Đó là tại Pipeline.
• 19 tháng 3: Kết quả của giai đoạn giữa được phát hành trong lớp học ngày nay. Nếu bạn bỏ lỡ lớp học hôm nay, hãy đến văn phòng của tôi để lấy kết quả trung gian của bạn. Ngoài ra còn có một số bài tập về nhà được phân loại để lấy từ văn phòng của tôi (tôi được thả trong lớp học nhưng không được chọn). Hãy làm như vậy ngay sau đó.
• Ngày 22 tháng 2: bài tập về nhà trên Datapath có sẵn; thời gian đến hạn của ngày 29 tháng 2. Hãy tham khảo bài tập Datapath.
• Ngày 22 tháng 2: Lưu ý rằng bài tập đọc mà tôi đến hạn được gia hạn đến ngày 5 tháng Ba, thứ Hai, giờ học.
• Ngày 13 tháng 2: bài tập về nhà trên ISA có sẵn; đến hạn ngày 20 tháng Hai (Thứ Hai); Tham khảo nó đến ISA.
• Ngày 1 tháng 2: bài tập về Đánh giá Hiệu suất có sẵn; thời gian học đến hạn ngày 8 tháng Hai (thứ Tư). Tham khảo nó để đánh giá hiệu suất. Vui lòng đặt nó trong một phong bì / thư mục cho lần lượt.
• Ngày 3 tháng 1: sách giáo khoa, giáo trình, thông tin bài giảng có sẵn.

Bài tập đọc và dự án Đọc Bài tập 1:

• Đọc-1, đến hạn học sinh vào ngày 29 tháng 2.
• Dự án: HTML; Thứ Tư, ngày 2 tháng 5, giờ học (Demo có thể được mong đợi trong Lab hoặc máy tính xách tay của riêng bạn).

Nền bắt buộc

• Điều kiện tiên quyết: CS2160 “Lập trình ngôn ngữ lập trình máy tính và tổ chức” hoặc tương đương.
• Kiến thức về một ngôn ngữ cấp cao (C / C ++, Java hoặc c # là một thay thế ok) và cấu trúc dữ liệu.
• Hiểu về lập trình ngôn ngữ lắp ráp (MIPS, và / hoặc IBM PC): opcodes, operands, v.v.
• Nếu bạn muốn tham gia lớp học mà không cần điều kiện tiên quyết, bạn phải xin phép người hướng dẫn.

Sách giáo khoa

Bắt buộc: J.L. Hennessey và D.A. Patterson, “Kiến trúc máy tính: Phương pháp tiếp cận định lượng”, Morgan Kaufman, ấn bản thứ năm (2011). Văn bản có thể được bổ sung bởi một số bài tập đọc bổ sung.

Tham khảo (và bắt buộc): D.A. Patterson và J.L. Hennessey, “Tổ chức và thiết kế máy tính: Giao diện phần cứng / phần mềm”, Morgan Kaufman, ấn bản thứ 4 (2008). Tôi hy vọng những người chỉ dẫn CS2160 đã nói với bạn rằng cuốn sách là cần thiết cho CS4200 / 5200. Một số tài liệu được đề cập trong cuốn sách tham khảo, nhưng các ghi chú bài giảng và trang trình bày là tự chứa.

Mục tiêu khóa học và Lịch dự kiến

• Giới thiệu kiến ​​trúc máy tính (1-2 bài giảng)
• Đo lường định lượng hiệu suất thiết kế (3 bài giảng)
• MIPS Instruction Set Kiến trúc (1 bài giảng)
• Nguyên tắc và ví dụ về hướng dẫn thiết lập (2 bài giảng)
• Thiết kế quy trình: Đường dẫn dữ liệu và đơn vị điều khiển (2-3 bài giảng)
• Pipapining Datapath và Control (2-3 bài giảng)
• Mối nguy hiểm đường ống (2-3 bài giảng)
• Giảng dạy song song cấp (2 bài giảng)
• Bộ nhớ hệ thống con: Bộ nhớ cache (6 bài giảng)
• Hệ thống con bộ nhớ: Bộ nhớ ảo (1-2 bài giảng)
• Các hệ thống con đầu vào / đầu ra: Giao tiếp I / O cho CPU (2-3 bài giảng)
• Máy chủ ảo hóa và trung tâm dữ liệu (1 ~ 2 bài giảng)

