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科目の基本情報

開講年度 2018 年度
開講区分 工学部情報工学科 ・専門教育
受講対象学生 学部(学士課程) : 2年次
選択・必修 必修
授業科目名 計算機ハードウェア
けいさんきはーどうぇあ
Computer Hardware
単位数 2 単位
他学部・他研究科からの受講 自研究科の学生の受講可, 他研究科の学生の受講可, 自専攻の学生の受講可, 他専攻の学生の受講可
市民開放授業 市民開放授業ではない
開講学期

前期

開講時間 木曜日 7, 8時限
開講場所 工学部15番教室

担当教員 木村 文隆(非常勤講師)

Fumitaka KIMURA

学習の目的と方法

授業の概要 講義の前半で乗除算器、算術論理演算ユニットの構成・動作法や浮動小数点演算の仕組みについて解説する.講義の後半ではプロセッサのベースになっている単一クロックサイクル方式のデータパス構成と制御ユニットの論理設計について解説する。
学習の目的 コンピュータハードウェアの構成、設計法の基礎を身に付ける。加えて、各命令の実行時間がどのように定まるか、その命令の使用が性能にどのように影響するかなどコンピュータの特性を理解して、高効率、高性能な現代のコンピュータアーキテクチャの基本を理解する.
学習の到達目標 四則演算のアルゴリズムを実現するハードウェアの仕組について学び、性能上の要で最も洗練されたハードウェアの1つであるCPU演算部の構成、設計法を習得する。
ディプロマ・ポリシー
○ 学科・コース等の教育目標
○ JABEE 関連項目

○ 全学の教育目標
感じる力
  •  感性
  •  共感
  •  倫理観
  •  モチベーション
  • ○主体的学習力
  •  心身の健康に対する意識
考える力
  •  幅広い教養
  • ○専門知識・技術
  •  論理的思考力
  •  課題探求力
  •  問題解決力
  •  批判的思考力
コミュニケーション力
  •  情報受発信力
  •  討論・対話力
  •  指導力・協調性
  •  社会人としての態度
  •  実践外国語力
生きる力
  •  感じる力、考える力、コミュニケーション力を総合した力

授業の方法 講義

授業の特徴

教科書 コンピュータの構成と設計【上】第5版(パターソン&ヘネシー,日経BP社)
参考書 ハードウェア入門(柴山潔,サイエンス社)、
コンピュータシステムの基礎(宮沢修二他,ITEC)、コンピュータアーキテクチャ(馬場敬信,オーム社)
成績評価方法と基準 評価は定期試験の点数で行う。最終成績は10点満点として6以上を合格とする。
オフィスアワー 講義終了後に教室または第2合同棟5階木村教員室にて対応。電子メールによる受け付け可、E-mail:kimura@hi.info.mie-u.ac.jp, be7iwxcx@zm.commufa.jp
受講要件
予め履修が望ましい科目 計算機基礎、論理設計及び演習、計算機アーキテクチャ I
発展科目 計算機アーキテクチャ II
授業改善への工夫 基礎的な事柄を例題を用いてわかりやすく説明する.理解度、演習の達成度を考慮して、講義の内容や進め方を調整する。
その他 各回の講義を受講するにあたって、予習および復習が必要。

授業計画

キーワード アドレシング、命令形式、浮動小数点形式、丸め、データパス、ALU、命令デコーダ,制御ユニット
Key Word(s) addressing, instruction format, floating point format, round, data path, ALU, instruction decoder, control unit
学習内容 第1回 加算・減算とALU
第2回 乗算器構成とその動作
第3回 除算器構成とその動作
第4回 浮動小数点形式       
第5回 浮動小数点加減乗除算
第6回 演算の正確性と丸め
第7回 基本的な命令セットの実現方式
第8回 論理設計とクロック方式
第9回 データパスの基本ユニット構築(1)
第10回 データパスの基本ユニット構築(2)
第11回 単純なデータパスの構築
第12回 制御ユニットの設計
第13回 データパスの動作
第14回 単一クロックサイクル制御方式の問題点
第15回、演習問題

第16回 定期試験
事前・事後学修の内容 3章と4章の演習問題を解いて事後学習すること.
ナンバリングコード(試行)

※最初の2文字は開講主体、続く4文字は分野、最後の数字は開講レベルを表します。 ナンバリングコード一覧表はこちら


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