概要:
計算機を実現するための方法について概説し、簡単なディジタルシステムの設計を行うために必要な理論の解説を行う。また、必要に応じて実際のアーキテクチャを紹介する。
授業の進め方・方法:
座学による講義が中心である。適宜演習問題に取り組み、各自の理解度を確認する。
また、定期試験返却時に解説を行い、理解が不十分な点を解消する。
注意点:
関連科目
情報工学概論、ディジタル回路、論理回路、コンピュータシステム概論の知識をベースとする。
学習指針
適度に課題を出すので、必ず自分で取り組み、期限までに提出すること。
（事前学習）
教科書の次回授業範囲を読んでおくこと。ここで、分からなかった事項、専門用語などを整理しておくこと。
（事後展開学習）
授業中に配布する演習または課題を解答、提出する。
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
コンピュータアーキテクチャ |
コンピュータアーキテクチャとは何か説明できる。
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| 2週 |
命令セット |
基本的な命令セットについて説明できる。
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| 3週 |
アドレッシング方式Ⅰ |
アドレッシング方式について説明できる。
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| 4週 |
アドレッシング方式Ⅱ |
アドレッシング方式について説明できる。
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| 5週 |
RISCアーキテクチャ |
RISCアーキテクチャについて説明できる。
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| 6週 |
CISCアーキテクチャ |
CISCアーキテクチャについて説明できる。
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| 7週 |
前期中間試験 |
授業内容を理解し、試験問題に対して正しく解答できる。
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| 8週 |
試験返却・解答 |
試験問題を見直し、理解が不十分な点を解消する。
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| 2ndQ |
| 9週 |
演算アーキテクチャⅠ |
算術演算回路の構成について説明できる。
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| 10週 |
演算アーキテクチャⅡ |
論理演算回路、乗算回路等の構成について説明できる。
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| 11週 |
制御アーキテクチャⅠ |
結線制御方式について説明できる。
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| 12週 |
制御アーキテクチャⅡ |
マイクロプログラム方式について説明できる。
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| 13週 |
メモリアーキテクチャⅠ |
内部メモリについて説明できる。
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| 14週 |
メモリアーキテクチャⅡ |
外部メモリについて説明できる。
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| 15週 |
前期期末試験 |
授業内容を理解し、試験問題に対して正しく解答できる。
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| 16週 |
試験返却・解答 |
試験問題を見直し、理解が不十分な点を解消する。
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
キャッシュメモリ |
キャッシュメモリの目的、動作、原理について説明できる。
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| 2週 |
ヒット率 |
ヒット率を求めることができる。
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| 3週 |
仮想記憶 |
仮想記憶の目的、動作、原理について説明できる。
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| 4週 |
パイプラインⅠ |
パイプラインの目的、動作について説明できる。
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| 5週 |
パイプラインⅡ |
パイプラインストールの原因と対策について説明できる。
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| 6週 |
パイプラインⅢ |
スーパースカラ、VLIWのアーキテクチャについて説明できる
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| 7週 |
後期中間試験 |
授業内容を理解し、試験問題に対して正しく解答できる。
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| 8週 |
試験返却・解答 |
試験問題を見直し、理解が不十分な点を解消する。
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| 4thQ |
| 9週 |
入出力アーキテクチャⅠ |
入出力装置の動作原理について説明できる。
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| 10週 |
入出力アーキテクチャⅡ |
入出力装置の制御方式について説明できる。
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| 11週 |
高速化の手法Ⅰ |
現在使われているCPUの高速化手法について説明できる。
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| 12週 |
高速化の手法Ⅱ |
現在使われているCPUの高速化手法について説明できる。
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| 13週 |
CPUの歴史Ⅰ |
CPUの歴史について説明できる。
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| 14週 |
CPUの歴史Ⅱ |
CPUの歴史について説明できる。
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| 15週 |
学年末試験 |
授業内容を理解し、試験問題に対して正しく解答できる。
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| 16週 |
試験返却・解答 |
試験問題を見直し、理解が不十分な点を解消する。
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| 分類 | 分野 | 学習内容 | 学習内容の到達目標 | 到達レベル | 授業週 |
| 専門的能力 | 分野別の専門工学 | 情報系分野 | 計算機工学 | 整数・小数をコンピュータのメモリ上でディジタル表現する方法を説明できる。 | 4 | 前9 |
| コンピュータを構成する基本的な要素の役割とこれらの間でのデータの流れを説明できる。 | 4 | 前1 |
| プロセッサを実現するために考案された主要な技術を説明できる。 | 4 | 前2,前3,前4,前5,前6,前9,前10,前11,前12,後4,後5,後6,後11,後12 |
| メモリシステムを実現するために考案された主要な技術を説明できる。 | 4 | 前13,前14,後1,後2,後3 |
| 入出力を実現するために考案された主要な技術を説明できる。 | 4 | 後9,後10 |
| コンピュータアーキテクチャにおけるトレードオフについて説明できる。 | 4 | 前1 |
| コンピュータシステム | デュアルシステムやマルチプロセッサシステムなど、コンピュータシステムの信頼性や機能を向上させるための代表的なシステム構成について説明できる。 | 4 | |