コンピュータアーキテクチャ

科目基礎情報

学校 大分工業高等専門学校 開講年度 令和05年度 (2023年度)
授業科目 コンピュータアーキテクチャ
科目番号 R05S422 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 情報工学科 対象学年 4
開設期 後期 週時間数 2
教科書/教材 柴山潔,「コンピュータアーキテクチャの基礎」,近代科学社
(参考図書)David A.Patterson, John L.Hennessy, 「パターソン&ヘネシーコンピュータの構成と設計(上/下)」, 日経BP社
担当教員 井上 優良

到達目標

(1) 基本アーキテクチャの構造,機能および目的が説明できる.(定期試験,課題)
(2) 制御アーキテクチャの構造,機能および目的が説明できる.(定期試験,課題)
(3) メモリアーキテクチャの構造,機能および目的が説明できる.(定期試験,課題)
(4) 入出力アーキテクチャの構造,機能および目的が説明できる.(定期試験,課題)
(5)  自主的・継続的に学習を行うことができる(課題)

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
到達目標(1)の評価指標基本アーキテクチャの構造,機能および目的の詳細を述べることができる基本アーキテクチャの構造,機能および目的を述べることができる左記ができない
到達目標(2)の評価指標制御アーキテクチャの構造,機能および目的の詳細を述べることができる制御アーキテクチャの構造,機能および目的を述べることができる左記ができない
到達目標(3)の評価指標メモリアーキテクチャの構造,機能および目的の詳細を述べることができるメモリアーキテクチャの構造,機能および目的を述べることができる左記ができない
到達目標(4)の評価指標入出力アーキテクチャの構造,機能および目的の詳細を述べることができる入出力アーキテクチャの構造,機能および目的を述べることができる左記ができない
到達目標(5)の評価指標自ら分からない部分を抽出し,課題解決に取り組むことができる自主的・継続的に学習を行うことができる左記ができない

学科の到達目標項目との関係

学習・教育目標 (B2) 説明 閉じる
JABEE 1.2(d)(1) 説明 閉じる
JABEE 1.2(g) 説明 閉じる

教育方法等

概要:
コンピュータはハードウェアとソフトウェアで構成されており,ソフトウェアはハードウェアがどのように構成されているかによって提供できる機能が異なってくる.そのハードウェアをどのように構成し,設計するかについて学習し,そのアーキテクチャの技術を理解する.

(科目情報)
教育プログラム第1学年 ◎科目
授業の進め方・方法:
講義形式である.

(事前学習)
コンピュータ基礎,論理数学,電子回路を復習しておくこと.
注意点:
(履修上の注意)
課題等は随時,LMSにアップロードされるので注意しておくこと
(自学上の注意)
教科書をよく読み用語をきちんと押さえること

評価

(総合評価)
 総合評価=(前期中間評価と定期試験の平均)×0.7+(課題)×0.3
(単位の修得条件)
全課題の提出率が60%以上であり,総合評価が60点以上であること
(再試験について)
再試験は総合評価が 60 点に満たない者のうちすべての課題を提出した者に対して実施する.

授業の属性・履修上の区分

アクティブラーニング
ICT 利用
遠隔授業対応
実務経験のある教員による授業

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
後期
3rdQ
1週 コンピュータアーキテクチャの概要 コンピュータ発展の歴史をたどりながら基本的な動作原理とコンピュータの性能について説明できる.
2週 基本アーキテクチャ 命令形式,命令セットについて説明できる
3週 基本アーキテクチャ 命令アドレッシングについて説明できる
4週 基本アーキテクチャ 命令実行サイクルについて説明できる
5週 基本アーキテクチャ コンピュータの性能について説明できる
6週 制御アーキテクチャ プロセッサ(CPU)の命令制御方式,実行手順について説明できる
7週 制御アーキテクチャ 命令パイプラインなどの高速化手法について説明できる
8週 制御アーキテクチャ 割込み処理,OSについて説明できる
4thQ
9週 後期中間試験 到達目標(1), (2)
10週 メモリアーキテクチャ
メモリデバイスと機能,階層構造
メモリデバイス,記憶階層を説明できる
11週 メモリアーキテクチャ
仮想記憶
仮想記憶を説明できる
12週 メモリアーキテクチャ
キャッシュ
キャッシュの動作を説明できる
13週 メモリアーキテクチャ
キャッシュ
キャッシュの性能評価を説明できる
14週 入出力アーキテクチャ 入出力制御,バス,入出力機器について説明できる
15週 後期期末試験 到達目標(3), (4)
16週 試験解説

モデルコアカリキュラムの学習内容と到達目標

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プログラミング主要な言語処理プロセッサの種類と特徴を説明できる。4後2
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後2,後3,後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後2,後3,後4,後6,後7,後8
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10,後11,後12,後13
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14
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後2,後5
コンピュータシステム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。4後1
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後1
集中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。4後1
分散処理システムについて、特徴と代表的な例を説明できる。4後1
システムプログラム排他制御の基本的な考え方について説明できる。4後8
記憶管理の基本的な考え方について説明できる。4後8

評価割合

試験課題合計
総合評価割合7030100
基礎的能力000
専門的能力7030100