◎系所教育目標：
為配合國家建設及產業發展之需要，本系以培育中高級資訊科技人才為目的。在教學理念上除了注重理論的探討之外並強調實際動手的能力，以期培育出具有深厚學識基礎並能實際應用的資訊科技人才。在專業必修中涵蓋基礎理論、電腦硬體、作業系統、資料結構及計算機網路等方面，並有畢業專題製作，使學生紮實基礎，同時課程包含四個專業學程，兼顧學術及實務之分流與訓練。分別為一：軟體工程及知識工程學程、二：互動多媒體學程、三：網路及資訊安全學程、四：資訊系統開發實務學程，以期作為日後升學就業的準備。 |
| ◎核心能力 | 關聯性 |
| 1.應用數理邏輯推理之能力 | 5 關聯性最強 |
| 2.具備資訊軟體專業之能力 | 4 關聯性稍強 |
| 3.具備資訊硬體專業之能力 | 3 關聯性中等 |
| 4.發掘、分析及解決問題之能力 | 3 關聯性中等 |
| 5.現代資訊發展工具之使用與熟悉資訊應用系統之能力 | 3 關聯性中等 |
| 6.資訊軟體或硬體創新設計與實作之能力 | 4 關聯性稍強 |
| 7.有效溝通與團隊合作之能力 | 2 關聯性稍弱 |
| 8.培養人文素養、專業倫理責任、社會關懷與生活技能之能力 | 1 關聯性最弱 |
◎本學科內容概述：
本課程著重於介紹計算機組織與設計概念，我們將會藉由MIPS組合語言介紹電腦硬體的架構與軟硬體溝通介面，涵蓋的主題包含電腦語言、計算機算數、處理器的控制路徑、管線化處理器、記憶體層級管理等。 |
◎本學科教學內容大綱：
1.計算機科技(Computer Technology)
2.指令：電腦語言(Instruction: Language of the Computer)
3.計算機算數(Arithmetic for Computer)
4.處理器：控制路徑(Processor: Datapath and Control)
5.處理器：管線(Pipeline)
6.記憶體層級(Memory Hierarchy) |
◎本學科學習目標：
This course mainly presents concepts to Computer Organization, i.e. how CPU works, but not applications. We introduce the important topics including 1) Instruction sets, 2) Evaluating performance, 3) Datapath and control in processor, 4) Enhancing performance with pipelining, 5) Exploiting memory hierarchy, and 6) Disk storage and dependability.
1 Computer abstractions and technology,
2 Instructions: Language of Computer,
3 Assessing and Understanding Performance,
4 The Processor: Datapath and Control,
5 Enhancing Performance with Pipelining,
6 Large and Fast: Exploiting Memory Hierarchy,
7 Storage, Networks, and other Peripherals. |
| ◎教學進度： |
| 週次 | 主題 | 教學內容 | 教學方法 |
01
| Computer Abstractions and Technology | 1. Introduction | 講授。 |
02
| Computer Abstractions and Technology | 2. Arithmetic for computers | 作業/習題演練、講授。 |
03
| Instructions: Language of the Computer | 3. Instruction | 講授。 |
04
| Instructions: Language of the Computer | 4. MIPS addressing | 作業/習題演練、講授。 |
05
| Assessing and Understanding Performance | 5. Performance | 講授。 |
06
| Assessing and Understanding Performance | 6. Evaluation | 作業/習題演練、講授。 |
07
| The Processor: Datapath and Control | 7. Datapath | 講授、討論。 |
08
| The Processor: Datapath and Control | 8. Simple implementation | 講授、討論。 |
09
| The Processor: Datapath and Control | 9. Multiple cycle | 講授、討論。 |
10
| Enhancing Performance with Pipelining | 10. Overview of pipeline | 作業/習題演練、講授、討論。 |
11
| Enhancing Performance with Pipelining | 11. Pipelined datapath | 講授、討論。 |
12
| Enhancing Performance with Pipelining | 12. Pipelined control | 作業/習題演練、講授、討論。 |
13
| Enhancing Performance with Pipelining | 13. Data Hazard | 講授、討論。 |
14
| Exploiting Memory Hierarchy | 14. Cache | 作業/習題演練、講授、討論。 |
15
| Exploiting Memory Hierarchy | 15. Memory Hierarchy | 講授、討論。 |
16
| Storage, Networks, and Other Peripherals | 16. Disk storage | 作業/習題演練、講授、討論。 |
17
| Storage, Networks, and Other Peripherals | 17. I/O performance measures | 講授、討論。 |
18
| exam | final exam | 作業/習題演練、操作/實作。 |
◎課程要求：
本課程採用之教材為Computer Organization and Design: The Hardware/Software Interface，為目前國際間對計算機組織之最普遍選用教科書之一。由深入淺出方式先講授計算機組織的各項主題：計算機的發展、指令集結構、效能評估、CPU 設計、Pipeline結構、記憶體架構、I/O 及儲存媒體等之組織。本課程以在課堂上理論講解為主。課後以習題練習為輔，以印證課堂所學。每章授課完畢後一週內，修課學生(分組)應完成一份與該章內容相關之「Real stuff」的研究報告。 |
◎成績考核
課堂參與討論10%
小考15%
期中考30% : 筆試
期末考30% : 筆試
作業/習題演練15%
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◎參考書目與學習資源
David Patterson and John Hennessy, Computer Organization and Design: The Hardware/Software Interface, 6th Edition, Morgan Kaufmann, 2021. (有中譯本) |
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