Anne)Bracy: Career)Path Undergrad)@)Stanford Grad)School)@)UPenn - PowerPoint PPT Presentation

Anne)Bracy: Career)Path • Undergrad)@)Stanford • Grad)School)@)UPenn (computer)architecture) • Intel)Labs Anne$Bracy • Lecturer)@)Washington)University)in)St.)Louis Computer)Science Cornell Cornell)University • Just)moved)here • Sr.)Lecturer The$slides$are$the$product$of$many$rounds$of$teaching$CS$3410$by$ • 3410,)4410)this)year… Professors$Weatherspoon,$Bala,$Bracy,$and$Sirer. • Before)you)take)this)class… CS#2110#is#required (ObjectSOriented)Programming)and)Data) • What)to)take,)what)to)buy Structures) • Lecture • Must)have)satisfactorily)completed)CS)2110 • Cannot&take&CS&2110&concurrently&with&CS&3410 • Lab)Sections • Office)Hours CS)3420)(ECE)3140)) (Embedded)Systems) • Online)Tools • Take)either)CS)3410) or CS)3420) • Grading – both)satisfy)CS)and)ECE)requirements • However,&Need&ENGRD&2300&to&take&CS&3420 • Who’s)Who CS)3110) (Data)Structures)and)Functional)Programming) • Not)advised)to)take)CS)3110)and)3410)together

This: +)1)of)these: CS)2043) (UNIX)Tools)and)Scripting) • 2Scredit)course)will)greatly)help)with)CS)3410.)) • Spring)only) ! CS)2022) (Introduction)to)C))and)CS)2024)(C++) • 1)to)2Scredit)course)will)greatly)help)with)CS)3410 • Unfortunately,&2022&rarely&offered http://aop.cs.cornell.edu • Instead,)we)will)offer)a)primer)to)C)during)lab)sections download)Ch.)1S4)+)UNIX) and)include)some)C)questions)in)homeworks appendix,)see)if)you)like)it +)Suggested)Textbook Tuesday)&)Thursday))10:10S11:25) Olin)Hall)255 iClicker:)Bring)to)every)Lecture (starting)Thursday) Put)all)devices)into) Airplane#Mode L%Deslauriers et%al.%Science%2011G332:862K864 Fig.%1%Histogram%of%270%physic%student%scores%for%the%two%sections: Experiment%w/%quizzes%and%active%learning.%Control%without. Published+ by+AAAS

Demo:)What)year)are)you)in)school? Also,)activity)handouts)will)be)available)before)class a) Freshman In)front)of)doors)before)you)walk)in b) Sophomore c) Junior d) Senior e) Other • Before)you)take)this)class… • What)to)take,)what)to)buy • Lecture all)in)Carpenter)Hall)104)(Blue)Room) • • Lab)Sections Start) this#week • • Office)Hours • separate)from)lecture)and)homework • Online)Tools • Bring)laptop)to)Labs This#week: “hello)world”)lab:)Intro)to)C,)VMs • • Grading Next week:)Logisim,)logic)circuits,)and)building)an) • • Who’s)Who adder

Lab/Homework) TA’s: My)Office)Hours: Aditi Jain Hong Jeon • Mine:)MW)9S10 Anthony)Lin Kylar Henderson Brian)Wang Lucas)Derraugh • Starts)tomorrow! Charles)Lai Naman Agarwal TA)Office)Hours: Chirag Bharadwaj Oscar Pacheco Daniel)Liu Rishab Gupta • See)Google)Calendar)(linked)on)Piazza) Deniz Altinbuken Ryan)Hall • Start) next&week Dhruv Singhal Stephanie)Guo Find)them)on)Piazza! Administrative)Assistant:) • Megan)Gatch <mlg34@cornell.edu> http://www.cs.cornell.edu/courses/cs3410 http://piazza.com/cornell/fall2015/cs3410 • Office)Hours)/)Consulting)Hours • Everything$happens$here Lecture)slides,)schedule,) and)Logisim • • Email$risks$getting$overlooked/answered$late CSUG)lab)access)(esp.)second)half)of)course) • • will)be)up)by)the)end)of)the)week Do) not& email)me)or)any)TA)class)Questions • Guaranteed)response)“Please)post)to)piazza” This)class)is)relentless.) • Redundancy)is)bad Stay)on)top)of)it! • Single)point)of)failure)is)bad • My)inbox)is)abysmal While)there:)Answer)someone)else’s)question!

http://cms.csuglab.cornell.edu Labs)Assignments • Assignments$submitted$here • Individual • Grades$given$back$here • One)week)to)finish)(usually)Monday)to)Monday) Projects) • twoSperson)teams • Find)partner)in)same)section Homeworks • One)before)each)prelim • Will)be)released)a)few)weeks)ahead)of)time • Finish)question)after)covered)in)lecture Lab (50%)approx.) Regrade policy • Logistics)to)be)announced)on)piazza • 5S6)Individual)Labs • In)writing – 2)outSofSclass)labs (5S10%) • Within)1)week)of)the)assignment)(or)exam)’s)return – 3S4)inSclass)labs (5S7.5%) • 4)Group)Projects (30S35%) Late)Policy • Participation/Quizzes) in)lab) (2.5%) • Each)person)has)a)total)of) four “slip)days” • Max)of) two slip)days)for)any)individual)assignment Lecture (50%)approx.) • For)projects,)slip)days)are)deducted)from)all)partners) • 2)Prelims) (35%) • 25%)deducted)per)day)late)after)slip)days)are)exhausted – Dates:)September)29,)December)1 • Homework (10%) • Participation/Quizzes) in)lecture (5%)

