| 情報 | コンピュータアーキテクチャ基礎 | 2年・通年・必修・履修1単位 | |
| 担当教員 | 梅澤 薫 | 連絡先 | |
|---|---|---|---|
| 講義の概要 | コンピュータの基本設計や構成要素に関する知識・技術を学ぶ。 | ||
| 到達目標 | １．コンピュータを構成するハードウエア要素の主要な技術を説明できる。 ２．コンピュータシステムの様々な形態を理解する。 ３．ハードウエアとソフトウェアの機能分担について理解する。 | ||
| 日程 | 授業項目 | 理解すべき内容 | 理解度 (1～4) | |
|---|---|---|---|---|
| 前期 | 第1週 | 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設計・概念の概要、ハードウエア構成要素 | |
| 第2週 | 命令セット | 命令セットアーキテクチャ、CISC、RISC | ||
| 第3週 | プロセッサ（１） | ステージと制御の流れ、データパス | ||
| 第4週 | プロセッサ（２） | ALU、レジスタファイル | ||
| 第5週 | 記憶階層 | 主メモリ、キャッシュ、仮想記憶 | ||
| 第6週 | 外部ストレージと入出力 | ストレージ、RAID、バス | ||
| 第7週 | （中間試験） | |||
| 第8週 | 論理設計（１） | 組合せ論理、ゲート、演算ユニット | ||
| 第9週 | 論理設計（２） | メモリ要素、クロック同期 | ||
| 第10週 | CPUの設計（１） | レジスタとALUの設計 | ||
| 第11週 | CPUの設計（２） | ステージとデータパスの設計 | ||
| 第12週 | システム設計：評価 | CPU時間、CPI、ベンチマーク、電力の壁、IC製造コスト | ||
| 第13週 | システム設計：高速化 | セグメントレジスタ、パイプライン、ハザード | ||
| 第14週 | システム設計：CPUの拡張 | マルチメディア拡張、DSP拡張 | ||
| 第15週 | （期末試験） | |||
| 第16週 | 総復習 | |||
| 後期 | 第1週 | 組み込みシステム（１） | 組み込みシステムの特徴、汎用システムとの比較 | |
| 第2週 | 組み込みシステム（２） | 組み込みシステムの例 | ||
| 第3週 | システムの安定性向上技術（１） | 信頼性・性能向上の必要性、シンプレックスシステムの短所 | ||
| 第4週 | システムの安定性向上技術（２） | デュプレックスシステム、デュアルシステム | ||
| 第5週 | システムの安定性向上技術（３） | マルチプロセッサシステム、クラスタシステム | ||
| 第6週 | システムの安定性向上技術（４） | システムの信頼性評価 | ||
| 第7週 | （中間試験） | |||
| 第8週 | コンピュータシステムの形態 | システム形態の種類の概要 | ||
| 第9週 | 集中・分散処理システム（１） | 集中・分散処理の概要、ホスト・端末方式 | ||
| 第10週 | 集中・分散処理システム（２） | クライアント・サーバ方式 | ||
| 第11週 | 多層アーキテクチャ（１） | 三層アーキテクチャの特徴 | ||
| 第12週 | 多層アーキテクチャ（２） | Webアプリケーションにおける例 | ||
| 第13週 | ネットワークコンピューティング（１） | ネットワークコンピューティングの特徴、グリッドコンピューティング | ||
| 第14週 | ネットワークコンピューティング（２） | クラウドコンピューティング | ||
| 第15週 | （期末試験） | |||
| 第16週 | 総復習 | |||
| 学習教育目標 | A、Bに対応 | 達成項目 | 本科 イ）、ロ）に対応 | JABEE認定基準 | |
|---|---|---|---|---|---|
| 教科書・参考書 | 教科書：資料配布 参考書：David A. Patterson, John L. Hennessy(原著), 富田真治, 他(翻訳)「コンピュータ・アーキテクチャ」(日経BP社)、馬場敬信「コンピュータアーキテクチャ(改訂３版)」(オーム社) | ||||
| 評価方法及び 合格基準 |
成績の評価は、定期試験の成績で行い、平均の成績が60点以上の者を合格とする。 | ||||
| 学生へのメッセージ、 予習・復習について |
コンピュータのハードウェアやシステムの構成・設計方法の基礎知識を学ぶ。演習では問題を一つ一つ確実に理解しながら進めること。また、次回予定の部分は予習しておくこと。 | ||||