0x010088F6312065A70A44B630A6848498EAD80093CFEAFE161DC94D83C7C5C9A5A748B8

The main change for the 2023 version of the course was to split the project into four checkpoints up from the previous two. This however did not make a noticeable difference in terms of how many students successfully completed the assignment.

The course is split into two main tracks, a theory portion, and a practical project. Both of these tracks have various points associated with them. In order to be allowed to take the exam student must have achieved 350/450 total points. The points on the exam then define the actual grade received at the end of the course. Theory Track:The theory track of the course has several components. Each week students are required to complete several activities. Each activity has associated points based mostly on completion vs correctness.1) Watch an online lecture video.2) Complete homework questions about said video.3) Attend a physical lecture where the homework questions are discussed.4) Peer-review another students' homework assignment. 	Students reported that the organization and quality of the online lecture videos was good, as each one focused on a clear topic and was presented in a structured way. 	Students also reported that the lecture homework questions were a good addition to the videos, and that knowing there would be a follow-up physical lecture requiring discussion of them was motivating to complete them. 	It was reported that the physical lectures had both positive and a negative aspects. The discussion of homework was done by going through the various questions, and calling on different students to ask them to explain their thoughts about what the answer could be. Some students found this to be stressful, but also admitted that it got them to do the assignments since they knew they might have to discuss them in person. It was also commented that it was good that there were attendance points for these physical meetings. Without the attendance points students claimed they would be less likely to show up due to the possibility of being called on to discuss the assignment. 	The peer-review was perceived as poor to mediocre. Students said there was no incentive to spend time providing useful feedback, so many did not feel that the exercise provide value. Practical Project Track:The practical project was reported as being a good addition to the course, but a difficult one. Student who completed the project said that it was very helpful as one had to really understand the course concepts in order to be able to do it. As a result, it contributed greatly to the overall understanding in the course. Some student struggled with the initial difficult of the project, and suggested that it be further subdivided into more digestible parts, with more deadlines spread out across the semester. With only a few project deadlines some students waited too long to start and didn't realize how much work the project was until it was too late.

Students were interested in the possibility of having all points accumulated during the course contribute to the overall grade, instead of just being a gateway to the exam. Students felt there was little reason to read the book, as the videos and lecture slides were highly comprehensive. If the physical lectures are going to continue to be held in the same was then it is recommended to continue with attendance points.

NTNU:TIA:REST

Institutt for datateknologi og informatikk

Department of Computer Science

Ingen trykte eller håndskrevne hjelpemidler tillatt. Bestemt, enkel kalkulator tillatt.

Engelsk

Mer om vurdering

Emnet foreleses på engelsk. Skriftlig eksamen gis kun på engelsk.Kurset inkluderer et antall obligatoriske aktiviteter. Studenten kan oppnå et gitt antall poeng i hver aktivitet og må oppnå en viss total poengsum for å få lov til å ta eksamen. Aktivitetene og detaljene rundt poengtildeling annonseres ved semesterstart.Ved utsatt eksamen (kontinuasjonseksamen) kan skriftlig eksamen bli endret til muntlig eksamen.

Anbefalte forkunnskaper

TDT4160 Datamaskiner og digitalteknikk, eller tilsvarende.

Faglig innhold

Avanserte emner innen prosessorarkitektur. Detaljert diskusjon og implementasjon av enkle samlebåndsbaserte prosessorer. Introduksjon til spesifikasjon og analyse av instruksjonssett. Detaljert gjennomgang av ut-av-rekkefølge utføring, teknikker for hopp-prediksjon, spekulativ utføring, og ytelsesmodellering. Introduksjon til implementasjon av minnesystemer og ytelsesmodellering.

Kursmateriell

John L. Hennessy and David A. Patterson: "Computer Architecture - A Quantitative Approach, 6th Edition", Morgan Kaufmann Publishers. Eventuelt annet relevant kursmateriell oppgis ved semesterstart. Alt pensum vil være på engelsk.

