Introduction

This unit exposes students to historical approaches to increased processor efficiency, such as pipelining and superscalar design, before concentrating on a key concept of modern computer architectures: multicores. Both CPU and GPU architectures will be explored in this context and likely future hardware trends will be discussed.

Students will learn the concepts and techniques for writing CPU multithreaded programs via the use of threading and synchronisation primitives as well as techniques for general-purpose GPU programming (GPGPU).

A major focus of this unit is real world optimisation. Students will be exposed to data-oriented design approaches, revisit the concepts of Big-O efficiency and OO, and will get practical experience at profiling code. Additionally, students will learn lower-level programming techniques such as single-instruction multiple-data (SIMD) instructions, branch removal, and loop unrolling.

Prerequisites

KIT205 or KIT206 or KIT212 or KXT201

Unit Weight

12.5% of one academic year

Learning expectations

The University is committed to high standards of professional conduct in all activities, and holds its commitment and responsibilities to its students as being of paramount importance. Likewise, it holds expectations about the responsibilities students have as they pursue

their studies within the special environment the University offers.

The University's Code of Conduct for Teaching and Learning states:

Students are expected to participate actively and positively in the teaching/learning environment. They must strive to maintain steady progress within the subject or unit framework, comply with workload expectations, and submit required work on time.

CoVid-19 (Corona) Virus Information

For information on how you can help keep us all safe, please review the Coronavirus updates page here:

https://www.utas.edu.au/about/safety-security-and-wellbeing/coronavirus

Attendance/performance requirements and teaching and learning strategies

In this unit, your engagement will be monitored in the following way:

1. Tutorial/practical attendance in weeks 2-4 .

2. MyLO quizzes due in weeks 3 and 4.

If you do not demonstrate evidence of having engaged actively with this unit by completing these two activities by Week 4 of semester, you will be contacted by central services and the unit coordinator.

Communication

The primary method of communication with staff will be through the class Discord server

(https://discord.gg/RDWhdGmkDb), however email is also a suitable (but not preferred) form of communication .

Important announcements will be made via the Discord announcements channel (and MyLO Announcements) and students are expected to be aware of the content of these within 24 hours of being posted .

Questions will typically be responded to within 48 hours of the question being posted .

Teaching Pattern

Lectures: 2 - 4 hours / week

Practicals: 2 hours / week

Unit Content

Computer Architecture:

Basic Computer Architecture (CPU, Memory, RAM, ALU, Registers, Instruction Cycle)

Memory Heirarchy (Registers, Cache, RAM, Virtual Memory, MMU)

Pipelining

Superscalar

Multicore

GPU

SIMD

Programming:

C/C++ Crash Course

Threads

Synchronization

SIMD

Profiling

Data-Oriented Design

Branch Removal and Loop Unrolling

GPGPU Programming

For more information see the section titled 'Content' on the unit website.

Unit Web Site

This unit is Web Dependent: content. This means that you will need to use the Web for this unit. The unit website contains unit        information and resources.                                                                                                                                                                 MyLO is the online learning environment at the University of Tasmania. This is the system that will host the online learning materials and activities for this unit.                                                                                                                                                                  It is important that you are able to access and use MyLO as part of your study in this unit. To find out more about the features and  functions of MyLO, and to practice using them, visit the Getting Started in MyLO unit. For access to information about MyLO and a range of step-by-step guides in pdf, word and video format, visit the MyLO Student Support page on the University website.

The unit website is accessed from http://www.utas.edu.au/coursesonline/. You will need to use your university email account username and password to log on to the MyLO system. Once authenticated by the system your personalised MyLO Learning Online area will be     displayed. It contains links to the websites that you have permission to access - including the website for this unit.

Prescribed Text

None

Software

The software that you will need to access the unit website and to study this unit, including general purpose software such as word         processors, is provided on the computers in the computing labs. If you intend to use software on other computers please check that the versions are compatible.

This unit uses Visual Studio, OpenCL, CPU-Z, and ImageMagick which you'll be able to download and install on your personal computer. Version requirements and installation details will be provided via Discord/MyLO.

The unit assumes students are running Windows on an x64 architecture (and are able to install the required software) -- if you don't have access to this hardware or software at home, all the required software is installed in the on-campus labs.

