计算机系统结构(ch-1)

计算机系统结构(体系结构) Computer Architecture计算机科学与通信工程学院

计算机工程系赵念强 http://202.195.167.7/~znq 计算机楼526,Tel:88780372-526

学科地位 一级学科：计 算 机 二级学科： 应 用 技 术

计算机科学与技术

计 算 机 系 统 结 构

计 算 机 软 件 与 理 论2

课程简介《计算机系统结构(体系结构,Architecture)》是 从外部研究计算机系统的一门学科，凡是计算机系统的 使用者所能看到的计算机系统的属性都是计算机系统结 构的研究范围。它不仅涉及硬件，而且还涉及到许多软

件技术，特别是优化编译技术和操作系统技术。通过本课程的学习，使学生更全面地理解计算机系

统的内部工作原理，以及在硬件、软件界面划分的权衡策略，建立完整的、系统的计算机软硬件整体概念。3

授课内容与考核方式 CH1 计算机系统结构的基本概念 CH2 数据表示与指令系统 CH3 存储系统设计(存储体系、存储层次) CH4 流水线计算机设计技术 重点

CH5 并行处理技术 CH6 向量处理机 CH7 多处理机 总学时：45学时 ，考试课程 考核方式：最终成绩=平时×0.3+考试×0.7 4

教材及主要参考书 《计算机系统结构》 (第2版)电子工业 陈智勇编著 现教材 《计算机系统结构》(第二版)清华大学出版社 郑伟民 汤 志忠 编著 前教材 《计算机系统结构》西电出版社 李学干 编著 前教材

计算机系统结构----量化研究方法(第三版)电子工业出版社John L. Hennessy David A. Patterson Computer Architecture: A Quantitative Approach, Third Edition 电子工业出版社 John L. Hennessy David A. Patterson 5

第一章 计算机系统结构的基本概念 1.1 计算机系统结构的概念 1.2 计算机系统设计技术 1.3 系统结构的性能评价

1.4 计算机系统结构发展的总趋势

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1.1 计算机系统结构的概念 1.1.1 早期及目前的计算机系统 1.1.2 计算机系统更新换代的标志

1.1.3 计算机系统的多级层次结构 1.1.4 计算机系统结构、组成、实现 1.1.5 计算机系统结构的分类

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TOP 500 Supercomputer P6 started in 1993 Twice a year the Linpack benchmark is used as performance measure system specifications 、 major application areas.

The 40th TOP500 List was released on November 12th2012 during SC12 in Salt Lake City.

http://www.77cn.com.cn/

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36th list: the top10(2010.11.15)Rank Site National Supercomputi ng Center in Tianjin China DOE/SC/Oak Ridge National Laboratory United States National Supercomputi ng Centre in Shenzhen (NSCS) China Computer/Year Vendor Cores Rmax Rpeak Power

1

Tianhe-1A - NUDT TH MPP, X5670 2.93Ghz 6C, NVIDIA 186368 2566.00 GPU, FT-1000 8C / 2010 NUDT

4701.00

4040.00

2

Jaguar - Cray XT5-HE Opteron 6-core 2.6 GHz / 2009 Cray Inc.

224162 1759.00

2331.00

6950.60

3

Nebulae - Dawning TC3600 Blade, Intel X5650, NVidia Tesla C2050 GPU / 120640 1271.00 2010 Dawning

2984.3

2580.00

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36th list: no.1 安装在国家超级计算天津中心的“天河一号”超级计算机系统，以峰值速 度4700万亿次、持续速度2566万亿次每秒浮点运算的优异性能位 居世界第一。

“天河一号”是国防科学技术大学承担国家863计划“千万亿次高效能 计算机系统研制”重大项目取得的标志性成果。该校通过与天津市滨海新 区密切合作，于去年9月研制成功“天河一号”一期系统，是我国首台千 万亿次超级计算机系统，位居2009年11月世界超级计算机500强 亚洲第一、世界第五。 今年8月，经过重大技术升级与综合优化后的“天河一号”二期系统，在 位于天津市滨海新区的国家超级计算天津中心安装部署并投入使用。中国 TOP100组织专家对“天河一号”进行了第三方测试，并将测试数据 提交国际超级计算机TOP500组织。经TOP500组织专家实地考 察，确认“天河一号”峰值速度和持续速度双双刷新国际超级计算机运算 性能最高纪录，一举夺得世界冠军。

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36th list: no.1 据介绍，“天河一号”部分采用了该校自主研制的“银河飞腾-1000”芯 片，在一系列关键技术上取得突破，拥有很多自主知识产权，使其不仅具 有高性能、易使用等显著特点，更打上了“中国特色”的特殊符号。它的 研制成功，为解决经济、科技、国防等领域一系列重大挑战性问题提供了 重要手段，对提升我国综合国力具有战略意义。目前，“天河一号”已为 中科院、北大、清华等20多个用户单位提供高性能计算服务。

据介绍，“天河一号”运算1小时，相当于1台双核的高档电脑运算26年， 其存储量可容纳1千万亿个汉字，相当于一个存储10亿册100万字书籍的 巨大图书馆。“天河一号”还是一台节能、绿色、安全性高的超级计算机， 能效值仅低于目前能效排名世界第一的IBM蓝色基因系统，其操作软件是 国防科大自主研制、国内安全等级最高的“麒麟操作系统”。

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