概要:
現在の計算機アーキテクチャの高性能化技術について、その原理から実際までを理解することを目標とする。計算機の基本的な構成方式を学習して、演算装置、記憶装置および制御装置の機能と構成について学ぶ。
授業の進め方・方法:
計算機アーキテクチャに対する具体的な理解を深め、計算機の基本的な構成から命令セット、記憶方式および演算・制御方式などの基本技術を学び、さらに階層記憶（キャッシュ・メモリ、仮想記憶）や命令パイプライン処理などの高度な技術の理解を目的とした講義を行う。教科書の補足としてプリント資料を配り、授業内容の記録と対応させてノートを作成させる。
注意点:
質問等は，kondoh@di.kagawa-nct.ac.jp へメールするか，教員室（第３学科等３階）を訪問してください。
オフィスアワー： 月曜日 放課後～17:00
|
|
週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
授業ガイダンス
計算機の動作原理
K-SECセキュリティ基礎教材高学年共通第３，４章 |
計算機の動作を説明できる。D2:1
|
| 2週 |
計算機システムの歴史 |
計算機システムの歴史を理解している。D4:1
|
| 3週 |
計算機ハードウェアの動作原理 |
ノイマン型コンピュータの特徴を説明できる。D2:1
|
| 4週 |
計算機ハードウェアの動作原理 |
計算機を構成する装置を理解している。D2:1
|
| 5週 |
命令セットアーキテクチャ |
アドレス命令形式とアドレス方式を理解している。D2:1-3
|
| 6週 |
命令セットアーキテクチャ |
アドレス命令形式とアドレス方式を理解している。D2:1-3
|
| 7週 |
計算機のデータ表現 |
計算機で扱うデータの各種表現方法を知っている。D2:1,2
|
| 8週 |
中間試験
試験解答 |
|
| 2ndQ |
| 9週 |
基本的な演算アルゴリズム |
加減算のアルゴリズムを理解している。D2:1,2
|
| 10週 |
演算アーキテクチャ |
乗算のアルゴリズムで演算ができる。D2:1,2
|
| 11週 |
演算アーキテクチャ |
乗算のアルゴリズムで演算ができる。D2:1,2
|
| 12週 |
演算アーキテクチャ |
除算のアルゴリズムで演算ができる。D2:1,2
|
| 13週 |
演算アーキテクチャ |
除算のアルゴリズムの原理を知っている。D2:1,2
|
| 14週 |
制御アーキテクチャ |
計算機の制御方式の種類を説明できる。D2:1-3
|
| 15週 |
制御アーキテクチャ |
マイクロプログラム制御方式を理解している。D2:1-3
|
| 16週 |
期末試験
試験解答 |
|
| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
メモリアーキテクチャ |
記憶装置の階層構造を理解している。D2:1-3
|
| 2週 |
メモリアーキテクチャ |
レジスタ原理を理解している。D2:1-3
|
| 3週 |
キャッシュメモリ |
キャッシュメモリの原理を理解している。D2:1-3
|
| 4週 |
仮想メモリ |
仮想記憶の仕組みを説明できる。D2:1-3
|
| 5週 |
割込みアーキテクチャ |
割込みについて理解している。D2:1-3
|
| 6週 |
パイプラインアーキテクチャ |
パイプライン処理を理解している。D2:1-3
|
| 7週 |
入出力アーキテクチャ |
入出力装置の構成とチャネルを理解している。D2:1,2
|
| 8週 |
中間試験
試験解答 |
|
| 4thQ |
| 9週 |
システムアーキテクチャ
K-SECセキュリティ基礎教材高学年共通第５章 |
OSの基本的な機能を理解している。D2:1,2
|
| 10週 |
ネットワークアーキテクチャ
K-SECセキュリティ基礎教材高学年共通第６章 |
ネットワークの仕組みを理解している。D2:1,2
|
| 11週 |
インターネット
K-SEC情報リテラシー教材第１～３章 |
情報伝達システムやインターネットの基本的な仕組みを把握している。D2:1,2
|
| 12週 |
インターネット
K-SECセキュリティ基礎教材高学年共通第７～９章 |
情報伝達システムやインターネットの基本的な仕組みを把握している。D2:1,2
|
| 13週 |
情報セキュリティ
K-SECセキュリティ基礎教材高学年共通第１，２章 |
情報セキュリティの必要性および守るべき情報を認識している。
個人情報とプライバシー保護の考え方についての基礎的な配慮ができる。D2:1,2
|
| 14週 |
セキュリティ対策
K-SECセキュリティ基礎教材高学年共通第１０，１１章 |
セキュリティ対策を理解している。D2:1,2
|
| 15週 |
情報システム
K-SECセキュリティ基礎教材高学年共通第１２～１５章 |
仮想化とクラウドの特徴を理解している。D2:1,2
|
| 16週 |
期末試験
試験解答 |
|
| 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 |
| 基礎的能力 | 工学基礎 | 情報リテラシー | 情報リテラシー | 情報を適切に収集・処理・発信するための基礎的な知識を活用できる。 | 3 | 後11 |
| 論理演算と進数変換の仕組みを用いて基本的な演算ができる。 | 3 | 前9,前10,前11,前12,前13 |
| コンピュータのハードウェアに関する基礎的な知識を活用できる。 | 3 | 前2,前3,前4 |
| 情報伝達システムやインターネットの基本的な仕組みを把握している。 | 3 | 後10,後11,後12 |
| 情報セキュリティの必要性および守るべき情報を認識している。 | 3 | 後11,後13 |
| 個人情報とプライバシー保護の考え方についての基本的な配慮ができる。 | 3 | 後11,後13 |
| インターネット(SNSを含む)やコンピュータの利用における様々な脅威を認識している | 3 | 後11,後13 |
| インターネット(SNSを含む)やコンピュータの利用における様々な脅威に対して実践すべき対策を説明できる。 | 3 | 後11,後13 |
| 専門的能力 | 分野別の専門工学 | 情報系分野 | 計算機工学 | 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2,前3,前4 |
| 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14,前15 |
| 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 | 後1,後2 |
| 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7 |
| 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14,前15 |
| その他の学習内容 | コンピュータウィルスやフィッシングなど、コンピュータを扱っている際に遭遇しうる代表的な脅威について説明できる。 | 4 | 後13,後14 |
| コンピュータを扱っている際に遭遇しうる脅威に対する対策例について説明できる。 | 4 | 後13,後14 |
| 基本的な暗号化技術について説明できる。 | 4 | 後13,後14 |
| 基本的なアクセス制御技術について説明できる。 | 4 | 後13,後14 |
| マルウェアやフィッシングなど、コンピュータを扱っている際に遭遇しうる代表的な脅威について説明できる。 | 4 | 後13,後14 |