GENERAL RESOURCES

School Website

School of ICT, Syndicate of Technology, Environments and Design - College of Sciences and Engineering http://www.utas.edu.au/ict

College Website

Information and Resources for College of Sciences and Engineering students are available on the College website at:

https://www.utas.edu.au/sciences-engineering

University Website

Information and Resources for 'Current Students' are available on the university website at: http://www.utas.edu.au/students/

IT Help

For all queries or problems with accessing, using, or printing from the computers in the School of ICT, please contact the University IT Service Desk - (please see https://www.utas.edu.au/service-desk for opening times):

Self-Service Portal (preferred): https://www.utas.edu.au/selfservice;

Face-to-face assistance (weekdays only): Entrance Level, Morris Miller Library, Sandy Bay Campus;          Face-to-face assistance (weekdays only): Entrance Level, Launceston Campus Library, Newnham Campus. Telephone: 6226 2600.

Computing Facilities

The School of ICT has PC labs, Mac labs, and special purpose Networking labs at the Newnham and Sandy Bay campuses. All students are provided with logins for Windows, Macintosh and Unix environments. If you have not used these facilities before and need             assistance please contact the University IT Service Desk. Information about after-hour access to labs may be discussed by your Unit

Coordinator.

In Hobart, there are 4 PC Labs, a Mac Lab, and two Networks Labs in the Centenary Building, along with other dedicated ICT labs in other buildings on campus. In Launceston, there are 3 PC Labs, two Mac Labs, and two Networks Labs in Building V.

Use of Facilities

Use of facilities provided by the School of ICT is subject to the University's procedure on Information, communication and technology services and facilities use, details of which can be found at Use of ICT Services, Facilities and Infrastructure Procedure .

The facilities may only be used for study-related purposes, and may not be used for personal gain. Anti-social behaviour in labs such as game playing, viewing pornography, loud discussion, audio without the use of head-phones, etc is strictly prohibited in all labs at all      times. Eating, drinking, and smoking is not permitted in the labs. Disciplinary action may be taken against students who violate the      guidelines.

Learning Strategies

If you need assistance in preparing for study please refer to your tutor or lecturer. The University also provides a range of face-to-face and online services to help equip students with the academic and literacy skills that they need to undertake their study. These services are in addition to the support you receive in each unit from unit coordinators, lecturers and tutors. For details of additional services such as workshops, individual consultation for learning advice, and peer assisted learning opportunities, please visit the Study Support page.

The University also provides free access to Studiosity, 24/7 online study help for all UTAS students, enabling them to get feedback on written work within 24 hours or chat live with a subject specialist anywhere and anytime.

If you will be using MyLO for the first time and would like some information on how to use MyLO refer to the following website:

https://www.utas.edu.au/mylo/student-support

Some of the units you will study use videoconferencing to deliver lectures and tutorials. To enable you to get the best out of a videoconference please refer to the following guide: https://www.utas.edu.au/zoom

Help resolving concerns about this unit

In the first instance you should contact your lecturer. If the matter is not resolved then you should contact the Head of School. If the   matter is still unresolved and you would like to know who to contact or the procedures for resolving your concern refer to the following

website: https://www.utas.edu.au/students/safe-fair-community-unit/incidents

The Tasmanian University Union (TUU) may also be able to assist.

The School reserves the right to alter the details contained in this Unit Outline. Students will be advised of changes to the outline via their University email account and it remains the responsibility of the student to check their email for such changes.

Safety and Wellbeing

The University is committed to providing a safe and secure teaching and learning environment. In addition to specific requirements of this unit you should refer to the University's Safety and Wellbeing website - https://www.utas.edu.au/safety-and-wellbeing/home/ and policy.

The University recognises that hazard identification, risk assessment and controls are a critical part of everyday work. Prior to commencing any laboratory and/or field activity on or off campus in this unit you are required to:

identify hazards - find out what could cause harm

assess risks if necessary - understand the nature of the harm that could be caused by the hazard, how serious the harm could be and the likelihood of it happening

control risks - implement the most effective control measure that is reasonably practicable in the circumstances

review control measures to ensure they are working as planned .

A formal Risk Assessment must be completed as part of any project proposal/plan prior to commencing any practical activities. Your supervisor will assist you in identifying potential hazards and assessing risks for your project and will assist you with sign off on any documentation.

Use the Risk Assessment template contained within the UTAS Project and Task Risk Management Minimum Standard. A word version of this form is available from the UTAS WHS webpage and in MyLO. Note that risk assessments (RA) are not required for activities that are considered routine and a current Safe Work Procedure (SWP) is already in place to manage the project/task.

For additional advice and assistance see the local WHS Contact or Health and Safety Representative (HSR) within your School/Institution, and/or consult with other staff.

GENERAL ASSESSMENT

Approach to Learning

The University is committed to high standards of professional conduct in all activities, and holds its commitment and responsibilities to its students as being of paramount importance. Likewise, it holds expectations about the responsibilities students have as they pursue their studies within the special environment the University offers.

