Veranstaltungsarten (SWS)
Vorlesung: 2 │ Übung: 1 │ Praktikum: 0 │ Seminar: 0
Prüfungsnummer: ZKA 41167
Lehrform:

Präsenzveranstaltung mit Einsatz von MS-Power Point

Sprache: Englisch
Turnus: SS
ECTS: 4
Prüfungsleistung Klausur (90 min.)
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Informationen
Beschreibung:

Hörer dieser Veranstaltung lernen die Konzepte der modernen Rechnerarchitektur zu verstehen, mit deren Hilfe leistungsfähige Rechenanlagen und Rechnernetze entwickelt werden können. Sie verstehen die Prinzipien, mit denen die Leistungsgrenzen von CPUs herkömmlicher von-Neumann-Rechner überschritten werden können, wie etwa Pipelining, Architektur von Superscalar- und Vektorrechnern, aber auch, wo die Grenzen dieser Methoden liegen.
Darauf aufbauend lernen sie zu unterscheiden, welche weiteren Leistungssteigerungen durch verteilte Rechnerarchitekturen erzielt werden können (Rechner-Arrays sowie verschieden Formen von vernetzten Rechnern). Schließlich werden Permutationsnetze als besonderer Aspekt von besonders spezialisierten und leistungsfähigen Rechner-Arrays eingeführt.
Über weitere Themen wie etwa Cache-Kohärenz in parallelen Systemen können sie abschätzen, welche nachteiligen Aspekte bei parallelen Rechnerstrukturen zu Begrenzungen der theoretisch erzielbaren Leistung führen. Schließlich werden moderne Höchstleistungsrechner und ihre Eigenschaften vorgestellt sowie aktuelle Entwicklungen im Bereich "Grid Computing" und "Cloud Computing" beschrieben und diskutiert. 

Lernziele:

Die Studierenden sind in der Lage moderne Konzepte der Rechnerarchitektur zu erklären und deren Vorteile gegenüber herkömmlichen von-Neumann-Rechnerarchitekturen zu erläutern. Sie sind weiterhin in der Lage, Rechnerarchitekturen hinsichtlich ihrer Leistungsfähigkeit bezogen auf unterschiedliche Anwendungen zu bewerten.

Literatur:

1. J.L.Hennessy, D.A.Patterson (2012)
Computer Architecture: A Quantitative Approach
Morgan Kaufmann Publishers, Inc., 5th edition
2. W. Stallings (2014). Operating Systems – Internals and Design Principles 8/E, Prentice Hall, Pearson
3. Kai Hwang (2008). Advanced Computer Architecture – Parallelism, Scalability, Programmability, McGraw-Hill
(McGraw-Hill India (2010))
4. P. Herrmann (2010). Rechnerarchitektur - Aufbau, Organisation und Implementierung, Springer Vieweg

Vorleistung:

Fächer: Grundlagen der Technischen Informatik, Betriebssysteme und Rechnernetze Subjects: Fundamentals of Computer Engineering, Operating Systems & Computer Networks

Infolink:
Bemerkung:

Fortgeschrittene Computer Architektur

Description:

Students of this course learn about the modern computer architecture concepts that allow the construction of high performing computer systems and networks. They understand the concepts which enable modern computers to overcome the limitations of the traditional von-Neumann architecture when designing computers, such as pipelining, superscalar and vector architectures.
Based on these concepts, they learn to distinguish distributed which further increases of performance can be reached by distributed computer architectures including arrays of computers as well as different types of loosely and tightly coupled CPUs. In this context permutation networks are introduced as special aspects of highly specialized and performing computer arrays.
By way of topics like cache coherency in parallel systems, students learn to estimate which negative aspects of parallel computer architectures lead to limitations of theoretical possible performance.
Finally, modern supercomputers and their properties are presented, and a survey of current developments in the area of "Grid Computing" and "Cloud Computing" are given and discussed.

Learning Targets:

The students are able to describe modern concepts of computer architectures and to explain their advantages against conventional von-Neumann computer architectures. They are further able to evaluate computer architectures with regard to efficiency related to different applications.

Literature:

1. J.L.Hennessy, D.A.Patterson (2012)
Computer Architecture: A Quantitative Approach
Morgan Kaufmann Publishers, Inc., 5th edition
2. W. Stallings (2014). Operating Systems – Internals and Design Principles 8/E, Prentice Hall, Pearson
3. Kai Hwang (2008). Advanced Computer Architecture – Parallelism, Scalability, Programmability, McGraw-Hill
(McGraw-Hill India (2010))
4. P. Herrmann (2010). Rechnerarchitektur - Aufbau, Organisation und Implementierung, Springer Vieweg

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