Læringsutbytte

Kunnskaper:<ul><li>Studenten skal ha grundig forståelse av samlebåndsbaserte prosessorers konstruksjon og virkemåte.</li><li>Studenten skal ha en teoretisk forståelse av avanserte teknikker for ytelsesøkning i en skalar prosessorkjerne, herunder ut-av-rekkefølge utføring, hopp-prediksjon og spekulativ utføring.</li><li>Studenten skal ha an overordnet forståelse av analytiske ytelsesmodeller for prosessorer som utfører instruksjoner ut-av-rekkefølge.</li><li>Studenten skal forstå sentrale avveininger innen utvikling av instruksjonssett.</li><li>Studenten skal ha en overordnet forståelse av konstruksjon av minnesystemer.</li></ul>Ferdigheter:<ul><li>Studenten skal kunne konstruere effektive samlebåndsbaserte prosessorer ved hjelp av et maskinvarebeskrivende språk.</li><li>Studenten skal kunne evaluere teknikker for ytelsesøkning i datamaskiner ved hjelp av en kvantitativ metode.</li></ul>Generell kompetanse:<ul><li>Studenten skal beherske datamaskinkonstruksjon og kunne anvende denne kunnskapen i prosjekter på alle abstraksjonsnivå.</li></ul>

Læringsformer og aktiviteter

Se engelsk beskrivelse. Undervisning vil foregå på engelsk.

Obligatoriske teoretiske og praktiske øvinger

Datamaskinkonstruksjon

Informatikk

Teknologiske fag

Datateknologi - masterstudium (5-årig)

Datateknologi - masterstudium (2-årig)

Master of Science in Informatics

Web/Lists(guid'8b698a2d-6ad0-4f7d-b3be-219cc1979f02')/Items(26500)/FieldValuesAsText

The main change from H2021 was to revert to exam-only grading. This enabled taking the assessment-dimension out of the "build your own processor" project which enabled reverting to a more learning- and progress-oriented execution of the project. Moreover, we expanded the compulsory activities to cover all learning activities. My assessment is that the students learned a lot this year and that the new course setup works well. That said, there is always room for improvement (see the next section).

My assessment is based on the following sources:<ul><li>3 reference group meetings and the report of the reference group</li><li>3 monthly short questionnaires that aim at capturing how students perceive the course right now</li><li>A longer post-mortem questionnaire conducted after the exam which assesses the complete course</li></ul> Around 50% of the active students typically responded to the surveys. The student's achievement of the learning objectives are in general high and the course organisation hence works well. There are however a couple of avenues in which we can improve:<ul><li>Peer evaluation was not perceived to help learning, mostly because the students when grading generally did not engage with details when responding. This could be improved by focusing more on feedback quality.</li><li>The suggested solutions to the theory exercises sometimes lists "see the slides" as a suggested answer which is not helpful if the student is unsure where to look.</li><li>The deadlines for the "build your own processor"-project should be re-evaluated to better distribute the load across the semester.</li><li>Add more specific test cases to the "build your own processor"-project which focus more specifically on exposing errors in particular units. This may be necessary to better distribute load, but it will also make the project a bit more approachable.</li></ul>

The key challenges that we tried to address from H2021 was:<ol><li>High workload in general and significant work imbalance</li><li>Some students do well in the exercises and poorly in the exam</li></ol> The post mortem survey reveals that the students now experience the course workload as much more reasonable and well-distributed. More specifically, the average overall workload score is 6.1 out of 10 in which 5 is appropriate, 10 is way too high and 0 is way too low. Moreover, the average score of the question "The course is structured so that I can work with the syllabus evenly throughout the semester" is 8.3 out of 10. While we cannot compare qualitatively to the survey from 2021 (because the course organisation has changed), we can at least conclude that (1) is now much less of a problem. Switching to an exam-only evaluation seems to have helped with respect to item (2) since the lowest-performing students did significantly better in the exam this year compared to 2021. This could however also be due to the students studying more or being more talented than last year.

