レポート集計(教官用)

シラバス/Syllabus

目的 ハードウェアからOSに至るコンピュータの基本技術・高性能計算基盤を学ぶ
This lecture gives variety of efficient techniques and tradeoffs including speed, power, compatibility, security, and so on for executing programs. The wide and profound knowledge is helpful for students that have main interest in not only hardware but also software.
教科書 OHM大学テキストシリーズ コンピュータアーキテクチャ ISBN:978-4-274-21253-6
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参考書 Computer Architecture A Quantitative Approach ISBN:978-0-12-383872-8
Power-efficient System Design ISBN978-1-4419-6387-1
Computer Architecture A Quantitative Approach ISBN0-12-370490-1
Principles of CMOS VLSI Design A Systems Perspective ISBN0-321-22337-3
Embedded Computing A VLIW Approach to Architecture, Compilers, and Tools ISBN1-55860-766-8
Speculative Execution in High Performance Computer Architecture ISBN1-58488-447-9
前提知識 None
評価 Minitest+Exam
オフィスアワー None (make an appointment by e-mail)

Contents

計算機システム
Computer System
高性能計算基盤
High Performance Computing Platforms
教科書
Text Book
CE-CAO2016標準カリキュラム
CE-CAO2016 Curriculum index
Description
(自習) Chap.1 CA0501:情報の表現
CA0501:Expression of information
Circuit
(自習) -- APDX01:ブール代数と基本論理素子
APDX01:Boolean algebra and basic logic circuits
(自習) Chap.2 CA0601:演算器
CA0601:ALU
(自習) Chap.2 CA0701:記憶機構
CA0701:Memory
(自習) -- APDX02:順序回路の設計
APDX02:Sequential logic circuit
1.中島 4/18.4 Chap.3 CA01:コンピュータの基本構造とプログラミング
CA01:Basic structure of computers and programming
プログラムが動くとは,そもそもどういう仕掛けなのか
How do computers execute programs?
(自習) Chap.3 CA0301:プログラミング言語と命令セット
CA0301:Programing language and instruction sets
Instruction set architecture
1.中田 6/6 Chap.4 CA0602:パイプライン実行の基礎
CA0602:The basics of pipelined execution
計算機システムで学んだ機械語命令はどうすれば毎サイクル実行できるのか
Why computers can execute instructions every cycle?
2.中島 4/18.5 Chap.5 CA0502:浮動小数点演算
CA0502:Floating-point operations
浮動小数点演算の落し穴を知っていますか
Do you know pitfalls in floating-point operations?
2.中島 4/18.5 Chap.5 CA0302:マルチメディア命令とVLIW
CA0302:High-performance media processing and VLIW
マルチメディア命令はどう使うのか
How can we use multimedia instructions?
2.中島 4/18.5 Chap.7 CA04:性能指標
CA04:Performance evaluation
電力遅延積(EDP)という評価尺度
What is Energy-Delay-Product(EDP)?
3.中島 4/21.4 Chap.6 CA0303:メモリとスタックとバッファオーバフロー
CA0303:Memory-space, stack and buffer overflow
コンピュータがやられる仕組み
Why your computers are easily hacked?
4.中島 4/21.5 Chap.7 CA0702:キャッシュメモリとプログラムの実行速度
CA0702:Cache memory and execution speed of programs
あなたのプログラムは,なぜそんなに遅いのか
Why your programs run so slow?
2.中田 6/13 Chap.7 CA0603:計算の予測と投機実行
CA0603:Prediction and speculation
計算は予測できる.予測できれば投機できる
Computations can be predicted and then speculated.
(発展) -- APDX05:区間再利用と事前実行
APDX05:Region-reuse and speculation
Advanst speculation
3.中島 6/20 Chap.8 CA0604:スーパスカラとVLIW
CA0604:Superscalars and VLIW
互換性と複雑さはトレードオフの関係にある
Computrers have tradeoffs between compatibility and complexity.
4.中島 6/27 Chap.9 CA1001:ベクトル型アクセラレータとGPU
CA1001:Vector accelerators and GPU
さらに並列度を向上させる大規模計算の仕組み
How can we get ultimate performance in large-scale computations?
5.中島 7/4 Chap.9 CA1002:FPGAとCGRA
CA1002:FPGA and CGRA
大量の演算器を制御する方法とは
How can we manage huge number of calclation?
6.中島 7/11 -- CA02:アーキテクチャ検証ツールと模倣ツール
CA02:Simulation and emulation
アーキテクチャの妥当性はどのように検証するのか
How can we validate architecture?
(後半) Chap.10 CA09:I/O装置とファイルシステム
CA09:I/O device and file system
OS
(後半) Chap.11 APDX03:プロセス管理とプロセス間通信
APDX03:Process control and inter-process communication
(後半) Chap.11 APDX04:デッドロックと回避
APDX04:Deadlock and avoidance
(後半) Chap.12 CA0703:記憶階層とメモリの仮想化
CA0703:Memory hierarchy and virtualization
(後半) Chap.13 CA08:I/O装置と割り込み
CA08:I/O device and interruption
(自習) Chap.14 APDX06:バーチャルマシンの仕組み
APDX06:Structure of virtual machines
たくさんのOSが走る仮想計算機の不思議
The magic of virtual machines: why many OS can run on single hardware?
(発展) -- APDX07:高性能JAVA-VM
APDX07:High performance JAVA-VM
Advanst speculation
7.中田 7/18 Chap.15 CA1003:主記憶共有型システム
CA1003:Multicores
主記憶共有型と分散型の長所と短所
The pros and cons of distributed-memory systems and shared-memory systems
7.中田 7/18 Chap.15 CA11:主記憶分散型システム
CA11:Distributed memory system
主記憶共有型と分散型の長所と短所
The pros and cons of distributed-memory systems and shared-memory systems
4.中島 4/21.5 8.中田 7/25 Summarization + Final Exam