The University is committed to providing a safe, supportive, and healthy environment for all members of our community.

You are expected to spend about 130 hrs studying in this unit - this includes attendance at scheduled teaching sessions. (For a 13 week semester this is, on average, 10 hr/wk.) This is the amount of study time that the 'typical' student will need to reach the level of           competence and understanding required to fulfil the unit objectives. You are expected to:

attend all scheduled teaching sessions, unless otherwise notified by the unit coordinator

prepare for, and actively participate in all scheduled teaching sessions

complete the assigned learning tasks

review what has been learnt

complete assessment items and submit them on time

access and be familiar with the information and resources available on the unit website

seek help from teaching staff if you have any questions or difficulties in studying this unit

You are encouraged to read the university's Behaviour Policy. https://www.utas.edu.au/policy/policies/governance-and- accountability/6.4-Behaviour-Policy

It is expected that students will familiarise themselves with access and use of the MyLO system operated by the University for the electronic delivery of course materials, and for various forms of communication.

It is expected that students will consult email sent to their University email address at least twice a week for notices relating to the administration of the unit, and for notification of the results of assignments.

It is expected that students will read the background material specified in the course curriculum, will actively attend and participate in tutorials, and be prepared to discuss relevant issues arising with tutors, lecturers and fellow students.

Student Expectations of the Unit

Students enrolled in this Unit may reasonably expect the following:

1. To be able to contact a lecturer or tutor by electronic mail, to raise issues arising in the unit, either relating to content or student performance within the unit.

2 . Subject to availability, to be able to discuss such issues in person with the lecturer or tutor.

3 . That assignments will be marked and the marks will normally be returned within 3 weeks of due dates .

4. That all relevant notices regarding the administration of the unit, including any necessary changes, will be communicated to all students enrolled in the unit via email.

These expectations are in addition to those specified in relevant University regulations.

Academic integrity

What is academic integrity?

At the University of Tasmania, academic integrity requires all students to act responsibly, honestly, ethically, and collegially when using, producing, and communicating information with other students and staff members. The University community is committed to              upholding the Statement on Academic Integrity.

Breaches of academic integrity such as plagiarism, contract cheating, collusion and so on are counter to the fundamental values of the University. A breach is defined as being when a student:

a . fails to meet the expectations of academic integrity; or

b . seeks to gain, for themselves or for any other person, any academic advantage or advancement to which they or that other person is not entitled; or

c . improperly disadvantages any other member of the University community.

The University and any persons authorised by the University may submit your assessable works to a text matching service, to obtain a report on possible breaches such as plagiarism or contract cheating. Substantiated breaches can result in a range of sanctions which   are outlined in the Student Academic Integrity Ordinance.

More information is available from the Academic Integrity site for students on the Student Portal.

The University and any persons authorised by the University may submit your assessable works to a text matching service, to obtain a report on possible instances of plagiarism or contract cheating.

Academic Integrity Training Module

As part of the University's educative approach to academic integrity, there is a short Academic Integrity Training Module that all students are required to complete.

Completion of the module allows you to demonstrate your understanding of what constitutes a breach of academic integrity.

All commencing students (pre-degree through to higher degree by research) are required to complete the Academic Integrity module available through MyLO. If you do not complete this module your final unit results will be withheld. You should aim to complete the module within the first few weeks of commencing study at the University.

Referencing

In your written work you will need to support your ideas by referring to scholarly literature, works of art and/or inventions. It is important that you understand how to correctly refer to the work of others and maintain academic integrity.

Failure to appropriately acknowledge the ideas of others constitutes a breach of academic integrity

The University library provides information on presentation of assignments, including referencing styles and should be referred to when completing tasks in this unit.

For further information, see the Academic Integrity site for Students on the Student Portal.

Submissions

The details of the submission method (paper, electronic or other) for each assignment will be supplied in a separate assignment          specification sheet. All in-semester assignment submissions (including electronic submissions) are to include an Assignment Cover      Sheet which includes a statement confirming that the submission is your own work. The Assignment Cover Sheet is available from the ICT intranet resources page - https://secure.utas.edu.au/computing-information-systems/resources/assignment-cover-sheets.

Students must take responsibility for the correct submission of their assignments. Students are expected to adhere to the following procedure for submission:

Submitted files MUST be checked by the student to ensure that correct submission of the file has been undertaken .

Students are expected to notify the Lecturer WITHIN TWO HOURS of submission if their files have not been submitted correctly. Students must take responsibility for safely backing up of their own files during the academic year to ensure that no files are     permanently lost.