Rechnerarchitektur II

Veranstalter

Dr. Gordon Cichon

Sprechstunde

Hörerkreis

Master Informatik
Master Medieninformatik
Diplom Informatik
Diplom Medieninformatik

Vorlesungstermin(e)
(Beginn:18.04.2014)

Mi 10:00-12:00 Uhr, Oettingenstraße 67, Raum BU101

Übungsbetrieb

-

Hinweise zu den Übungen siehe unten

Klausur

Klausur: Mittwoch, den 25.07.2012 von 10:30 - 12:00 Uhr im Raum B U101 in der Oettingenstraße 67 (Verlegt: Einsicht am Mo, den 20.08. von 10:00 bis 11:00 Uhr in G 010)

Nachholklausur

Nachholklausur: Dienstag, den 25.09.2012 von 10:30 - 12:00 Uhr im Raum B U101 in der Oettingenstraße 67 Achtung: Verlegt auf Mittwoch, den 26.09.2012 von 10:30 - 12:00 Uhr im Raum B U101 in der Oettingenstraße 67

Material zur Vorlesung

Begleitend zur Vorlesung gibt es ein Folienskript. Dieses steht unter dieser URL zur Verfügung: http://lehre.mobile.ifi.lmu.de/sose12/ra2_pub/. Die Zugangsdaten werden in der Vorlesung bekannt gegeben.

Die Folien zu den einzelnen Vorlesungen können auch hier bezogen werden:

Aktuelles

  • Aktuelle Mitteilungen für diese Veranstaltung sind nicht mehr verfügbar. Bei Fragen zum Inhalt der Veranstaltung nehmen Sie bitte Kontakt mit den betreuenden Mitarbeitern am Lehrstuhl für Mobile und Verteilte Systeme auf.
  • 20.02.2012: Die Webseite zur Vorlesung wurde online gestellt.
  • 27.02.2012: Die Kontaktadresse zur Vorlesung wurde eingerichtet. Siehe Kontakt.
  • 11.04.2012: Wichtig: Die Anmeldung zu den Übungen über Uniworx wurde freigeschaltet. Siehe Übungen.
  • 11.04.2012: Die erste Übung findet am 24.04.2012 und die erste Vorlesung findet am 18.04.2012 statt.
  • 18.04.2012: Das Skript, die Übungsblätter und das Merkblatt stehen geschützt unter dieser URL zur Verfügung: http://lehre.mobile.ifi.lmu.de/sose12/ra2_pub/. Die Zugangsdaten werden in der Vorlesung bekannt gegeben.
  • 25.04.2012: Das Skript zur Vorlesung 2 und Übungsblatt 2 wurden hochgeladen. Ebenfalls steht eine überarbeitete Version zur Vorlesung 1 und ein Merkblatt zur Bool’schen Logik bereit.
  • 25.04.2012: Die Termine für die Klausuren wurden bekannt gegeben.
  • 25.04.2012: Hinweis: Die Regelung für einen möglichen Klausurbonus aus Übungsaufgaben wurden bekannt gegeben. Die Lösung zu Übungsblatt 1 kann deshalb noch bis 02.05.2012 nachgereicht werden!
  • 09.05.2012: Die Foliensätze für die Vorlesungen 3 bis 6 als auch die entsprechenden Übungsblätter wurden online gestellt. Zusätzlich wurden die Ergebnisse zu Übungsblatt 1 veröffentlicht (siehe Übungen).
  • 15.05.2012: Die Ergebnisse zu Übungsblatt 2 wurden veröffentlicht (siehe Übungen).
  • 22.05.2012: Die Informationen zum Übungsbetrieb wurden aktualisiert. Zusätzlich wurden die Punkte zu Übungsblatt 4 veröffentlicht und ein Merkblatt zur Assembler-Programmierung online gestellt. (siehe Übungen)
  • 25.05.2012: Die Ergebnisse zu Übungsblatt 5 wurden veröffentlicht (siehe Übungen).
  • 30.05.2012: Das Skript zur Vorlesung 7 wurde hochgeladen.
  • 05.06.2012: Die Skripte zu den Vorlesungen 8 und 9, sowie die Übungen 7-10 wurden bereitgestellt.
  • 14.06.2012: Die Ergebnisse zu den Übungsblättern 6 und 7 wurden veröffentlicht. Ebenso wurde ein Merkblatt zur GPU-Programmierung bereitgestellt.
  • 03.07.2012: Vorlesung 10, 11 und 12 wurden online gestellt, sowie die Übung 11.
  • 11.07:2012: Achtung: Die Klausuranmeldung wurde auf Uniworx freigestalten. Bitte melden Sie sich für eine Teilnahme bis spätestens 18.07.2012, 10:00 Uhr an. Außerdem wurde das Übungsblatt 12 veröffentlicht.
  • 01.08.2012: Die Klausureinsicht findet statt am Donnerstag, den 16.08.2012 von 10:00 – 11:00 Uhr im Raum G 010 in der Oettingenstraße 67. Die Ergebnisse werden davor noch bekannt gegeben.
  • 03.08.2012: Achtung: Die Klausureinsicht wurde auf Montag, den 20.08.2012 von 10:00 – 11:00 Uhr in Raum G010 in der Oettingenstraße 67 verlegt.
  • 03.08.2012: Achtung: Die Nachholklausur wurde verlegt auf Mittwoch, den 26.09.2012 von 10:30 – 12:00 Uhr im Raum B U101 in der Oettingenstraße 67
  • 06.08.2012: Die Anmeldung zur Nachholklausur wurde auf Uniworx freigestalten. Bitte melden Sie sich für eine Teilnahme bis spätestens Mi 19.09.2012, 12:00 Uhr an.

