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31年度 (2019年度)
授業科目 計算機アーキテクチャ
科目番号 0042 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: 2
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 2
教科書/教材 教科書:中島康彦著 「コンピュータアーキテクチャ」 オーム社
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
概論計算機変遷の世代および計算機アーキテクチャの概念をを理解し,説明ができる.計算機変遷および計算機アーキテクチャの概念を理解できている.計算機変遷および計算機アーキテクチャの概念を理解できていない.
各論命令セット,メモリ,入出力,プロセッサの各アーキテクチャを理解し,説明できる.命令セット,メモリ,入出力,プロセッサの各アーキテクチャを理解できる.命令セット,メモリ,入出力,プロセッサの各アーキテクチャを理解できない.

学科の到達目標項目との関係

(D-1) 産業システム工学プログラム

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。
授業の進め方と授業内容・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。
・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時間が必要である。
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。

授業計画

授業内容・方法 週ごとの到達目標
前期
1週 計算機の変遷 これまでの計算機の変遷(世代)を説明できる.
2週 基本素子と情報の表現 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 演算器と記憶機構 演算器とメモリの基本構造が説明できる.
4週 プログラミング 機械語命令およびコンピュータによる命令の形式や格納方式について説明できる.
5週 パイプライン パイプラインについて説明できる.
6週 浮動小数点およびサブルーチン 浮動小数点演算の機構、サブルーチンの仕組みを説明できる.
7週 キャッシュと予測 キャッシュおよびコンピュータの性能評価について説明できる.
8週 前半の理解度のチェック
前半の内容を説明できる.
9週 スーパスカラとVLIW スーパスカラとVLIWについて説明できる.
10週 アクセラレータ アクセラレータと呼ばれる機構について説明できる.
11週 オペレーションシステムの役割 オペレーションシステムの役割について説明できる.
12週 プロセス プロセスに関して説明できる.
13週 記憶階層 仮想記憶に関して説明できる.
14週 入出力と周辺装置 周辺装置について理解し説明できる.
15週 仮想化システムとマルチコア 仮想化技術およびマルチコアを説明できる.
16週 期末達成度試験

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