Parallelldatorer i inbyggda system, 7,5 hp

Huvudområde med fördjupning

Kurser i datateknik, datavetenskap och elektroteknik omfattande 90 hp. Kurser i matematik som omfattar 30 hp eller kurser i analys, linjär algebra och transformmetoder. Kurserna Artificiell intelligens 7,5 hp, Teknisk matematik 7,5 hp samt Algoritmer, datastrukturer och problemlösning 7,5 hp eller Inbyggda realtidssystem 7,5 hp. Engelska 6.

Kursen ingår som en valbar kurs i Masterprogrammet i inbyggda och intelligenta system 120 hp samt Civilingenjör i datateknik 300 hp. Kursen ges även som fristående kurs.

Kursen syftar till att studenten ska utveckla förståelse för hur krav i inbyggda system, såsom prestanda och energieffektivitet, kan mötas genom att organisera datorarkitektur och beräkningar så att de kan utnyttja parallellism. Den ger vidare kunskap om aktuell utveckling och forskning när det gäller arkitektur för datorer och datorsystem med flera parallellt arbetande beräknings-, kommunikations- och minnesenheter. Parallellism av olika slag finns i alla moderna datorarkitekturer, och bl.a. vid konstruktion av inbyggda system krävs kunskap om hur den kan användas.

Efter avslutad kurs ska studenten kunna:

Kunskap och förståelse

• beskriva och förklara de viktigaste parallella arkitekturmodellerna och beräkningsmodellerna samt diskutera deras respektive fördelar, nackdelar och tillämpningsmöjligheter

Färdighet och förmåga

• programmera parallella datorsystem avsedda för inbyggda system
• beskriva, utvärdera och diskutera hur val av programmeringsmodell och metod påverkar t.ex. exekveringstid och resursutnyttjande,
• tillgodogöra sig vetenskapliga artiklar inom området, diskutera dem och göra sammanställningar och presentationer som sammanfattar dem; samt söka och identifiera relevanta forskningspublikationer och forskningsgrupper inom området

Värderingsförmåga och förhållningssätt

• relatera teknikens nuvarande ståndpunkt med aktuell forskning och utveckling inom området, särskilt sådan som är av betydelse för utveckling av inbyggda system

Kursen är uppdelad i en föreläsningsdel, en del med laborationer och ett litet projekt, samt en seminariedel.

Föreläsningsdelen: Motivering för parallellism, baserat på krav i inbyggda system (såsom prestanda och energieffektivitet). Grundläggande paradigm och modeller för parallelldatorarkitekturer (former av parallellism, SIMD, MIMD, dataflöde, rekonfigurerbara arkitekturer, interna förbindelsenät, m.m.) och parallella beräkningar (delat minne, meddelandeskickande, strömprogrammering, kommunicerande sekventiellaprocesser, processnätverk, m.m.). Exempel på arkitekturer och programmeringstekniker. Förståelse för hur begränsningar som t.ex. energi och effektförbrukning kommer att styra framtida utveckling inom området.

Laborations- och projektdelen ger praktisk erfarenhet av nya arkitekturer och programmeringsmodeller genom programmering bl.a. av enchipsprocessorer med ett stort antal processorkärnor.

I seminariedelen fördjupar sig kursdeltagarna i olika delområden eller i speciella arkitekturer och leder seminarier om dessa. Högskolans forskningsprojekt ingår i dessa specialstudier.

Undervisningen sker i form av föreläsningar, laborationer, projekthandledning och seminarier. De senare ges av de studerande själva efter litteraturstudier och diskussion om uppläggningen med kursledaren. Samtliga seminariedeltagare förbereder sig genom att läsa introduktionstexter till varje seminarieämne, medan de som är ansvariga för seminariet söker ytterligare information och sammanställer denna. Laborationerna, projektet och seminarierna skall dokumenteras i korta rapporter. Laborationerna, projektet och ett eget seminarium är obligatoriska.

För godkänt betyg ska laborationer och programmeringsprojektet ha genomförts, samt att studenten har haft en egen presentation vid ett av kursens seminarium. Föreläsningsdelen tenteras skriftligt efter kursens slut. Deltagande vid seminarierna och rätta svar på skriftliga kunskapsprov i samband med dessa ger bonuspoäng till tentamen. Genomförandet av det egna seminariet vägs också in i betyget.

Om särskilda skäl finns får examinator göra undantag från angiven examinationsform och medge att en student examineras på annat sätt. Särskilda skäl kan till exempel vara beslut om riktat pedagogiskt stöd.

I kursen ingår kursvärdering. Denna är vägledande för utveckling och planering av kursen. Kursvärderingen dokumenteras och redovisas för studenterna.