Avanserte emner innen prosessorarkitektur. Detaljert diskusjon og implementasjon av enkle samlebåndsbaserte prosessorer. Introduksjon til spesifikasjon og analyse av instruksjonssett. Detaljert gjennomgang av ut-av-rekkefølge utføring, teknikker for hopp-prediksjon, spekulativ utføring, og ytelsesmodellering. Introduksjon til implementasjon av minnesystemer og aritmetiske enheter.

Web/Lists(guid'8b698a2d-6ad0-4f7d-b3be-219cc1979f02')/Items(21004)/FieldValuesAsText

The main change from H2020 was the introduction of compulsory exercises. My assessment is that this was appreciated by the students and that it improved learning, i.e., the proportion of students that answer the open design-oriented exam questions well has increased. Overall, my assessment is that we have never had so many students reaching such a high level of understanding before, yet there is still potential for improving the course (see the next section).

My assessment is based on the following sources:<ul><li>3 reference group meetings and the report of the reference group</li><li>3 monthly short questionnaires that aim at capturing how students perceive the course right now</li><li>A longer post-mortem questionnaire conducted after the exam which assesses the complete course</li></ul> Overall, the questionnaires are more trustworthy this year as around 50% of the active students responded. As mentioned above, the student's achievement of the learning objectives was at an all time high. We do however have a couple of challenges:<ul><li>All students perceive the workload as high</li><li>The workload is not well-distributed throughout the term</li><li>Some students do very well in the practical exercises and yet don't learn much (i.e., poor exam grade). My hypothesis is that the high workload of the practical work force some students into surface learning approaches (i.e., fiddling with it until it works).</li></ul> These challenges are all caused by the restrictions we incur because we grade the practical exercises. For this to be fair, the students first need to learn the tools -- to account for differences in background -- and then work independently -- to assess them. I hence propose to move to an exam that accounts for 100% of the final grade and that completing a sufficient amount of practical and theoretical exercises is necessary to be allowed to take the exam. This will enable us to distribute work more evenly throughout the semester as well as let students learn the tools at the same time as they implement their processor, hence reducing the workload. Moreover, we can partition the practical work into smaller pieces and integrate them better with the theory track.

Mappevurdering gir grunnlag for sluttkarakteren i emnet. I mappen inngår hjemmeeksamen (50%) og arbeider (50%). Resultater for delene angis i %-poeng, mens vurdering for hele mappen (sluttkarakteren) angis med bokstavkarakter. Emnet foreleses på engelsk. Skriftlig eksamen gis kun på engelsk.Kurset inkluderer et antall obligatoriske aktiviteter. Studenten kan oppnå et gitt antall poeng i hver aktivitet og må oppnå en viss total poengsum for å få lov til å ta eksamen. Aktivitetene og detaljene rundt poengtildeling annonseres ved semesterstart.Ved utsatt eksamen (kontinuasjonseksamen) kan skriftlig eksamen bli endret til muntlig eksamen.Dersom studenten også etter utsatt eksamen har sluttkarakteren F/ikke-bestått, må studenten gjenta hele emnet neste studieår. Arbeider som teller med i sluttkarakteren må gjentas. De obligatoriske aktivitetene trenger ikke å gjentas.

Avanserte emner innen prosessorarkitektur. Detaljert diskusjon og implementasjon av enkle samlebåndsbaserte prosessorer. Introduksjon til spesifikasjon og analyse av instruksjonssett. Detaljert gjennomgang av ut-av-rekkefølge utføring, teknikker for hopp-prediksjon, spekulativ utføring, og ytelsesmodellering. Introduksjon til implementasjon av minnesystemer og aritmetiske enheter. 

John L. Hennessy and David A. Patterson: "Computer Architecture - A Quantitative Approach, 6th Edition", Morgan Kaufmann Publishers. Eventuelt annet relevant kursmateriell oppgis ved semesterstart. Alt pensum vil være på engelsk. 

Se engelsk beskrivelse. Undervisning vil foregå på engelsk. 

