Читается в весеннем семестре на третьем курсе бакалавриата МФТИ.

Преподаватель: д.т.н., Шнитман Виктор Зиновьевич.

Цель курса — изучение особенностей архитектур современных компьютеров и систем.

Задачами данного курса являются:

• получение базовых знаний в области архитектур и технологий современных компьютеров;
• получение знаний о развитии принципов параллелизма, методов и средств динамической оптимизации программ, об особенностях архитектуры современных и перспективных высокопроизводительных вычислительных машин и систем, способах организации памяти и ввода-вывода;
• получение консультаций для проведения собственных исследований и разработок в областях, использующих компиляторные технологии для машинозависимой оптимизации программ;
• приобретение навыков работы на современных компьютерных системах.

Планируемые результаты обучения:

• Знать основные характеристики и области применения современных компьютеров и систем различных классов;
• Знать функциональную и структурную организацию современных CISC, RISC, VLIW, EPIC, многопотоковых и многоядерных микропроцессоров;
• Знать иерархию памяти современных компьютеров и систем;
• Знать организацию ввода-вывода;
• Знать цели, задачи и методы динамической оптимизации программ в процессе их выполнения, а также машинно-независимой и машинно-зависимой статической оптимизации программ в процессе их компиляции;
• организацию многопроцессорных систем и многомашинных комплексов;
• Уметь решать задачи из области оптимизации выполнения программ на современных компьютерах и системах;
• Уметь проводить самостоятельные научные исследования по теме дисциплины;
• Уметь применять изученные структуры аппаратных средств для решения поставленных задач;
• Владеть навыками освоения большого объема информации;
• Владеть навыками самостоятельной работы в Интернете;
• Владеть культурой разработки и реализации системного программного обеспечения современных компьютеров.

Рассматриваемые темы:

1. Краткая история развития вычислительных систем и классификация компьютеров по областям применения.
2. Проблемы оценки производительности вычислительных систем.
3. Основные архитектурные понятия.
4. Конвейерная обработка.
5. Параллелизм уровня выполнения команд.
6. Иерархия памяти.
7. Архитектура ввода/вывода.
8. Многопроцессорные системы.
9. Системы высокой готовности и отказоустойчивые системы.
10. Перспективные направления исследования архитектур процессоров для будущих микропроцессоров и систем.