Modulets indhold, forløb og pædagogik

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.

Læringsmål

Viden

• 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 27,5 timer per ECTS, hvilket for denne aktivitet betyder 137,5 timer.

Eksamen

Prøver

Yderligere informationer