コンピュータアーキテクチャ（Computer Architecture）[0232]

＜授業のねらい＞

コンピュータアーキテクチャは、オペレーティングシステムといったコンピュータのソフトウェアから、論理設計学などのコンピュータのハードウェアにも密接に関係しており、コンピュータの学習には必要不可欠である。本授業では、コンピュータシステムを構成するハードウェアとソフトウェアの基本知識を学び、コンピュータの処理方式と構成方式を理解する。専門分野で学ぶ様々な理論やアルゴリズムをコンピュータで実装するために必要不可欠な知識を習得し身に付けるのが本科授業のねらいである。

＜受講にあたっての前提条件＞

「情報処理入門」「プログラミング１・２」の受講を通してコンピュータに関する基礎知識を持っていること。

＜具体的な到達目標＞

１．コンピュータの基本的なアーキテクチャを理解している。
２．コンピュータによる数・文字の取り扱い方法を理解している。
３．CPUアーキテクチャ、および、並列処理に関するアーキテクチャを理解している。
４．メモリアーキテクチャ、および入出力アーキテクチャを理解している。

＜授業計画及び準備学習＞

【渡航前】
１　　イントロダクション
　　　コンピュータアーキテクチャを学ぶ意義について学ぶ。
　　　準備学習：教科書の1.1、1.2を読んでおく。

２　　コンピュータアーキテクチャの概要
　　　コンピュータの基本構造、性能評価方法について学ぶ。
　　　準備学習：教科書の1.3、1.4を読んでおく。

３　　命令セットアーキテクチャ
　　　命令形式およびアドレッシングについて学ぶ。
　　　準備学習：教科書の２章を読んでおく。

４　　メモリアーキテクチャ
　　　メモリデバイスおよびキャッシュ、仮想記憶について学ぶ。
　　　準備学習：教科書の３章を読んでおく。

５　　入出力アーキテクチャ
　　　入出力制御、バスについて学ぶ。
　　　準備学習：教科書の４章を読んでおく。

６　　データ形式その１：負の数の表現
　　　コンピュータで負の数を表現する方法について学ぶ。
　　　準備学習：教科書の5.1を読んでおく。

７　　データ形式その２：小数の表現
　　　コンピュータで小数を表現する方法について学ぶ。
　　　準備学習：教科書の5.1を読んでおく。

【ハイブリッド留学参加　５週目】
８　　データ形式その３：文字コード
　　　コンピュータで文字等を表現する方法について学ぶ。
　　　準備学習：教科書の5.1を読んでおく。

９　　プロセッサアーキテクチャ
　　　演算装置およびパイプライン方式について学ぶ。
　　　準備学習：教科書の5.2-5.6を読んでおく。

１０　命令レベル並列アーキテクチャ
　　　命令レベルでの並列実行方式について学ぶ。
　　　準備学習：教科書の６章を読んでおく。

１１　ベクトルアーキテクチャ
　　　ベクトル処理方式について学ぶ。
　　　準備学習：教科書の７章を読んでおく。

１２　並列処理アーキテクチャ
　　　並列処理方式について学ぶ。
　　　準備学習：教科書の８章を読んでおく。

１３　今後の方向性
　　　クラウドコンピューティングなどの今後の方向性、
　　　情報技術の進展とそれに伴うモラルの課題について学ぶ。
　　　準備学習：教科書の演習問題を解いておく。

１４　学習内容の振り返り
　　　これまでの総まとめを行う。
　　　準備学習：これまでの講義内容を復習する。

＜成績評価方法＞

ハイブリッド留学参加　５週目に実施する期末試験（９０％）、授業中の課題（１０％）の成績をもとに理解度をA+,A,B,C,D,FのGradeで評価する。
Grade D以上を合格とする。

＜教科書＞

内田啓一郎、小柳滋　著：「IT　Text　コンピュータアーキテクチャ」オーム社

＜参考書＞

ヘネシー、パターソン　著：「コンピュータの構成と設計 第5版　上下」日経BP社

＜オフィスアワー＞

木曜日２限、新宿A-1572で行う。
上記以外については事前にメールでアポイントメントを取って実施。
メールアドレス：jt13455@ns.kogakjuin.ac.jp