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科目の基本情報

開講年度 2020 年度
開講区分 工学部情報工学科/総合工学科情報工学コース ・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 計算機アーキテクチャ
けいさんきあーきてくちゃ
Computer Architecture
単位数 2 単位
ナンバリングコード
engr-engr-INFO-2631
開放科目 非開放科目    
開講学期

前期

開講時間 火曜日 1, 2時限
開講場所

担当教員 高木 一義 (工学部情報工学コース)

TAKAGI, Kazuyoshi

SDGsの目標

学修の目的と方法

授業の概要 計算機の構成、動作、および設計に関する基礎的な事項を扱う。まず、計算機の基本構成と性能評価の考え方を説明する。 次に、種々の機械語命令とその動作について説明し、ソフトウェアが計算機上でどのように実行されるかを解説する。 また、論理代数と論理関数、論理回路設計について講述し、これに基づき、計算機が論理回路としてどのように実現されるかを解説する。
学修の目的 高性能の情報処理システムの設計にはソフトウェアとハードウェアの双方にわたる総合的な知識が不可欠である。 本講義では、ソフトウェアおよびハードウェアの両面から計算機アーキテクチャを概観し、システムの構成と設計手法の理解を目指す。
学修の到達目標 計算機の命令セットアーキテクチャについて理解し、説明できる。 論理代数の概念と論理関数の性質を理解し、組合せ回路および順序回路を設計できる。 計算機のマイクロアーキテクチャについて理解し、説明できる。
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
 情報工学の基礎知識を身につけ、科学技術が社会や自然環境に及ぼす影響を理解し、責任ある技術者として行動できる。【技術者倫理】
 情報工学科に関連する様々な分野に関心をもち、未知分野を理解するために、自主的、継続的に学習できる。【自主的継続的学習】
 世界に多様な考え方があることを学び、様々な立場の考えや意見を尊重し、多面的に物事を考えることができる。【多面的な思考能力】
 情報工学に関連する課題に対して、与えられた条件や期限を熟慮し、計画的に作業を進め、報告できる。【計画的な活動】
 専門分野の英語で書かれた文献について理解し、説明できる.また、学習や実験で得た知見を、論理的に記述し、的確に発表し、討議できる。【コミュニケーション能力】
○自然科学と情報技術に関する十分な知識を修得し、それらの知識を応用できる。【知識の修得と応用】
○与えられた問題に対し、修得した知識や技術を利用して、関連情報を収集し、解決手法を提案し、実現できる。【問題解決能力】

○ 全学の教育目標
感じる力
  •  感性
  •  共感
  •  主体性
考える力
  •  幅広い教養
  • ○専門知識・技術
  • ○論理的・批判的思考力
コミュニケーション力
  •  表現力(発表・討論・対話)
  •  リーダーシップ・フォロワーシップ
  •  実践外国語力
生きる力
  • ○問題発見解決力
  •  心身・健康に対する意識
  •  社会人としての態度・倫理観

成績評価方法と基準 定期試験の点数で評価し、100 点満点で 60点以上を合格とする。
授業の方法 講義

授業の特徴

PBL

特色ある教育

英語を用いた教育

授業改善の工夫
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 論理回路とオートマトン(稲垣康善、オーム社)
オフィスアワー 質問等は電子メールにより随時受け付ける。
受講要件
予め履修が望ましい科目 離散数学
発展科目 計算機ハードウェア設計、コンパイラ、オペレーティングシステム
その他

授業計画

MoodleのコースURL
キーワード マイクロプロセッサ、命令セットアーキテクチャ、論理代数、論理関数、論理回路、マイクロアーキテクチャ
Key Word(s) microprocessor, instruction set architecture, Boolean algebra, logic function, logic circuit, microarchitecture
学修内容 第1回 コンピュータとソフトウェア
第2回 コンピュータの性能
第3回 演算とオペランド
第4回 論理演算、条件判定、手続き呼び出し
第5回 データの表現、アドレシング方式
第6回 プログラムの実行
第7回 命令セットアーキテクチャ
第8回 論理代数
第9回 論理関数の簡単化
第10回 組合せ論理回路
第11回 順序回路
第12回 順序回路の性質
第13回 マイクロアーキテクチャ(1)
第14回 マイクロアーキテクチャ(2)
第15回 コンピュータシステム
第16回 定期試験
事前・事後学修の内容

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