Lịch thi

• Giữa kỳ được lên lịch: 4:30 chiều – 5:45 chiều, Thứ Tư, ngày 7 tháng 3 năm 2012; trong lớp học; Không có bài kiểm tra Trang điểm.
• Bài kiểm tra cuối khóa (FIRM): 4:30 chiều – 7:00 tối, Thứ Tư, ngày 9 tháng 5 năm 2012; trong lớp học; Không có bài kiểm tra Trang điểm.
• Tất cả các bài kiểm tra đều ở gần sách và ghi chú gần. Tuy nhiên, bạn được phép mang theo một tờ trợ giúp hai mặt 8,5 x 11 in.
• Ví dụ trong PDF

chỉ cho bạn biết định dạng cơ bản và kiểu bài kiểm tra là gì, không có gì liên quan đến nội dung.

• Cách tốt nhất để chuẩn bị cho kỳ thi là làm lại các bài giảng và bài tập về nhà, xem lại sách giáo khoa theo ghi chú bài giảng, và tất nhiên là tham dự tất cả các bài giảng.
• Nếu bạn lên lịch một kỳ thi khác trùng lặp với các bài kiểm tra này, bạn cần phải sắp xếp với người hướng dẫn khác để thực hiện bài kiểm tra đó vào một thời điểm khác.
• Trong trường hợp thay đổi, nó sẽ được thông báo trong lớp và trên trang web của khóa học 1-2 tuần trước khi thay đổi.

Thang điểm

Tỷ lệ phần trăm    Grade

[90, 100]                       A

[87, 90)                         A-

[84, 87)                         B+

[80, 84)                        B

[75, 80)                        C+

[70, 75)                        C

[65, 70)                        D+

[60, 64)                        D

Below 60                      F

Các trường hợp biên giới sẽ được giải quyết bởi sự tham gia của học sinh trong lớp học cung cấp các câu hỏi thông minh, các ý kiến ​​thông tin và các phê bình mang tính xây dựng.

Tỷ lệ phần trăm chấm điểm

Đại học (CS4200)                             Cao học (CS5200)

Đĩa trong lớp. & tham dự: 4%        Đĩa trong lớp. & tham dự: 4%

Bài tập về nhà: 20%                       Bài tập về nhà: 20%

Dự án và Bài đọc: 20%                    Dự án và Bài đọc: 20%

Trung hạn: 20%                                Trung hạn: 20%

Bài kiểm tra cuối khóa: 36%         Bài kiểm tra cuối khóa: 36%

 

ất cả các bài kiểm tra sẽ được phân loại bởi các nhạc cụ chính mình.

Chính sách đi học như sau: Sẽ có một số phiếu tham dự được lưu hành vào các thời điểm ngẫu nhiên trong học kỳ. Mỗi học sinh được phép vắng mặt trong học kỳ vì bất kỳ lý do gì. Đối với mỗi lần vắng mặt thêm, tỷ lệ đi học được giảm tương ứng. Ngoại lệ đối với chính sách này sẽ chỉ được thực hiện trong trường hợp cực đoan, do các trường hợp ngoài tầm kiểm soát của bạn và những trường hợp không lường trước được vào đầu học kỳ (chẳng hạn như bệnh tật). Bạn cần phải cung cấp bằng chứng thuyết phục, chẳng hạn như thư từ bác sĩ của bạn trong trường hợp bệnh tật. Nếu bạn nhận thức được các lớp học, bạn sẽ cần phải bỏ lỡ vì các chuyến đi kinh doanh / thực địa, hoặc các sự kiện thể thao, hãy thảo luận với người hướng dẫn vào đầu học kỳ. Nếu bạn đến quá muộn hoặc đi sớm, bạn có thể bị đánh dấu vắng mặt cho lớp học đó.

Sẽ có một dự án ba tuần sử dụng C / C ++. Đối với người tham gia CS5200, bạn phải thực hiện dự án riêng lẻ. Tiếp viên CS4200 nên làm dự án theo nhóm; các đồng đội có thể được chỉ định bởi người hướng dẫn (dựa trên lựa chọn ngẫu nhiên) trước khi dự án được phát hành. Dự án là để khám phá một số mở rộng nhỏ cho một khái niệm mà chúng tôi nghiên cứu trong lớp học, hoặc để xác nhận dữ liệu thử nghiệm trong một số bài báo. Thông tin chi tiết về dự án sẽ có sẵn khi học kỳ tiến triển.

