AIコース	コンピュータアーキテクチャ	1年・前期・選択・学修2単位
担当教員	蓬莱 尚幸	連絡先
講義の概要	現時点では、コンピュータのあらゆる分野の専門家は、ハードウェアとソフトウェア双方の知識を要求されています。種々のレベルにおけるハードウェアとソフトウェアの相互関係は、コンピュータの基礎を理解する枠組みともなります。本講義では、ハードウェアとソフトウェアの相互関係に焦点を当てて、コンピュータの構成方式と設計技法を学びます。
到達目標	種々のアーキテクチャの概念と動作を理解し、コンピュータの構成方式と設計技術を習得します。

日程		授業項目	理解すべき内容	理解度 (1～4)
前期	第1週	基礎知識	命令・アセンブリ言語・機械語、コンピュータの古典的な5つの要素、性能
	第2週	命令セット(1)	符号付数と符号なし数、命令形式、オペランド、演算、論理演算、条件判定用の命令
	第3週	命令セット(2)	文字と文字列、手続き、アドレッシングモード、並列処理と命令、実例、高水準言語からの翻訳
	第4週	RISCアーキテクチャ	アドレッシングモードと命令形式、拡張機能（マルチメディア、ディジタル信号処理など）、実例の比較検討
	第5週	コンピュータにおける算術演算	加減乗除、浮動小数点演算、並列処理と算術演算
	第6週	論理設計の基礎	組合せ論理、ゲート、算術論理演算ユニット、メモリ要素、有限状態機械とクロック同期、フィールド・プログラマブル・デバイス
	第7週	（中間試験）
	第8週	プロセッサ(1)	論理設計とクロック方式、データバス、パイプライン処理の概要
	第9週	プロセッサ(2)	データ・ハザードと制御ハザード、例外、並列処理と命令レベル並列性、実例
	第10週	ハードウェアへの制御の割付け	組合せ制御ユニットの実現、有限状態機械による制御の実現、シーケンサを使用した次ステート関数の実現、マイクロプログラムからハードウェアへの変換
	第11週	記憶階層(1)	キャッシュ、キャッシュの性能の測定と改善
	第12週	記憶階層(2)	仮想記憶、仮想マシン、有限状態機械とキャッシュ制御、キャッシュ・コヒーレンス、実例
	第13週	ストレージと入出力	ディスク・ストレージ、フラッシュ・ストレージ、入出力装置の接続とインタフェース、入出力性能の測定法、RAID、実例
	第14週	並列処理	マルチコア、マルチプロセッサ、クラスタ、ハードウェア・マルチスレッディング、SISD/MIMD/SIMD/SPMD、ベクトル・アーキテクチャ、グラフィック処理ユニット、マルチプロセッサ・ネットワーク・トポロジ、ルーフライン、実例
	第15週	（期末試験）
	第16週	総復習

学習教育目標	Ｂに対応	達成項目	専攻科ロ），ハ）に対応	JABEE 認定基準	(B-1),(B-2),(d)-(1)に対応
教科書・参考書	教科書：PPT資料（英語）を配布 参考書：ヘネシー&パターソン「コンピュータの構成と設計：ハードウエアとソフトウエアのインタフェース」
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	主な関心がハードウェアとソフトウェア（換言すると、電子工学と計算機科学）のどちらにあるにせよ、コンピュータの構成方式と設計技法における中核的な考え方は同じです。 予習：授業項目に関する質問を1個以上用意しましょう。 復習：講義資料を見直し、理解不十分なところがあれば教員に聞くなどして解決しましょう。また、自己学習用に用意する演習問題にチャレンジしてみましょう。