Syllabus

Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя

Каф. комп'ютерних систем та мереж

Комп'ютерні системи

Силабус

1. Освітні програми, для яких дисципліна є обов’язковою:

# Рівень освіти Галузь знань Спеціальність Освітня програма Курс(и) Семестр(и)
1 бакалавр 12. Інформаційні технології 123. Комп’ютерна інженерія (бакалавр) 1 1

2. Дисципліна пропонується як вибіркова для усіх рівнів вищої освіти і усіх освітніх програм.

3. Інформація про автора курсу

Прізвище, ім'я та по батькові Шингера Наталія Ярославівна
Науковий ступінь канд. техн. наук
Вчене звання доцент
Посилання на сторінку викладача(ів) на офіційній веб-сторінці університету http://library.tntu.edu.ua/personaliji/a/sh/shynhera-natalija-jaroslavivna/
Е-mail (в домені tntu.edu.ua)

4. Інформація про навчальну дисципліну

Розподіл аудиторних годин Лекції: 48
Практичні заняття: 0
Лабораторні заняття: 32

Кількість годин самостійної роботи: 100
Кількість кредитів ECTS: 6
Мова викладання українська
Вид підсумкового контрою екзамен
Посилання на електронний навчальний курс у СЕН університету ATutor https://dl.tntu.edu.ua/bounce.php?course=3090

5. Програма навчальної дисципліни

Опис навчальної дисципліни, її мета, предмет вивчання та результати навчання

Метою викладання дисципліни є ознайомлення студентів з комп'ютерними системами в цілому і їх складовими зокрема, їх можливостями і застосуванням.

Студенти виконують курсовий проект за індивідуальними темами, метою якого є закріплення знань та навичок з організації та використання мережеорієнтованих комп'ютерних систем.

Дисципліна викладається впродовж одного семестру. Форма контролю – екзамен. Для засвоєння дисципліни студентам необхідні знання і навики, отримані при вивченні дисциплін “Основи комп’ютерної інженерії”, “Основи дискретної математики”, “Програмування”.

Місце дисципліни в структурно-логічній схемі навчання за освітньою програмою

Перелік дисциплін які базуються на результатах навчання з даної дисципліни

Технології проєктування комп'ютерних систем

Зміст навчальної дисципліни

Лекційний курс (формулювання тем)

Предмет, завдання та методи теорії КС

Основні поняття, визначення. Способи побудови, характеристики і параметри КС. Оцінка продуктивності. Режими обробки у реальному масштабі часу.

Обчислювальні процеси в КС та їх моделі

Поняття паралелізму обробки інформації в КС. Принципи організації розпаралелювання. Типи паралелізму. Паралелізм незалежних гілок. Конвеєрна обробка даних.

Метрики КС

Фактори, що визначають продуктивність КС. Розвиток технологічної бази КС. Архітектурні особливості побудови високопродуктивних КС. Вдосконалення програмних рішень КС. Кластеризація як спосіб підвищення продуктивності.

Структурна організація КС різних поколінь

Перший період – лампові машини; другий – комп’ютери на основі транзисторів, пакетні ОС; третій – комп’ютери на базі інтегральних мікросхем, перші багатозадачні ОС; четвертий – персональні комп’ютери, класичні, мережеві та розподілені системи.

Класифікація паралельних КС

Класифікація Флінна за ознакою ординарності і множин-ності потоків команд і даних. Структурна організація КС паралельної обробки класу SIMD та MIMD. Поняття про системи SM, SMP, DM із спільною і розподіленою пам’яттю. КС з масовим паралелізмом – МРР-система.

КС з фіксованою системою зв’язків

Функціонально розподілені КС. Їх структура та функціо-нування. Призначення процесів із проблемною та функ-ціональною орієнтацією. Приклади реалізації ФРКС.

КС з реконфігурованою системою зв’язків

Організація КС із реконфігурованою структурою. Склад модуля системи із реконфігурованою структурою. Організація обчислювальних процесів.

Організація пам’яті в КС

Запам’ятовувальні пристрої комп'ютера. Системи із загальною і розподіленою пам'яттю. Багаторівнева організація загальної пам'яті. Пам'ять з чергуванням адрес. Асоціативна пам'ять.

Організація введення-виведення даних в КС

Обробка переривань. Архітектура вводу-виводу. Синхронний/асинхронний ввід-вивід. Таблиця станів пристроїв. Прямий доступ до пам’яті.

Організація передачі даних в КС

Потік викликів. Детерміновані потоки. Потік Пуассона та Пальма. Потоки з обмеженою післядією. Примітивний, згладжений потік. Потік з повторними викликами.

КС класу MIМD

Мультипроцесорні, мультикомп’ютерні, системи з неоднорідним доступом до оперативної пам’яті (NUMA системи), кластерні системи, GRID системи.

Кластери. Топологія кластерних пар.

Комп’ютерні системи з нетрадиційною архітектурою

Асоціативні КС. Систолічні КС. Класифікація структур систол. КС з наддовгими командами (VLIW). КС з явним паралелізмом. КС з обробкою за принципом хвильового фронту. КС на базі трансп'ютерів і з неоднорідним доступом до пам'яті.

Інтерфейси КС

Загальні поняття про інтерфейси. Послідовні/паралельні інтерфейси. Інтерфейси USB, FireWire або IEEE 1394, PCI Express, SCSI, IDE/ATA і SATA

Основні поняття відмовостійкості КС

Актуальність проблеми. Призначення та властивості відмовостійких КС. Реконфігурація та способи відновлення у високонадійних КС. Модель процесу автоматичного відновлення відмово стійких КС.

Структурні аспекти побудови відмовостійких КС

Приклади реалізації відмово стійких КС.
Затверджено рішенням кафедри
(протокол №
від «
»
року).