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科目の基本情報

開講年度 2017 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) : 1年次
選択・必修 必修
学科必修
授業科目名 計算機アーキテクチャ I
けいさんきあーきてくちゃいち
Computer Architecture I
単位数 2 単位
他学部・他研究科からの受講 他学部の学生の受講可, 他学科の学生の受講可, 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

後期前半

開講時間 火曜日 1, 2時限; 木曜日 1, 2時限
可能な限り週2コマ開講(講義日指定)することで年内に全講義を終える。
開講場所 工学部28番教室

担当教員 近藤 利夫(工学部情報工学科)

Toshio Kondo

学習の目的と方法

授業の概要 初めに計算機の内部構成と性能算出法について学ぶ。主要な構成ユニットである記憶装置については、基本的な構成とアクセス特性について学ぶ。次いで、基本命令の働きとコンパイラによる翻訳によってC言語プログラムからそれらの基本命令にどのように置き換わるかを学ぶ。また、コードの再利用率向上を可能とする手続きを実現する仕組みについて学ぶ。最後に命令が利用しているアドレシング方式について学ぶ。
学習の目的 高性能なソフトウェア・ハードウェアの開発に関わって行くために必要となる基本的なな知識と考え方を身につける。
学習の到達目標 ソフトウェア開発、情報処理システム構築、コンピュータ関連ハードウェア開発において技術的な基盤となるコンピュータシステムの基本構成、動作原理、性能評価法、C言語から機械語への翻訳法などを習得する。
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

本講義は、基礎的ながら内容が濃く、大半の学生にとって容易に理解できるものではない。単位取得には毎回の受講はもちろん、不明点の解決のためにネットを活用したり、友人と情報交換するなど「主体的学習力」や「コミュニケーション力」をどれだけ発揮できるかが問われる。

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 期末試験100%。ただし、期中の小テストの成績、出席状況、リアクションメール提出状況等が良くない学生については、期末試験の結果によらず不合格とすることがある。
オフィスアワー 時間:メールによる予約受付(E-mail:kondo@arch.info.mie-u.ac.jp)
場所:第2合同棟5階6505室
受講要件
予め履修が望ましい科目 情報工学概論
発展科目 計算機ハードウェア、計算機アーキテクチャII、オペレーティングシステム、コンパイラ、コンピュータネットワーク
授業改善への工夫 毎回10名程度割り付ける当番に、義務として、授業に対するクレーム・要望・質問・授業改善提案等を数十字程度にまとめるリアクションメール(宛先:re-act1on@arch.info.)を出してもらい、授業改善に役立てる。
その他 ・小テスト、期末試験は、復習問題、演習問題、例題、導入演習の中の問題を中心に出題する。特に期末試験については、100点満点中の40点分以上をこれらの問題の中から出題する。
・小テストの実施日は、講義中に知らせるかにユニパ等で通知する。風邪など正当な理由で欠席した場合は、メールでの小テスト有無の問い合わせに応じる。
・インフルエンザ・忌引など正当な理由で欠席する場合は原則として、事前にメール等で連絡を入れること。止むなく事後になる場合は、極力速やかに連絡を入れること。
・出席・遅刻の確認は非接触のカードリーダを用いて行う。

授業計画

キーワード プロセッサ CPU 記憶階層 メモリ レジスタ レイテンシ バンド幅 ベンチマーク MIPS 命令ミックス CPI オペランド アセンブリ言語 エンディアン
Key Word(s)
学習内容 第1回 計算機アーキテクチャを学ぶ意義
第2回 プログラムの裏側
第3回 バンド幅とレイテンシ
第4回 記憶装置とその階層構成
第5回 階層記憶の特性
第6回 性能(1)
第7回 性能(2)
第8回 消費電力
第9回 ハードウェアの演算
第10回 符号付き数と符号無し数
第11回 メモリオペランドとエンディアン
第12回 命令の表現
第13回 論理演算
第14回 条件判定用の命令
第15回 手続きのサポート
第16回 定期試験
学習課題(予習・復習) 初回の講義で提示する予習・復習問題を用いて、授業の前後に予習・復習を欠かさず行うことが望ましい。
ナンバリングコード(試行) EN-EBSC-1

※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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