概要:
コンピュータのCPU、メモリ、および入出力アーキテクチャなどの構成要素、機能、動作原理、そしてコンピュータの高速化技術に関する理解を深め、情報処理技術者試験の該当分野について合格できるレベルの知識習得を目標とする。
授業の進め方・方法:
前期・後期評価：定期試験（中間・期末）の平均により評価する。
学年末評価は前期評価と後期評価の平均の80％、および課題20％により評価し、60％以上を合格とする。
注意点:
（各科目個別記述）
・ この科目の主たる関連科目はアルゴリズムとデータ構造（本科3年）、OSとコンパイラ（本科4年）である。
（モデルコアカリキュラム）
・ 対応するモデルコアカリキュラム(MCC)の学習到達目標、学習内容およびその到達目標を【】内の記号・番号で示す。
（航空技術者プログラム）
・ 【航】は航空技術者プログラムの対応項目であることを意味する。
（学位審査基準の要件による分類・適用）
科目区分：専門科目④、適用：A群・計算機システムに関する科目
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
ガイダンスとコンピュータの歴史：授業の内容、進め方、注意点について、更に、コンピュータの発達の歴史を理解する。 |
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。
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| 2週 |
コンピュータの基本構造1：コンピュータの五大装置、CPUアーキテクチャ、そしてレジスタについて理解する。 |
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。
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| 3週 |
コンピュータの基本構造2：機械語命令の形式、アドレス指定方式、そしてノイマンのボトルネックについて理解する。 |
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。
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理解している。
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| 4週 |
コンピュータの基本構造3：アドレス指定方式を用いた実効アドレスの求め方などを理解する。 |
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。
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| 5週 |
コンピュータの命令：コンピュータの命令制御について理解する。 |
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。
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| 6週 |
コンピュータの割り込み：コンピュータの演算装置について理解する。 |
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。
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| 7週 |
コンピュータの演算装置：コンピュータの演算装置について理解する。 |
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。
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| 8週 |
前学期中間試験 |
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| 2ndQ |
| 9週 |
CPUの高速化1：パイプライン制御について理解する。 |
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。
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| 10週 |
CPUの高速化2：マルチプロセッサの目的、構成、および処理装置同士の同期について理解する。 |
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。
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| 11週 |
CPUの高速化3：マルチプロセッサの限界とアムダールの法則、そしてグリッドコンピューティングについて理解する。 |
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。
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| 12週 |
特殊なプロセッサによる高速化：アレイプロセッサとパイプラインプロセッサについて学ぶ。 |
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。
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| 13週 |
演習：コンピュータの構造・活用法に関するサーベイを行う。 |
コンピュータのハードウェアに関する基礎的な知識を理解し活用できる。
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| 14週 |
演習：コンピュータの構造・活用法に関するサーベイを行う。 |
コンピュータのハードウェアに関する基礎的な知識を理解し活用できる。
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| 15週 |
演習：コンピュータの構造・活用法に関するサーベイを行う。 |
コンピュータのハードウェアに関する基礎的な知識を理解し活用できる。
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| 16週 |
前学期期末試験 |
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
計算機の高速化の復習、および半導体1：計算機の高速化に関する復習を行い、その後、半導体集積回路について学ぶ。 |
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。
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| 2週 |
半導体2：SRAM、DRAM等の半導体メモリについて理解する。 |
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。
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| 3週 |
仮想記憶：主記憶の容量制限を解放する仮想記憶の方法について理解する。 |
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。
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| 4週 |
メモリの高速化1：キャッシュメモリについて理解する。 |
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。
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| 5週 |
メモリの高速化2：ライトスルー、ライトバック、そしてマッピング方式について学ぶ。 |
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。
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| 6週 |
入出力アーキテクチャ1：直接制御方式とDMA方式について理解する。 |
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。
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| 7週 |
入出力アーキテクチャ2：チャネル制御方式について理解する。 |
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。
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| 8週 |
後学期中間試験 |
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| 4thQ |
| 9週 |
補助記憶装置1：光ディスクについて学ぶ。 |
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。
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| 10週 |
補助記憶装置2：磁気ディスク装置について学ぶ。 |
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。
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| 11週 |
入出力インターフェース：USBやIEEE1394などの入出力インターフェースについて理解する。 |
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。
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| 12週 |
入力装置：OCR・OMR、バーコードリーダ、ポインティングデバイスなどの入力装置について学ぶ。 |
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。
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| 13週 |
出力装置1：CRTと液晶ディスプレイについて学ぶ。 |
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。
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| 14週 |
出力装置2：プラズマディスプレイ、ELディスプレイ、そして、プリンタについて学ぶ。 |
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。
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| 15週 |
その他の高速化技術：スーパースケーラなどの高速化技術について学ぶ。 |
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。
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| 16週 |
後学期期末試験 |
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