(1)コンピュータのハードウェア:五大装置それぞれの役割とこれらの間でのデータの流れを説明できる。プロセッサ，メモリシステム，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。 (2)コンピュータシステム：コンピュータシステムの分類，利用形態，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．
概要:
情報工学基礎，計算機工学で学んだ内容を基礎として，コンピュータシステムを構成する諸要素を広範囲にわたって理解するための科目である．
現代のコンピュータシステムは，ハードウェアとソフトウェア両方の機能が深く結びついて構成されている．講義の中心は現代のコンピュータの構成原理となっているノイマン型コンピュータの基本アーキテクチャについて学ぶ．また，ハードウェア設計の基礎となる項目についても，実例や要素技術について詳細にその原理を学習する．
授業の進め方・方法:
講義内容に関連した演習課題を配布するので, その課題を参考にして講義の内容を復習すること.
注意点:
規定授業時数 60
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
ガイダンス，コンピュータアーキテクチャとは，コンピュータの歴史 |
機械式計算機から今日のコンピュータへの歴史を学武と共に, コンピュータアーキテクチャがハードとソフトのトレードオフであることを具体的に説明できる.
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| 2週 |
ノイマン型コンピュータ(1) |
ノイマン型コンピュータの基本構成と基本動作が説明できる.
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| 3週 |
ノイマン型コンピュータ(2) |
同上
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| 4週 |
命令セットアーキテクチャ(1) |
制御の中心となる命令セットの役割と命令形式・アドレッシングについて説明できる.
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| 5週 |
命令セットアーキテクチャ(2) |
同上
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| 6週 |
命令セットアーキテクチャ(3) |
CASLIIを利用してアセンブラの基礎を学ぶ．
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| 7週 |
命令セットアーキテクチャ(4) |
同上
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| 8週 |
中間試験 |
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| 2ndQ |
| 9週 |
ハーバードアーキテクチャ |
ハーバードアーキテクチャとノイマン型コンピュータの違い, ＲＩＳＣとＣＩＳＣの違いについて説明できる.
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| 10週 |
演算アーキテクチャ(1) |
データの表現方法と演算アルゴリズムについて説明できる.
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| 11週 |
演算アーキテクチャ(2) |
同上
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| 12週 |
演算アーキテクチャ(3) |
同上
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| 13週 |
演算アーキテクチャ(4) |
同上
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| 14週 |
演算アーキテクチャ(5) |
同上
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| 15週 |
定期試験 |
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| 16週 |
答案返却 |
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
制御アーキテクチャ(1) |
コンピュータの制御方式について説明できる.
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| 2週 |
制御アーキテクチャ(2) |
同上
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| 3週 |
メモリアーキテクチャ(1) |
メモリの階層構造と各種記憶素子について説明できる.
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| 4週 |
メモリアーキテクチャ(2) |
同上
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| 5週 |
メモリアーキテクチャ(3) |
同上
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| 6週 |
キャッシュメモリと仮想記憶(1) |
キャッシュメモリの構成方式と仮想記憶の概念及びその実現方法について説明できる.
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| 7週 |
キャッシュメモリと仮想記憶(2) |
同上
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| 8週 |
中間テスト |
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| 4thQ |
| 9週 |
割り込みアーキテクチャ |
割り込みの概念と動作及び実現方法について説明できる.
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| 10週 |
パイプラインアーキテクチャ(1) |
現代のコンピュータの高機能化を支えるパイプライン方式とスーパースカラ方式について説明できる.
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| 11週 |
パイプラインアーキテクチャ(2) |
同上
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| 12週 |
入出力アーキテクチャ |
入出力アーキテクチャの必要性と入出力動作および入出力機器について説明できる.
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| 13週 |
システムアーキテクチャ |
ＯＳとプロセスについて説明できる.
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| 14週 |
ネットワークアーキテクチャ |
ネットワークの構成方式と関連する機器について説明できる.
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| 15週 |
定期試験 |
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| 16週 |
答案返却 |
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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 | 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。 | 3 | 前2,前3,前9,後1,後2 |
| 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。 | 1 | 前5,前6,前7,前9,前10,前11,前12,前13,前14,前15,後1,後2,後9,後10,後11 |
| 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。 | 2 | 後3,後4,後5,後6,後7 |
| 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。 | 1 | 後12 |
| 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。 | 1 | 前1 |
| コンピュータシステム | 処理形態の面でのコンピュータシステムの分類である集中処理システムと分散処理システムについて、それぞれの特徴と代表的な例を説明できる。 | 1 | 後13,後14 |
| ネットワークコンピューティングや組込みシステムなど、実用に供せられているコンピュータシステムの利用形態について説明できる。 | 1 | 前1,後12,後13,後14 |
| 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。 | 2 | 前1,後12,後13,後14 |