| 教学大纲 一．概况1． 开课学院（系）和学科： 软件学院 软件工程2． 课程名称：高级计算机体系结构(Computer Architecture)3． 课程代码：4． 学时/学分： 54学时/3 学分5． 预修课程： 计算机组成、操作系统、编译原理6． 课程主干内容: 体系结构之性能量化和优化方法及其原理7． 适应专业学科： 体系结构、嵌入式8． 教材/教学参考书：Computer Architecture-An Quantum Approach (3rd ed.), by David Patterson & John Hennessy 二．课程的性质和任务 为工程硕士开设的"计算机体系结构"课程，其教学目的是让学生掌握基本的"计算机系统"的设计概念和高级设计思想。本课程及其教材是针对计算机专业硕士生的；内容包括：（1）硬件/软件的性能优化方法；（2）流水线优化方法；（3）存储系统；（4）多处理器系统等。三．课程的教学内容和基本要求1.计算机体系结构的概论1.1基本概念：pipeline/superscaler, cache, paging/swap/VM1.2基本设计问题：hazard(pipeline), set-associate(cache), multi-level/hash paging, TLB2.量化分析方法2.1分析对象： ILP: instruction set architecture (RISC/CISC/VLIW), pipeline & hazard, Tomasulo scheduling; cache: locality rule & mapping latency & space efficient & miss rate; paging: page table & TLB's overload storage: RAIDs examples, SAN/NAS system design & Google system application; multi-processor system: communication overload & architecture ( switch & bus); others: wafer/die/chip & memory example, design lessons;2.2分析方法和内容 quantum analysis approach: 公式、图表、曲线; means methods: AM/GM, Benchmarks; Laws & Rules: Amdhal's law, 90:10 rule, miss rate 2:1 rule, etc;四．实验（上机）内容和基本要求 作为建议实验内容，基于MAXPLUSII软件实现基本的MIPS32处理器，并通过仿真器方法验证设计的正确性和性能。五．对学生能力培养的要求 数据分析能力：数据采样方法、量化方法（统计、normalization等）、得出结论； 经典文章的阅读：本书的参考文献反映了近50年的计算机体系结构发展历史； 熟悉基本结构：以MIPS（CPU）、IBM/360（体系结构）、Google（应用系统）；6．其它需要说明的内容本课程教学中采用多媒体教学手段学 时 分 配 表 教学环节教学时数课程内容讲课实验习题课讨论课上机课外实践其它Review8Cache8VM8Pipeline static method dynamic method88Design of MIPS32Storage4Network/Multiprocessor8注：本课程课内外学时比例 | 
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