Inhalt der Vorlesung

Die Vorlesung „Rechnerarchitektur II“ ist eine Fortsetzung der Vorlesung „Rechnerarchitektur I“.

Aufbauend auf den allgemeinen Grundlagen des Aufbaus eines Rechners aus „Rechnerarchitektur I“, vermittelt „Rechnerarchitektur II“ das Verständnis der komplexeren und leistungsfähigen modernen Rechner, so wie sie heute in fast jedem Computer, Spielkonsole oder Smartphone zu finden sind. Aufgrund dieser hohen Komplexität ist es auch für Softwareentwickler erforderlich, die Architekturen gut zu verstehen, um deren volle Leistungsfähigkeit ausschöpfen zu können. Die tiefergehende Behandlung der Architekturen umfasst verschiedene Aspekte, wie deren Parallelität (Superskalar, SIMD, Multi- und Many-Core), Speicherhierarchie, die konkrete Umsetzung in verschiedenen Systemen (Compute-Farm, GPU, Cell) und deren Sprachen und APIs (MPI, CUDA, Map-Reduce, etc.). Je nach Interessenlage der Zuhörer können Anwendungen aus verschiedenen Bereichen besprochen und eingeübt werden, z.B. Wissenschaftliches Rechnen (Simulation in Physik, Elektronik, Mechanik, Strömungsmechanik), Multi-Media (Grafik, 3D-Rendering, Modelle), Eingebettete Systeme (Echtzeit, Mobilfunk, GPS, Steuerung und Regelung, z.B. im Auto), Wirtschaft (Analyse von Finanzprodukten, Millisekundenhandel), Sicherheit (Kryptographie, Bildverarbeitung).

Die Vorlesung ist inhaltlich in folgende Bereiche gegliedert:

  • Einleitung, Motivation, Geschichte
  • Mathematische Grundlagen
  • Die superskalare Pipeline
  • SIMD-Erweiterungen (MMX, ISSE)
  • Multi- und Many-Core Systeme I (eng gekoppelte Cluster, GPU)
  • Speicherhierarchie I (explizit: GPU, Cell)
  • Speicherhierarchie II (implizit: Prediction&Prefetch)
  • Multi- und Many-Core Systeme II (lose gekoppelte Cluster, Cloud-Computing)
  • Anwendungsbeispiel(e) (Übung, nach Wahl der Hörer)

Übungen

Eine Anmeldung zur Teilnahme an den Übungen ist notwendig. Dies ist über Uniworx unter folgendem Link möglich:
https://uniworx.ifi.lmu.de/?action=uniworxCourseWelcome&id=71

Begleitend zur Vorlesung gibt es Übungsblätter, die freiwillig bearbeitet werden können. Der Klausurbonus kann nur für die Klausur und die Nachholklausur angerechnet werden. Der Bonus kann nicht auf Klausuren nachfolgener Semester angerechnet werden!

