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計算機結構

114-1 開課
  • 備註
  • 修課限制
    • 限學士班三年級以上限學號雙號限本系所學生(含輔系、雙修生)

  • 本校選課狀況

    已選上
    0/100
    外系已選上
    0/0
    剩餘名額
    0
    已登記
    0
  • 課程概述
    本課程概括計算機系統硬體及軟體運作的基礎觀念。這是一個範圍很大、內容很多的課程,課程裡只用到基本的數學,沒有幾個小學生沒看過的公式,課程的重點在告訴各位,計算機系統在過去四十年為什麼能突飛猛進? 為何能不斷地以幾何級數增快他的運算速度? 過程中遇到過甚麼難題和挑戰? 計算機結構專家(computer architects),是如何運算他們的經驗和智慧,去分析和解決問題? 這些經驗和智慧,至今還不斷在迅速成長與累積,在現今台灣資訊電子業必須從代工產業轉變升級為創新系統設計產業的趨勢裡,重要性與日俱增。Computer architects在台灣未來資訊電子產業中,勢必扮演舉足輕重的角色。身為【資訊工程】專業的同學們,學好計算機結構,可以清楚知道電腦的運作原理,軟硬體各部分的機能,軟硬體模組之間的互動和影響,以至於能理解行動裝置和雲端系統的來龍去脈,進而學習如何針對特定應用設計出最佳的計算機系統。 這門課程是資工系大學部學生的必修課程,也是許多進階課程的基礎。這們課程中,可以學習的東西很多,在大學部的課程中,學生由了解指令集架構(instruction set architecture)的設計開始,去分辨簡單指令集電腦(RISC)和複雜指令集電腦(CISC)的不同與優劣之處。進一步再去學習電腦中各個部份的設計原理,各個部份之間的相互關係,以及電腦整體運作的效能。 這門課對於有興趣修習進階的電腦系統設計、高等作業系統核心運作、平行與分散式系統,以及實際改進電腦系統應用,都有很大的助益。
  • 課程目標
    1. 以組合語言去深入認識電腦硬體與軟體的運作介面。 2. 了解電腦中的主要組件的設計及運作方式。 3. 熟悉CPU內部處理指令的管線以及記憶體的的架構。 4. 對於電腦系統架構,包括多核心處理機、網路、輸出入週邊裝置等之構成與相互關係。
  • 課程要求
    修課前,學生必須先對於下列項目有足夠了解: - 組合語言與C語言。 - 計算機概論。 - 數位設計。 每位學生線上繳交必須使用電腦的作業以及上課小考(約佔30%)。參加實體期中考與期末考(合計70%)。以上的成績計算方式,在課程進行中可能視狀況而有所修改,教授保有修改的權利。
  • 預期每週課前或/與課後學習時數
    3 hours
  • Office Hour
    *此 Office Hour 需要提前預約
  • 指定閱讀
    David A. Patterson and John L. Hennessy (2020). Computer Organization and Design RISC-V Edition: The Hardware Software Interface (2nd. ed.). Morgan Kaufmann Publishers Inc., San Francisco, CA, USA.
  • 參考書目
  • 評量方式
    30%

    Assignment and Quiz

    30%

    Midterm Exam

    40%

    Final Exam


    1. 本校建議 A+ 比例上限為 20% ,非強制規定, 授課教師可依課程要求調整,建議必修課程參考。
    2. 本校採用等第制評定成績,學生成績評量辦法中的百分制分數區間與單科成績對照表僅供參考,授課教師可依等第定義調整分數區間。詳見 學習評量專區
  • 針對學生困難提供學生調整方式
    調整方式說明
    D1

    由師生雙方議定

    Negotiated by both teachers and students

  • 補課資訊
  • 課程進度
    09/02第 1 週Chapter 1 Computer Abstractions and Technology 1/2
    09/09第 2 週Chapter 1 Computer Abstractions and Technology 2/2
    09/16第 3 週Chapter 2 Instructions: Language of the Computer 1/2
    09/23第 4 週Chapter 2 Instructions: Language of the Computer 2/2
    09/30第 5 週Chapter 3 Arithmetic for Computer
    10/07第 6 週Chapter 4 The Processor 1/3
    10/14第 7 週Chapter 4 The Processor 2/3
    10/21第 8 週Chapter 4 The Processor 3/3
    10/28第 9 週Midterm Exam
    11/04第 10 週Chapter 5 Large and Fast: Exploiting Memory Hierarchy 1/3
    11/11第 11 週Chapter 5 Large and Fast: Exploiting Memory Hierarchy 2/3
    11/18第 12 週Chapter 5 Large and Fast: Exploiting Memory Hierarchy 3/3
    11/25第 13 週Chapter 6 Parallel Processors from Client to Cloud 1/2
    12/02第 14 週Chapter 6 Parallel Processors from Client to Cloud 2/2
    12/09第 15 週Past and Future of Computer Architecture and Architects
    12/16第 16 週Final Exam
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