Kunnskaper:<ul><li>Studenten skal ha grundig forståelse av samlebåndsbaserte prosessorers konstruksjon og virkemåte.</li><li>Studenten skal ha en teoretisk forståelse av avanserte teknikker for ytelsesøkning i en skalar prosessorkjerne, herunder ut-av-rekkefølge utføring, hopp-prediksjon og spekulativ utføring.</li><li>Studenten skal ha an overordnet forståelse av analytiske ytelsesmodeller for prosessorer som utfører instruksjoner ut-av-rekkefølge.</li><li>Studenten skal forstå sentrale avveininger innen utvikling av instruksjonssett.</li><li>Studenten skal ha en overordnet forståelse av konstruksjon av minnesystemer.</li></ul>Ferdigheter:<ul><li>Studenten skal kunne konstruere effektive samlebåndsbaserte prosessorer ved hjelp av et maskinvarebeskrivende språk.</li><li>Studenten skal kunne evaluere teknikker for ytelsesøkning i datamaskiner ved hjelp av en kvantitativ metode.</li></ul>Generell kompetanse:<ul><li>Studenten skal beherske datamaskinkonstruksjon og kunne anvende denne kunnskapen i prosjekter på alle abstraksjonsnivå.</li></ul>

Obligatoriske aktiviteter

Web/Lists(guid'8b698a2d-6ad0-4f7d-b3be-219cc1979f02')/Items(15464)/FieldValuesAsText

Kvaliteten er i emnet er generelt god. Vi har et ambisiøst pensum og øvingsopplegg, og dette utfordrende for både studenter og fagstab. Tilbakemeldingene fra referansegruppa og studentene er generelt gode (det ble gjennomført 3 møter med referansegruppa). Når det er sagt, har de også påpekt forbedringspunkter som vi vil ta tak i (gjelder særlig øvingene). Høsten 2020 ble TDT4255 heldigitalt, men dette påvirket ikke læringsutbyttet nevneverdig (prestasjonene på eksamen var tilsvarende tidligere år).

Læringsutbytte De delene av fagfeltet datamaskinarkitektur som dekkes i dette emnet er relativt stabilt, men samtidig avansert og en nødvendig basis for videre studier studier og avansert utviklingsarbeid. Læringsutbyttet er dermed godt definert og godt posisjonert relative til andre ledende universiteter internasjonalt. Kommunikasjon av læringsutbytte til studentene Forventet læringsutbytte kommuniseres i starten av semesteret og jeg opplever ikke at det er noe særlig tvil knyttet til hva som skal læres. Sammenheng mellom læringsutbytte i dette emnet, tidligere, og senere emnerTDT4255 bygger på TDT4160 og i noe grad TDT4258, men vi går vesentlig mer i dybden i de temaene der det er overlapp. TDT4255 er komplementær til TDT4260 da TDT4255 fokuserer på konstruksjon av prosessorer mens TDT4260 fokuserer på hvordan prosessorer (og andre komponenter) settes sammen til velfungerende systemer. Siden mange studenter tar enten TDT4255 eller TDT4260, må disse kursene overlappe noe. Avveiningen blir gi studentene som bare tar det ene kurset får et helhetlig bilde av moderne datamaskiner samtidig som vi unngår overlap for de studentene som tar begge kursene.﻿

