Advanced Computer Architecture

Garant předmětu:

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra číslicového návrhu

Anotace:

Cílem předmětu je poskytnout studentům teoretický základ pro porozumnění současným počítačovým systémům, na kterých běží reálné aplikace, potřebný pro všechny specializace programu. Studenti se naučí pochopit současné technické výzvy, typické například pro automobilový průmysl, s ohledem na rychlou reakci systému na vnější podněty v reálném čase, rychlé a bezpečné zpracování velkého množství dat, integraci umělé inteligence, zajištění potřebné úrovně spolehlivosti podle aplikace a zároveň rychlý vývoj a uvedení výsledků na trh. Důraz je kladen nejen na výběr vhodných (paralelních) algoritmů, ale také na výběr nejvhodnějších technologických prostředků pro jejich realizaci.

Požadavky:

Osnova přednášek:

1. Infrastructura cloudu, IaaS, SaaS, cloud computing, egde computing

2. Architektury distribuovaných vypočetních systémů (client-server, servirce-oriented, mikroslužby, event-driven, peer-to-peer, messaging systems, ...)

3. Koordinace a agreement, leader election

4. Distribuovaná cache (consistent hashing, cache eviction strategies)

5. Požadavky na aplikace a technologické možnosti pro jejich splnění

6. Propustnost a latence, paralelismus, výpočet řízený daty, graf toku dat, aplikace

7. Spolehlivost počítačového systému (systémový pohled), modely a výpočty spolehlivostních parametrů

8. (2) Realtimové systémy, predikovatelnost, principy návrhu a verifikace

9. Víceprocesorové, vícejádrové a heterogenní systémy a architektury

10. Sdílená paměť, koherence a paměťová konzistence ve vícejádrových a heterogenních systémech

11. Architektury pro akceleraci umělé inteligence

12. Metody snížení spotřeby na úrovni architektury a systémové úrovni

Osnova cvičení:

bude doplněno

Cíle studia:

Cílem předmětu je poskytnout studentům teoretický základ pro porozumnění současným počítačovým systémům, na kterých běží reálné aplikace, potřebný pro všechny specializace programu. Studenti se naučí pochopit současné technické výzvy, typické například pro automobilový průmysl, s ohledem na rychlou reakci systému na vnější podněty v reálném čase, rychlé a bezpečné zpracování velkého množství dat, integraci umělé inteligence, zajištění potřebné úrovně spolehlivosti podle aplikace a zároveň rychlý vývoj a uvedení výsledků na trh. Důraz je kladen nejen na výběr vhodných (paralelních) algoritmů, ale také na výběr nejvhodnějších technologických prostředků pro jejich realizaci.

Studijní materiály:

1. Douglas Comer: The Cloud Computing Book: The Future of Computing Explained. Chapman and Hall/CRC, 2023. ISBN 978-0367706845.

2. Hennessy J.L., Patterson D.A.: Computer Architecture: A Quantitative Approach (7th Edition). Morgan Kaufmann, 2025. ISBN 978-0443154065.

3. Burns, B.: Designing Distributed Systems: Patterns and Paradigms for Scalable, Reliable Systems Using Kubernetes (2nd edition). O'Reilly Media, 2025. ISBN 978-1098156350.

4. Hezhen Liu, Chengqiang Huang, and others.: Design for dependability State of the art and trends. Elsevier Inc., 2024. ISBN https://doi.org/10.1016/j.jss.2024.111989.

5. Ashutosh Mishra, Jaekwang Cha, Hyunbin Park, Shiho Kim: Artificial Intelligence and Hardware Accelerators. Springer, 2023. ISBN 978-3031221699.

Poznámka:

předmět je vyučován v angličtině

Další informace:

courses

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Master program ANI for the phase of study without specialisation (povinný předmět programu)