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计算机类论文范文参考文献,与面向体系结构的软件优化课堂与实践教学相关论文开题报告
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AVX指令为例,学生通过面向典型的基准程序（如矩阵乘、FFT等）,分析这些SIMD指令带来的性能提升以及产生的性能开销,比较不同SSE/AVX指令生成方法（程序员手工生成、通过编译器自动生成、使用Intel提供的高性能库）的效果.2）Cache相关实验.
该模块通过页着色（PageColoring）方法,将LastLevelCache（LLC,最后一级Cache）分配给不同的任务,实现多任务共享LLC；分析Cache容量对任务性能的影响.需要注意的是,将任务调度到不同的处理器核上执行,是消除Cache容量对任务性能影响的最有效方法,但由于将任务调度策略的实现与分析安排在操作系统实验中最合适,因此该模块没有考虑如何消除Cache容量对任务性能的影响.
3）PCM和功耗相关实验.
该模块的内容包括通过实验了解PCM的工作原理和编程接口；分析PCM收集到的系统性能数据,找出性能瓶颈；根据PCM收集到的功耗数据,比较不同功耗优化策略的优劣等.
除了确定实践教学内容以外,采用合理的实践方式也是必须考虑的一个重要问题.根据实验的内容和创新程度,我们将实验分为验证实验（通过实验检验某一结论的正确性）、设计实验（完成某个功能模块的设计,如在模拟器上实现分支目标缓冲）、综合实验（完成计算机中某个子系统的设计,如CPU设计实验）以及创新实践活动4个层次.
在以上所列举的实验内容中,SIMD和Cache适合作为验证实验.学生通过这些实验可以理解SIMD指令集在性能上的优势与不足、多任务竞争使用LLC会对系统性能产生什么影响、利用SIMD指令获得性能提升的方法等.PCM和功耗则适合作为设计实验,学生可以通过这些模块了解PCM的使用方法,解决以功耗为代表的当前计算机系统设计热点问题.需要注意的是,我们没有设计综合实验模块和创新实践活动,因为前者被安排在并行程序设计与优化等课程中更为合适,后者则一般由数名研究生结合课题研究完成.
3课程建设实践
针对体系结构课程教学和实践内容的改革,国防科技大学计算机学院目前已经进行的工作主要有以下几个方面.
1）系统梳理计算机系统系列课程的教学内容.
除了计算机原理、体系结构、嵌入式系统、计算机系统性能评价、汇编语言等传统硬件系列课程外,我们还将操作系统和编译原理两门课程归于计算机系统系列,形成了一个包含5门国家级精品课的课程系列.相关课程的主讲教师一起探讨课程之间的接口及教学单元的分配,目的是让学生通过计算机原理、编译原理课程和实践,掌握有关单处理器计算机系统的知识,通过体系结构课程和实践掌握计算机系统的性能评价和优化方法,通过嵌入式系统、操作系统课程和实践掌握计算机系统在嵌入式领域中的应用.
2）将本科生竞赛等实践活动作为调整和补充教学内容的参考.
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SCC（StudentClusterCompetition,大学生超算竞赛）是近年来国际高性能计算领域的热门活动,每年在ISC（IntemationalSuperputingConference）和SC（SuperputingConference）这两个高性能计算领域最著名的国际会议上各举办一次.每个参赛队由6名本科生组成,在1名指导教师的带领下参赛.比赛要求各参赛队搭建一个功耗不超过3KW的集群系统,在规定时间内完成指定应用（含算例）的执行,完成时间越短,成绩越好.国防科技大学计算机学院的本科生已在该竞赛中取得了一系列好成绩.该竞赛活动全面地考查了本科生对集群计算系统的组成、来自特定领域的高性能应用、并行程序设计与优化、面向集群系统的软件优化等知识的理解与掌握程度,竞赛中的经验和教训对我们调整体系结构课程教学内容有重要的参考作用.
3）将成熟&#
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自2005年以来,国防科技大学计算机学院结合学校大力开展的实验室建设活动,建立了计算机科学与技术研究生和本科生实验中心,其中体系结构实验室是重要组成部分.在研究生高级计算机体系结构课程的实践教学中,我们开设了计算机体系结构实验和面向体系结构的软件优化实验两门课程,分别从硬件和软件两个角度培养学生的实践能力.经过多年的建设,这两门实验课程中的一些成熟实验模块已经具备了下移到本科生教学中的条件.
4结语
如何引入与多核/众核体系结构相关的教学与实践内容,是体系结构课程教学改革的重要内容.这与近年来国内外高校在计算机系统或硬件系列课程中越来越强调培养学生的系统观,使他们建立软硬件兼通的计算机系统组成、结构、工作原理等概念的教学改革理念一致.结合国防科技大学计算机学院的计算机系统系列课程建设及本科生高性能竞赛等活动,我们探索如何进行这一改革并进行初步实践.当然,根据教学侧重点的不同,一些学校会选择将这部分内容安排在并行程序设计、多核体系结构及编程等课程中,笔者所讨论的问题、改革思路和实践活动,也可为这些课程的建设提供参考.
参考文献：
[1]王志英,张春元,沈立,等,计算机体系结构[M],北京：清华大学出版社,2010
[2]袁春风,计算机组成与系统结构[M],北京：清华大学出版社,2011
[3]BryantRE,O'HallaronDR.Computersystems：Aprogrammer'sperspective[M],2版,Boston：AddisonWesley,2010：25-26
[4]张晨曦,王志英,沈立,等.计算机系统结构教程[M],北京：清华大学出版社,2009
[5]沈立,张春元,王志英,“计算机体系结构”课程实验教学建设[J],计算机教育,2011（22）：88-91
[6]沈立,肖侬,王志英,计算机体系结构实验[M].北京：清华大学出版社,2010
（编辑：宋文婷）
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