Chính sách khóa học

• Ngày cuối cùng để thả mà không có sự cho phép đặc biệt từ hiệu trưởng của bạn: ngày 30 tháng 3 năm 2012
• Nếu quý vị bị khuyết tật mà quý vị đang yêu cầu chỗ ở, quý vị nên liên lạc với Văn Phòng Dịch Vụ Khuyết Tật trong tuần đầu tiên của lớp học. Văn phòng Dịch vụ dành cho người khuyết tật được đặt tại Hội trường chính # 105. (Số điện thoại là 255-3354)
• Học sinh được yêu cầu tham dự tất cả các bài giảng. Bài giảng bị thiếu là rất nguy hiểm vì tốc độ giảng dạy nhanh và khóa học rất nặng!
• Bài tập về nhà, đọc và bài tập dự án là một phần quan trọng của khóa học và sẽ được hoàn thành riêng lẻ. Bài tập phải được đưa ra trong lớp vào ngày đến hạn theo bản in ra giấy. Không gửi email.
• Bài tập về nhà trễ, đọc và nộp dự án: mất 30% giá trị mỗi ngày, ngoại trừ trường hợp cực kỳ phi học thuật, chẳng hạn như bệnh tật. Trong những trường hợp như vậy, bạn phải cung cấp bằng chứng đầy đủ và thuyết phục, tức là, tài liệu từ các bác sĩ.
• Đối với FAIRNESS, không có kỳ thi bù trừ, trừ các trường hợp cực kỳ phi học thuật, chẳng hạn như bệnh tật. Trong những trường hợp như vậy, bạn phải cung cấp bằng chứng đầy đủ và thuyết phục, tức là, tài liệu từ các bác sĩ.
• Tuân thủ Quy tắc Đạo đức của Đại học sẽ được giám sát và thi hành nghiêm ngặt. Điều này sẽ được áp dụng cho các bài tập, dự án và kỳ thi.
• Vi phạm toàn vẹn học thuật, chẳng hạn như đạo văn, gian lận trong một kỳ thi vv, sẽ dẫn đến một loạt các hành động và hình phạt bao gồm cả học sinh thất bại trong lớp.
• Bất kỳ công việc nào được nộp cho một lớp phải bao gồm tuyên bố sau và được ký tên và ghi ngày tháng. Nếu điều này bị thiếu hoặc không được ký tên và ghi ngày tháng, tác phẩm sẽ được trả lại không được phân loại.
  • Tôi đã không được cung cấp hoặc không nhận được hỗ trợ trái phép về công việc này.
  • Đã ký:
  • Ngày:

Liên kết tới các trang web liên quan đến Kiến trúc máy tính và Bảo đảm thông tin

• Liên kết webcủa “Kiến trúc máy tính”
• Liên kết webcủa “Tổ chức và thiết kế máy tính: Giao diện phần cứng / phần mềm”
• Liên kết webcủa “Kiến trúc máy tính: Phương pháp tiếp cận định lượng”
• Liên kết webcủa Ủy ban đánh giá hiệu năng hệ thống
• Liên kết webcủa Hội đồng xử lý giao dịch
• Liên kết web của Cơ quan an ninh quốc gia
• Liên kết web của NIST, Phòng an ninh máy tính, Trung tâm tài nguyên bảo mật máy tính
• Liên kết webcủa tiêu chuẩn chung cho đánh giá bảo mật công nghệ thông tin
• Liên kết webcủa Bộ an ninh quốc gia Hoa Kỳ
• Liên kết webcủa ITU (Liên minh Viễn thông Quốc tế)
• Liên kết webcủa Hiệp hội Internet (ISOC)
• Liên kết webcủa Nhóm công tác kỹ thuật Internet (IETF)
• Liên kết webcủa Ban Kiến trúc Internet (IAB)
• Liên kết webcủa Tổ chức tiêu chuẩn hóa quốc tế (ISO)
• Liên kết webcủa Hiệp hội máy tính IEEE
• Liên kết webcủa Hiệp hội máy tính (ACM)
• Liên kết webcủa USENIX: Hiệp hội hệ thống máy tính tiên tiến

Link to Original Sourc:http://www.cs.uccs.edu/~xzhou/teaching/CS4520/CS4520_Spring12.html