Læringsaktivitetenes bidrag til oppnådd læringsutbytte TDT4255 består av følgende læringsaktiviteter:<ol><li>Videoer som presenterer teori</li><li>Ikke-tellende teoriøvinger</li><li>Diskusjonsmøter</li><li>Obligatorisk øvingsopplegg (bygg din egen prosessor)</li><li>Tellende teoriøvinger</li></ol> Læringsutbyttet i TDT4255 er både teoretisk og praktisk. Aktivitetene 1, 2, og 3 er alle rent teoretiske, mens aktivitet 4 er rent praktisk. Aktivitet 5 har som mål å linke teori og praksis. Dette oppsettet fungerer i all hovedsak godt. Aktivitet 1, 2, og 3 var nye i 2020, og ble innført fordi kurset ble heldigitalt. Videoene var arbeidskrevende å lage, men studentene satte pris på dem. Teoriøvingene var kan forbedres og diskusjonsmøtene hadde labert oppmøte. Vi vil dermed gjøre disse aktivitetene obligatoriske i neste semester da det er nødvendig med mekanismer for å sikre refleksjon rundt innholdet i videoene (se tiltak). De praktiske øvingene fungerer godt i den forstand at mange studenter har vært i stand til å lage relativt avanserte prosessorer. Dette har de utvilsomt lært mye av. Veien dit har ikke vært optimal (se tiltak). Studentene egeninnsats og motivasjon Generelt er studentenes arbeidsinnsats og motivasjon høy. Vi har imidlertid et problem med frafall eksemplifisert med at noen studenter hvert år gjør den første øvingen men ikke den andre mens andre gjør begge øvingene og ikke tar eksamen. Vi har gjennomført spørreundersøkelser på slutten av semesteret for å evaluere TDT4255, men dette er utilstrekkelig da disse studentene på dette tidspunktet er frafalt. Derfor vil vi prøve å gjennomføre korte spørreundersøkelser gjennom semesteret (se tiltak) Læringsmiljøet Oppleves som godt, men dette vet vi lite om. Spørreundersøkelsene vil hjelpe oss med å svare på dette (se tiltak).

Samsvaret mellom læringsutbyttet og vurderingsformer oppleves som godt. Vi tester de praktiske ferdighetene ved å evaluere korrekthet på prosessoren studenten har bygget og teori på de tellende teoriøvingene (relatere teori til sitt eget konkrete design) og eksamen (teori mer generelt). I 2020 ble eksamen gjennomført som hjemmeeksamen med alle tilgjengelige hjelpemidler. Dette fungerte godt og ga tilsvarende spenn i prestasjon som når vi har skoleeksamen. Rettingen var imidlertid arbeidskrevende så eksamen med tilsyn vurderes som mer ressurseffektiv.

Mappevurdering gir grunnlag for sluttkarakteren i emnet. I mappen inngår skriftlig eksamen (50%) og arbeider (50%). Resultater for delene angis i %-poeng, mens vurdering for hele mappen (sluttkarakteren) angis med bokstavkarakter. Emnet foreleses på engelsk. Skriftlig eksamen gis kun på engelsk. 
Ved utsatt eksamen (kontinuasjonseksamen) kan skriftlig eksamen bli endret til muntlig eksamen. 
Dersom studenten også etter utsatt eksamen har sluttkarakteren F/ikke-bestått, må studenten gjenta hele emnet neste studieår. Arbeider som teller med i sluttkarakteren må gjentas.

John L. Hennessy and David A. Patterson: "Computer Architecture - A Quantitative Approach, 6th Edition", Morgan Kaufmann Publishers. Eventuelt annet relevant kursmateriell oppgis ved semesterstart.
Alt pensum vil være på engelsk.

Kunnskaper:
- Studenten skal ha grundig forståelse av samlebåndsbaserte prosessorers konstruksjon og virkemåte.
- Studenten skal ha en teoretisk forståelse av avanserte teknikker for ytelsesøkning i en skalar prosessorkjerne, herunder ut-av-rekkefølge utføring, hopp-prediksjon og spekulativ utføring.
- Studenten skal ha an overordnet forståelse av analytiske ytelsesmodeller for prosessorer som utfører instruksjoner ut-av-rekkefølge.
- Studenten skal forstå sentrale avveininger innen utvikling av instruksjonssett.
- Studenten skal ha en overordnet forståelse av konstruksjon av minnesystemer.

Ferdigheter:
- Studenten skal kunne konstruere effektive samlebåndsbaserte prosessorer ved hjelp av et maskinvarebeskrivende språk.
- Studenten skal kunne evaluere teknikker for ytelsesøkning i datamaskiner ved hjelp av en kvantitativ metode.

Generell kompetanse:
- Studenten skal beherske datamaskinkonstruksjon og kunne anvende denne kunnskapen i prosjekter på alle abstraksjonsnivå.

Web/Lists(guid'8b698a2d-6ad0-4f7d-b3be-219cc1979f02')/Items(9780)/FieldValuesAsText

Datamaskinkonstruksjon - TDT4255