Systèmes et architectures avancées

Systèmes et architectures avancées   GIN4109

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Durée totale du cours: 22.5 H

Option concernée : Tronc Commun

Semestre : 3

Nombre de crédits : 2

Objectifs d’apprentissage et compétences visées

• Connaître les principales technologies des ordinateurs
• Être capable de caractériser plusieurs types d’architectures matérielles.
• Savoir bénéficier des puissances de chaque

Contenu :

• Architectures matérielles et performance
  • Définition de performance
  • Métriques de performance
  • Facteurs de performance
  • Evaluation de Performance (Benchmarks)
• Organisation des machines
  • Principe d’un ordinateur
  • Classification des machines (Flynn, Hwang)
  • Supercalculateurs
  • Clusters
  • Grilles
• Processeurs
  • Architectures (RISC /CISC /VLIW)
  • Processeurs vectoriels et pipelining
  • Multi-processing (UMA /NUMA)
  • Multicores
  • GPU et GPGPU
  • Co-processeurs de calcul (Xéon PHI)
• Mémoire
  • Hiérarchie mémoire
  • Mémoire centrale
  • Mémoire cache
  • Mémoire virtuelle
  • Mémoires virtualisées
  • Utilisation des niveaux mémoires et optimisation de programmes
• Disques
  • Disques magnétiques
  • Disques optiques
  • Disques SSD
  • RAID
• Virtualisation
  • Principe
  • Architecture des hyperviseurs
  • Exemples d’hyperviseurs
  • Virtualisation et Cloud

Méthodes d’enseignement et d’apprentissage

• Enseignement frontal (magistral) avec des exemples à résoudre en
• Exercices théoriques et études de cas (présentation et discussion).
• Travaux pratiques (laboratoire)
• Travaux à faire à domicile (mini-projet, compte-rendu, …)

Connaissances et compétences pré-requises

• Architectures des ordinateurs
• Programmation C

Références bibliographiques

• Un polycopié (Notes du cours) de l’enseignant sera
• Autres références sous forme de tutoriaux, manuels ou documents à télécharger
• Les recommandations bibliographiques suivantes doivent être considérées :
  • Douglas E. Comer, « Essentials of Computer Architecture », Pearson, 2005, 394p, ISBN : 0- 13-149179-2.
  • David A. Patterson & John L. Hennessy, « Computer Organization and Design, The Hardware / Software Interface », Morgan Kaufmann, Fourth edition 2009, 912p, ISBN : 0123744938

Modalité d’évaluation

• 40% Contrôle continu (Test, Assiduité, Devoir surveillé, travaux non présentiels, …)
• 60% Examen semestriel

Résultats d'apprentissage :

• Démontrer les concepts de parallélisme matériel/logiciel.
• Décrire les caractéristiques architecturales des processeurs avancés.
• Comprendre les compromis en matière de performances du programme dictés par la conception informatique moderne
• Discuter de l'organisation de la mémoire et des techniques de cartographie.
• Concevoir des programmes ayant à l'esprit la hiérarchie de la mémoire et la mise en cache
• Concevoir des programmes pour des architectures parallèles avec le parallélisme à l'esprit
• Analysez différents schémas de stockage et utilisez ces connaissances dans un contexte industriel réel.
• Interprétez les performances de différents processeurs en pipeline.
• Expliquer le flux de données dans les algorithmes arithmétiques
• Développement de logiciels pour résoudre des problèmes à forte intensité de calcul.
• Familiarisez-vous avec les orientations modernes de la conception de l'architecture informatique.