DA7009, Datorarkitektur och maskinnära programmering 7,5 hp 2009 (sumaskin09)

Aktuell kursomgång: kursen samläses med DD2377.

Föregående kursomgångar

Studieplan för kursen

Senaste nytt (ändrad 2009-05-28) finns här

Denna kurs samläses som tre kurser:

• SU-kursen DA7009 (sumaskin09)
• KTH-kursen DD2377 (maskin09)
• Vidareutbildningskursen DD221V (fovmaskin09)

Kursledare

Inge Frick <inge@nada.kth.se>.

Föreläsningar

Länkar till dessa föreläsningar kommer att aktiveras allt efter som.

• Föreläsning 1 introducerar programspråket C, huvudsakligen för den som kan Python eller Java
  F1: Genomgång av C
• Föreläsningarna 2 och 3 behandlar hur data lagras på datorn samt vad datorn gör med data på bit-, byte- och ordnivå. Vi behandlar hur dessa operationer görs i C.
  F2: Bitar och bytes
  F3: Heltal och flyttal
  
• Föreläsning 4, 5 och 6 behandlar assemblerprogrammering, speciellt på X86-arkitekturen.
  F4A: Introduktion
  F4B: Kontrollstrukturer
  F5: Procedurer
  F6A: Sammansatta data
  F6B: Sammanfattning
• Föreläsning 7, 8, 9 och 10 behandlar datorarkitektur. Vi beskriver en förenklad X86-arkitektur och diskuterar två implementationer, en sekvensiell och en pipeline implementation.
  F7A: ISA
  F7B: Logisk design
  F8: Sekventiell implementation
  F9: Pipeline implementation
  F10: Sammanfattning
• Föreläsning 11 och 12 behandlar hur datorns konstruktion påverkar effektiviteten hos program. Vi diskuterar hur program skall skrivas för att bli effektiva.
  F11: Maskinoberoende kodoptimering
  F12: Maskinberoende kodoptimering
• Föreläsning 13 och 14 behandlar den minneshierarki som datorn använder och behandlar speciellt cacheminnen
  F13: Minneshierarkin
  F14: Cacheminnen

Examination

Kursen examineras i tre moment: en tentamen och två labkurser. Lab 1 och 2 utgör labkurs 1. Lab 3 utgör labkurs 2. Samtliga moment betygsätts med betyg A - E. Betyget på labkurs 1 bestäms genom att poängen för lab 1 och lab 2 vägs samman.

Betyg

För godkänt måste alla moment vara godkända (betyg E). Slutbetyg på kursen vägs samman från alla tre moment. Detta betyder att:

Betyg	kräver minst
A	A+A+B
B	A+A+E, A+B+D, A+C+C eller B+B+C
C	A+D+E, B+C+E eller C+C+D
D	C+E+E eller D+D+E
E	E+E+E

Tentamen

Fredag 13 mars 14-19 i sal L51, L52

Omtentamen

Omtentamen hålls vid behov i maj.

Extentor

• Test tentamen
• Test tentamen svar
• Tentamen 2005-04-02
• Tentamen 2005-04-02 svar
• Tentamen 2006-03-10
• Tentamen 2006-03-10 svar
• Tentamen 2006-06-02
• Tentamen 2006-06-02 svar
• Tentamen 2007-03-09
• Tentamen 2007-03-09 svar
• Tentamen 2008-03-14
• Tentamen 2008-03-14 svar
• Tentamen 2008-06-03
• Tentamen 2008-06-03 svar
• Tentamen 2009-03-13
• Tentamen 2009-03-13 svar

Kurslitteratur

För detaljerad läsanvisning se följande.
Huvudlitteratur för kursen är första halvan av:

Computer Systems: A Programmer's Perspective (CS:APP), International Edition,
Randal E. Bryant and David R. O'Hallaron, Prentice-Hall, 2003. ISBN 0-13-178456-0

Till C-delen av kursen rekommenderas (boken finns eventuellt också på svenska):

The C Programming Language, Second Edition,
Brian W. Kernighan and Dennis M. Ritchie, Prentice-Hall, 1988. ISBN 0-13-110362-8

Böckerna finns på kårbokhandeln.

Läsanvisning

I kursen ingår följande material:

• Utdelat material:
  • Föreläsningsanteckningar
  • Labinstruktioner
• Ur kursboken (Computer Systems, a programmers perspective) ingår följande:
  • Kapitel 1:

    Ingår:	1.1 - 1.2, 1.4
    Kursivt:	1.0, 1.3

  • Kapitel 2:

    Ingår:	Allt utom nedanstående.
    Kursivt:	"Intel IA32 Floating-Point Arithmetic"

  • Kapitel 3:

    Ingår:	Allt utom nedanstående.
    Kursivt:	3.0, 3.1, 3.13
    Ingår ej:	3.14, 3.15

  • Kapitel 4:

    Ingår:

    Allt

  • Kapitel 5:

    Ingår:

    Allt

  • Kapitel 6:

    Ingår:	Allt utom nedanstående.
    Kursivt:	6 - 6.1.2

Laborationer

Ni kan göra laborationerna ensama eller, hellre, två och två. Hur laborationen redovisas finns beskrivet i respektive laborationsinstruktion. Varje laboration som redovisas i tid (lab 1 2009-02-11, lab 2 2009-02-25, lab 3 2009-03-18) ger 1 bonuspoäng vardera till tentamen. Alla Laborationer skall ha redovisats senast 2009-06-09. Det kommer att vara möjlikt att redovisa senare men då ENDAST för betyg godkänt. Det är tillåtet att redovisa en laboration igen för att få högre betyg, men detta måste ske senast 2009-06-09.

