計算機アーキテクチャ

科目基礎情報

学校 長野工業高等専門学校 開講年度 平成28年度 (2016年度)
授業科目 計算機アーキテクチャ
科目番号 0005 科目区分 専門 / 必修
授業形態 授業 単位の種別と単位数 学修単位: 1
開設学科 電子情報工学科 対象学年 4
開設期 前期 週時間数 1
教科書/教材 教科書:坂井修一「コンピュータアーキテクチャ」コロナ社
担当教員 荒井 善昭

到達目標

これまでの計算機の歴史を説明でき,アーキテクチャの概念を理解した上で,命令セット,メモリ,入出力,プロセッサのアーキテクチャを理解し,説明できることにより(D-1),(D-2)の達成とする.

ルーブリック

理想的な到達レベルの目安標準的な到達レベルの目安未到達レベルの目安
評価項目1
評価項目2
評価項目3

学科の到達目標項目との関係

産業システム工学プログラム 説明 閉じる
(D-1) 説明 閉じる
(D-2) 説明 閉じる

教育方法等

概要:
これまでの計算機の開発の流れを理解し,現代電子計算機の基本であるノイマン型コンピュータの構成および命令セットアーキテクチャについて学ぶ。さらに高速化を目指したメモリアーキテクチャ,プロセッサアーキテクチャを具体的な技術を見ながら理解する。
授業の進め方・方法:
・授業方法は講義を中心とし,前半後半でそれぞれ1回ずつ演習問題を与える。
注意点:
<成績評価>試験(100%)合計100点満点中前半の内容で(D-1)を,後半の内容で(D-2)を評価し,合計の6割以上を獲得した者を合格とする.
<オフィスアワー>放課後 16:00 ~ 17:00,電子情報工学科棟3F 第5教員室.この時間にとらわれず必要に応じて来室可.
<先修科目・後修科目>先修科目はマイクロコンピュータとなる.
<備考>用語が多いが,よく理解して覚えていくことが重要である。

なお、本科目は学修単位科目であり,授業時間15時間に加えて,自学自習時間30時間が必要です.

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 計算機の変遷 これまでの計算機の歴史を説明できる.
2週 計算機理解の基礎知識 デジタルな表現方法やこれを処理するデジタル回路を知り、説明できる.
3週 コンピュータの性能 計算機の性能評価について説明できる.
4週 データの流れと制御 主記憶装置の働きと構成の基本を理解し説明できる.
5週 データの流れと制御 命令実行およびシーケンサの仕組みを理解し説明できる.
6週 命令セットアーキテクチャ 命令セットアーキテクチャを理解し説明できる.
7週 命令セットアーキテクチャ アドレッシングや,サブルーチンを理解し説明できる.
8週 パイプライン処理と理解度チェック パイプライン処理について説明できる.
2ndQ
9週 パイプライン処理 ハザードの原因や解決方法について説明できる.
10週 キャッシュと仮想記憶 記憶階層について理解しキャッシュについて説明できる.
11週 キャッシュと仮想記憶 仮想記憶について説明できる.
12週 命令レベル並列アーキテクチャ 命令レベル並列アーキテクチャを説明できる.
13週 命令レベル並列アーキテクチャ アウトオブオーダー処理やレジスタリネーミング等の効率化処理を理解し説明できる.
14週 入出力と周辺装置 周辺装置について説明できる.
15週 入出力と周辺装置と理解度チェック 入出力を制御する機構を説明できる.
16週

評価割合

試験小テスト平常点レポートその他合計
総合評価割合1000000100
配点1000000100