Архитектура ЭВМ

Дисциплина "Архитектура ЭВМ" направлена на формирование у студентов системных знаний о принципах организации и функционирования современных вычислительных систем, а также навыков анализа и оптимизации производительности программного обеспечения с учётом особенностей аппаратной архитектуры. Основные цели: • Ознакомить студентов с фундаментальными принципами построения компьютеров (архитектуры фон Неймана и Гарвардская, классификация по Флинну, система команд, конвейерная обработка, иерархия памяти). • Научить анализировать влияние аппаратных характеристик (кэш-память, TLB, энергопотребление, интерфейсы ввода-вывода) на производительность программ. • Развить практические навыки наблюдения и интерпретации работы реальных вычислительных систем с использованием диагностических утилит Windows (CPU-Z, AIDA64, VTune, Resource Monitor и др.). • Сформировать компетенции по выбору аппаратной платформы и обоснованию архитектурных решений при проектировании системного ПО. Задачи дисциплины • Изучить представление данных, арифметику и систему команд современных процессоров. • Освоить принципы конвейерной и суперскалярной обработки, виды задержек выполнения. • Проанализировать иерархию памяти, когерентность кэша, промахи и способы их минимизации. • Познакомиться с интерфейсами ввода-вывода, прямым доступом к памяти (DMA), многоядерностью и управлением энергопотреблением. • На практических занятиях научиться использовать диагностические инструменты для измерения и анализа характеристик реальной системы (без написания программ). • Научить обосновывать выбор аппаратной платформы для различных задач системного программирования.