Nice) and& a)vertebrate All)submitted)work)must)be)your)own • OK)to)study)together,)but)do)not)share)soln’s • Piazza$posts$ about)course)material) very&welcome ! • Cite)your)sources • Correspondence)about)use)of)slip)days,)your) Project)groups)submit)joint)work alarm)clock,)your)allSnighters,)your)alcohol)intake,) • Same)rules)apply)to)projects)at)the)group)level your)car)battery,) etc.&etc.& waste)your)time)and) • Cannot)use)of)someone) else � s)soln mine ClosedSbook)exams,)no)calculators • I)do)not)grant)exceptions • Stressed?)Tempted?)Lost? • Deadlines)are)firm • Come)see)us before)due)date! Plagiarism)in)any)form)will)not)be)tolerated “Sometimes)it)is)the)people)that)no) one)imagines)anything)of) “Can)machines)think?” who)do)the)things)that)no)one)can) imagine” SS Alan)Turing,)1950 Computing)Machinery)and)Intelligence) SSquote)from)the)movie)The)Imitation)Game

The)Bombe used)by)the)Allies)to) Enigma)machine) break)the)German) Turing)Machine Used)by)the)Germans)during) Enigma)machine)during) Alan)Turing 1936 World)War)II)to)encrypt)and) World)War)II exchange)secret)messages Demographics Understand)the)HW)/)SW)interface)software Introduce)yourself)to)the)people)next)to)you • How)a)processor) works • How)a)computer)is)organized “Sometimes)it)is)the)people)that)no)one)imagines) How)to)write)good)programs.)What)is)good? anything)of)who)do)the)things)that)no)one)can) • Correct imagine.” • Fast • Secure Understand)technology)(past,)present,)future)

1965 Electrical)Switch • #)of)transistors)integrated)on)a)die)doubles)every) • On/Off 18S24)months)( i.e.,& grows)exponentially)with)time) • Binary Amazingly)visionary) 2300)transistors,)1)MHz)clock)(Intel)4004))S 1971 • Transistor 16)Million)transistors)(Ultra)SparcIII) • 42)Million)transistors,)2)GHz)clock)(Intel)Xeon))– 2001 • 55)Million)transistors,)3)GHz,)130nm)technology,)250mm 2 die)(Intel) • Pentium)4))– 2004 • 290+)Million)transistors,)3)GHz)(Intel)Core)2)Duo))– 2007 The)first)transistor)on)a) • 721)Million)transistors,)2)GHz)(Nehalem))S 2009 workbench)at)AT&T)Bell)Labs)in) • 1.4)Billion)transistors,)3.4)GHz)Intel)Haswell (Quad)core))– 2013 1947 Intel Pentium 4/3000 Intel Xeon/2000 DEC Alpha 21264A/667 DEC Alpha 5/500 DEC Alpha 21264/600 DEC Alpha 5/300 IBM POWER 100 DEC Alpha 4/266 HP 9000/750 DEC AXP/500 IBM RS6000 MIPS M2000 SUN-4/260 MIPS M/120

CPU:)Central)Processing)Unit http://techguru3d.com/4thSgenSintelShaswellSprocessorsSarchitectureSandSlineup/ • The first transistor • An Intel Haswell • One workbench at AT&T Bell Labs • 1.4 billion transistors • 1947 • 177 square millimeters • Bardeen,)Brattain,)and)Shockley • Four processing cores CPU:)Central)Processing)Unit GPU:)Graphics)Processing)Unit • The first transistor • Galaxy Note 3 • One workbench at AT&T Bell Labs • 8 processing cores • 1947 • Bardeen,)Brattain,)and)Shockley

• Petaflops (10 15 ) – GPUs/multicore/100s@1000s+cores Bridge)the)gap)between)hardware)and)software • How)a)processor) works • How)a)computer)is)organized Establish)a)foundation)for)building)higherSlevel) applications • How)to)understand) program)performance • How)to)understand) where)the)world)is)going

Functionality and#Performance To)be)better)Computer)Scientists)and)Engineers • Abstraction:)simplifying)complexity • How)is)a)computer)system)organized?)How)do)I)build)it? • How)do)I)program)it?)How)do)I)change)it? • How)does)its)design/organization)effect)performance?

Computer)System)= ? int x%=%10; C Input)+ x%=%2%*%x%+%15; Output)+ Keyboard Mouse r0)=)0 compiler Memory)+ r5)=)r0)+)10 MIPS Datapath)+ addi r5,%r0,%10 r5)=)r5)*)2 Video assembly muli r5,%r5,%2 Network USB Control r5)=)r15)+)15 addi r5,%r5,%15 language Registers assembler bus bus Serial op)=)addi r0)))))))))r5))))))))))))))))))))))))))))))))))))10 CPU MIPS 00100000000001010000000000001010 00000000000001010010100001000000 machine Memory Disk Audio 00100000101001010000000000001111 language op)=)addi r5)))))))))r5 15 ISA A)processor)executes)instructions • abstract)interface)between)hardware)and)the) • Processor) has)some)internal)state)in)storage) elements)(registers) lowest)level)software) A)memory)holds)instructions)and)data • von)Neumann)architecture:)combined)inst)and) • user)portion)of)the)instruction)set)plus)the) data operating)system)interfaces)used)by)application) A)bus)connects)the)two programmers 01010000 bus regs 10010100 … addr,+data,+ processor memory r/w