Die Übungsblätter finden sich in Uniworx oder stehen auch geschützt unter dieser URL zur Verfügung: http://lehre.mobile.ifi.lmu.de/sose12/ra2_pub/. Die Zugangsdaten werden in der Vorlesung bekannt gegeben. Die Übungsblätter werden in der Übung vorgerechnet.

 

Übungsmaterial

Die Übungsblätter können auch hier bezogen werden:

Übungsblatt Anmerkungen Datum
Übungsblatt 1Ergebnisse zum Übungsblatt 1 Wiederholung von Grundwissen aus Einführung in die Informatik und Rechnerarchitektur I, Vorrechnen der Musterlösung des AufgabenblattsRegelung für Aufgabenblatt 1:

  • Aufgabe 4 ist besonders anspruchsvoll, besonders 4c
  • Voraussetzungen für Aufgabe 4 waren in der 1. Vorlesung noch nicht besprochen
  • das Übungsblatt 1 kann bis 02.05.2012 nachgereicht werden
24.04.2012
Merkblatt zur Bool'schen Logik Wiederholung von Grundwissen zur Bool'schen Logik 24.04.2012
Übungsblatt 2Ergebnisse zum Übungsblatt 2 08.05.2012
Übungsblatt 3 Nicht zur Abgabe bestimmt -
Übungsblatt 4Ergebnisse zum Übungsblatt 4 15.05.2012
Übungsblatt 5Ergebnisse zum Übungsblatt 5 22.05.2012
Merkblatt zur Assembler-Programmierung Kurzeinführung in i386, x64 und ARM-Assembler 24.04.2012
Übungsblatt 6Ergebnisse zum Übungsblatt 6 05.06.2012
Übungsblatt 7Ergebnisse zum Übungsblatt 7 12.06.2012
Übungsblatt 8 19.06.2012
Merkblatt zur GPU-Programmierung Merkblatt zur GPU-Programmierung
Übungsblatt 9 26.06.2012
Übungsblatt 10 03.07.2012
Übungsblatt 11 Zusatzmaterial (mefa-0.1.tar.gz) 10.07.2012
Übungsblatt 12 17.07.2012

 

Klausur

Sie können durch die Abgabe der auf den Übungsblättern als Hausaufgabe markierten Aufgaben einen Bonus von bis zu 10% der in der Klausur maximal erreichbaren Punktzahl erwerben. Der Bonus berechnet sich dann folgendermaßen:
Bonus = 0,1 * (maximal erreichbare Punkte in der Klausur) * (Anzahl erreichter Punkte in allen Übungsblättern)/(Summe maximal möglicher Punkte aller Übungsblätter).

Hinweis: Die Lösung zu Übungsblatt 1 kann noch bis 02.05.2012 nachgereicht werden!

Die Klausur zur Vorlesung findet am Mittwoch, den 25.07.2012 von 10:30 - 12:00 Uhr im Raum B U101 in der Oettingenstraße 67 statt. Diplom-Studenten können dabei einen Leistungsnachweis mit 4 SWS erlangen, Master-Studenten 6 ECTS. Eine Nachholklausur findet am Dienstag, den 25.09.2012 von 10:30 - 12:00 Uhr im Raum B U101 in der Oettingenstraße 67 statt.Die Nachholklausur findet am Mittwoch, den 26.09.2012 von 10:30 - 12:00 Uhr im Raum B U101 in der Oettingenstraße 67 statt.

Achtung: Die Klausuranmeldung wurde auf Uniworx freigestalten. Bitte melden Sie sich für eine Teilnahme an der Klausur vom 25.07.2012 bis spätestens 18.07.2012, 10:00 Uhr an.

Zur Teilnahme an der Nachholklausur ist eine Anmeldung in Uniworx erforderlich! Bitte melden Sie sich für eine Teilnahme bis spätestens Mi 19.09.2012, 12:00 Uhr an.

Programme und Hilfsmittel

Literatur

Literaturhinweise finden sich auf dem oben bereitgestelltem Merkblatt zur Vorlesung.