# 第0章 课程导论 各老师章节总结

## 老师：谭婧炜佳（tjwj）

### 一、课程定位与研究范畴

本章为计算机系统结构课程的开篇导论，谭婧炜佳老师从课程基本信息出发，系统介绍了计算机系统结构的基本概念、学习目标、研究内容及评价体系。

**计算机系统结构的定义：** 课程指出，计算机系统结构是研究如何设计、实现广义的计算机系统，来达到一定的性能、功耗、造价等的要求。这一定义明确了本课程的核心研究目标——在多维约束下寻求最优的系统设计方案。

**研究内容涵盖：**
- 微体系结构设计层面：CPU、GPU、数据中心、手机、ASIC（神经网络处理器）等不同计算平台的架构设计
- 存储结构设计层面：内存、Cache、非易失性存储材料（NVM）等存储系统的架构问题
- 研究方法层面：基准程序设计、基准程序特征分析、体系结构量化分析（可靠性、能耗、温度）、体系结构优化、设计空间探索等

**设计目标：** 性能提升、能耗降低、可靠性提升、安全性提升。

### 二、课程体系与教学安排

本章明确了计算机系统结构课程的整体框架，包含五大核心章节：

| 章节 | 内容 | 课时 |
|------|------|------|
| 第1章 | 概述 | 4课时 |
| 第2章 | 缓存优化 | 6课时 |
| 第3章 | 指令级并行（SISD） | 8课时 |
| 第4章 | 数据级并行（SIMD） | 6课时 |
| 第5章 | 线程级并行（MIMD） | 8课时 |

课程围绕"缓存优化"和"并行处理"两条主线展开，分别对应现代计算机系统结构中两个最重要的性能提升方向。

### 三、学习目的与方法论

课程要求学生达成三个层次的学习目标：

1. **概念建立：** 建立计算机系统的完整概念，形成对计算机系统整体架构的系统性认知
2. **能力培养：** 掌握计算机系统结构概念、原理、设计方法和分析方法，特别是**量化方法**，提高分析和解决问题的能力
3. **前沿了解：** 了解计算机系统结构最新研究成果

### 四、学术背景与行业影响

本章特别介绍了2017年图灵奖得主John L. Hennessy和David A. Patterson的贡献——"For pioneering a systematic, quantitative approach to the design and evaluation of computer architectures with enduring impact on the microprocessor industry"。这一定量化的研究方法论深刻影响了整个计算机体系结构领域。

课程同时指出三大顶级会议（ISCA、 MICRO、 HPCA）作为学术前沿的主要阵地，录用率约20%，每年共录用300余篇论文，反映了本领域活跃的研究状态。

### 五、成绩评定与课程资源

课程采用综合评定方式：
- **期末笔试考试：** 70%
- **平时成绩：** 30%
  - 作业（60%）
  - 课堂环节（30%）：课堂测试、课堂提问、出勤
  - 任务点（10%）：学习通

作业提交采用梯度扣分机制：晚1天得分×50%，晚2天得分×25%，晚3天后不得分。