Forudsætninger/Anbefalede forudsætninger for at deltage i modulet

Modulet bygger videre på viden opnået i modulerne Programmering, Internetnetværk og web-programmering.

Modulets indhold, forløb og pædagogik

Læringsmål

Viden

Give forståelse for hvordan applikationer afvikles på en computer i samspil med system software, udnytte dette til effektivisering af programmer, samt introducere multiprogrammering.  

Programmer skrives i højniveausprog, oversat til maskinkode og dernæst afviklet på datamater i samspil med dets operativ-system. Kurset giver den studerende et kendskab til de forskellige trin i oversættelser og afvikling af højniveau-programmer på datamater, heriblandt hvordan en konkret processor afvikler et program.

Kurset introducerer også hvordan arkitekturen og system services kan udnyttes i applikationsprogrammer med fokus på samtidighed.

I dette kursus opnår den studerende kendskab til grundlæggende begreber inden for computer arkitektur, operativ systemer, og samtidighed.

• abstraktionslag i computer arkitektur og operativ systemer

• organisering af hardware komponenter (processor, hukommelser, ydre-enheder, busser,…)

• processor arkitekturer (Harvard, von Neuman) og typer (indlejrede, desktop, high-performance, server, micro-controllers, DSP)

• tal-og data repræsentation.

• instruktionssæt arkitekturer

• instruktionsniveau parallelisme

• digitale logiske kredsløb og Boolsk algebra

• lagerhierarkiet

• virtuel hukommelse

• køretidsmiljøet for et kørende program

• afbrydelser (interrupts), systemkald, og undtagelser

• kerner og Operativsystemer, Virtuelle maskiner

• multiprogrammering: processer og tråde, synkronisering, deadlocks

• grundlæggende Multi-core programmering

.

Færdigheder

• kunne forklare opførslen af simpelt program på assembler-niveau

• kunne forstå og udnytte specielle instruktioner i programmer

• kunne skrive programmer så de udnytter computerens hardware og processor bedst muligt, fx lager-hierarkiet, instruktions-niveau parallelitet, og eksplicit parallelitet

• kunne analysere og skrive simple, system-nære programmer der benytter sig af parallelitet og/eller samtidighed

• kunne anvende fagets teknikker til at sikre gensidig udelukkelse, fairness og fravær af baglås i simple samtidige/parallelle systemer

• anvende korrekt fagterminologi, kunne redegøre præcist og ved brug af fagets terminologi og notation for opbygning, strukturering, funktionalitet og virkemåde af computer arkitekturen og styresystemer

Kompetencer

• Den studerende kan efter kurset både selvstændigt og i samarbejde med andre formulere og løse simple lavniveau-relaterede problemstillinger som er funderet i viden om computerarkitektur, køretids miljøer, operativsystemer, mm.

• Den studerende skal, ved syntese af fagets begreber og teknikker, kunne udvikle system-nære simple programmer, der benytter sig af parallelitet og /eller samtidighed.

• Den studerende skal kunne tilegne sig ny viden om styresystemer samt programmering af samtidige og parallelle systemer

Undervisningsform

Undervisningen tilrettelægges i henhold til de generelle undervisningsformer for uddannelsen jf. § 17.

Omfang og forventet arbejdsindsats

Det forventes at den studerende bruger 30 timer per ECTS, hvilket for denne aktivitet betyder 150 timer.

Eksamen

Prøver

Prøvens navn	Computerarkitektur og operativsystemer
Prøveform	Skriftlig
ECTS	5
Bedømmelsesform	7-trins-skala
Censur	Ekstern prøve
Vurderingskriterier	Vurderingskriterierne er angivet i Universitetets eksamensordning

Yderligere informationer

Kontakt: Studienævn for datalogi via cs-sn@cs.aau.dk eller 9940 8854