Innan ni gör laborationerna måste ni göra följande förberedelser:

1. Logga in på kursen med kommandot:
   • course join sumaskin09
   Logga ut från datorn och logga in igen. Om ni är två, så måste båda göra detta.
2. Om ni är två skall efter detta båda göra:
   • course labdir sumaskin09 <användarnamn för den andre gruppmedlemmen>
   Detta kommer att skapa en underkatalog sumaskin09 i era hemkataloger där ni båda har samma rättigheter. Om ni sedan skapar underkataloger i denna så får ni båda samma rättigheter också i dessa kataloger.

Dessutom måste ni registrera er i Rapp-databasen där era resultat kommer att synas allteftersom de rapporteras in. Ni kommer åt Rapp-databasen på följande webb-address: http://nestor.nada.kth.se:8090/rapp

Laboration 2 görs på assembler.nada.kth.se som är en X86-maskin som kör GNU/Linux. För att komma åt assembler, använd antingen telnet eller rxtelnet.

Nedan är några laborationer markerade föregående Detta betyder att det är föregående års laboration. Betygsgränserna kommer att ändras och eventuellt blir det några andra ändringar men förmodligen endast små.

1. Bitpussel. Hantering av data på bitnivå i ord.
2. Binär bomb. Läsa maskinkod med hjälp av debugger etc. Senaste resultat på labben
3. Datorarkitektur. Experiment med simulerade implementationer. Simulatorn finns beskriven här

Datorarkitektur Schema VT 2009

V	Dag	Tid	Plats	Ämne	Litteratur
4	Måndag 19/1	13-15	Q34	Kursadministration, översikt F1: Genomgång av C, huvudsakligen för dem som kan Python eller Java men inte C	CS:APP kap 1 Prog. Lang. C
4	Tisdag 20/1	10-12	L51	F2: Bitar och bytes	CS:APP kap 2
5	Måndag 26/1	13-15	Q34	F3: Numbers Integers, F3: Numbers Flyttal	CS:APP kap 2
5	Tisdag 27/1	10-12	L51	Assemblerkod: F4A: Introduktion,	CS:APP kap 3
5	Torsdag 29/1	13-17	Karmosin	Laboration 1: Bit-pussel
5	Fredag 30/1	8-12	Karmosin	Laboration 1: Bit-pussel
6	Måndag 2/2	13-15	Q34	Assemblerkod: F4B: Kontrollstrukturer	CS:APP kap 3
6	Tisdag 3/2	10-12	L51	Assemblerkod: F5: Procedurer	CS:APP kap 3
6	Torsdag 5/2	13-17	Karmosin	Laboration 1: Bit-pussel forts.
6	Fredag 6/2	8-12	Karmosin	Laboration 1: Bit-pussel forts.
7	Måndag 9/2	15-17	Q34	Assemblerkod: F6A: Sammansatta data, F6B: Sammanfattning	CS:APP kap 4
7	Tisdag 10/2	10-12	L51	Datorarkitektur: F7A: ISA F7B: Logisk design	CS:APP kap 4
7	Torsdag 12/2	13-17	Karmosin	Laboration 2: Binär bomb	GDB
7	Fredag 13/2	8-12	Karmosin	Laboration 2: Binär bomb	GDB
8	Måndag 16/2	13-15	Q34	Datorarkitektur: F8: Sekventiell implementation	CS:APP kap 4
8	Tisdag 17/2	8-10	L41	Datorarkitektur: F9: Pipeline implementation	CS:APP kap 4
8	Tisdag 17/2	10-12	L51	Datorarkitektur: F10: Sammanfattning	CS:APP kap 4
8	Torsdag 19/2	13-17	Karmosin	Laboration 2: Binär bomb forts.
8	Fredag 20/2	8-12	Karmosin	Laboration 2: Binär bomb forts.
9	Måndag 23/2	13-15	Q34	F11: Maskinoberoende kodoptimering	CS:APP kap 5
9	Tisdag 24/2	10-12	L51	F12: Maskinberoende kodoptimering	CS:APP kap 5
9	Torsdag 26/2	13-17	Karmosin	Laboration 3: Datorarkitektur	Simulator
9	Fredag 27/2	8-12	Karmosin	Laboration 3: Datorarkitektur	Simulator
10	Måndag 2/3	13-15	Q34	F13: Minneshierarkin	CS:APP kap 6
10	Tisdag 3/3	10-12	L51	F14: Cacheminnen	CS:APP kap 6
10	Torsdag 5/3	13-17	Karmosin	Laboration 3: Datorarkitektur forts.	Simulator
10	Fredag 6/3	8-12	Karmosin	Laboration 3: Datorarkitektur forts.	Simulator
10	Tisdag 10/3	13-15	E36	Sammanfattning och genomgång av xtentor
9	Tisdag 10/3	15-19	Grön	Laboration 1-3, extra handledning
9	Tisdag 17/3	16-19	Grön	Laboration 1-3, extra handledning
11	Fredag 13/3	14-19	L51, L52	Tentamen	Allt

Adresser:

Karmosin	Osquars Backe 2, 3 tr
L51	Drottning Kristinas väg 30, 2tr
Q34	Qsquldas väg 10 bv