三重大学ウェブシラバス

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科目の基本情報

開講年度	2023 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	選択
授業科目名	計算機ハードウェア設計
	けいさんきはーどうぇあせっけい
	Computer Hardware Design
単位数	2 単位
ナンバリングコード	engr-engr-INFO-2636

開放科目	非開放科目
開講学期	後期
開講時間	木曜日 1, 2時限
授業形態	対面授業 * 状況により変更される可能性があるので定期的に確認して下さい「オンライン授業」・・・オンライン会議ツール等を利用して実施する同時双方向型の授業「ハイブリッド授業」・・・「対面授業」と「オンライン授業」を併用した授業「オンデマンド授業」・・・動画コンテンツの配信等によって実施する授業
開講場所
担当教員	高木一義 (工学部情報工学コース)
担当教員	TAKAGI, Kazuyoshi
SDGsの目標
連絡事項	* 状況により変更される可能性があるので定期的に確認して下さい

学修の目的と方法

授業の概要	計算機システムのハードウェア設計と高性能化手法について解説する。まず、算術演算ユニットの構成と高速化手法について説明する。次に、プロセッサのデータパスの構成、および、制御方式について解説する。更に、記憶装置の階層構造について説明する。
学修の目的	計算機の性能を最大限に引き出すためには、計算機の構成と処理方式の理解が不可欠である。また、応用システムに適したソフトウェアおよびハードウェアを設計、選択する知識は有用である。このため、種々のハードウェア向きアルゴリズムやシステム構成法の理解を目指す。
学修の到達目標	算術演算のハードウェア向きアルゴリズムと回路構成法を理解する。プロセッサのデータパス要素や制御ユニットの構成を理解する。記憶階層と計算機の性能について理解する。
ディプロマ・ポリシー	○ 学科・コース等の教育目標　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 ○ JABEE 関連項目
成績評価方法と基準	各回の課題提出と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 MIPS Edition 第6版【上】（パターソン＆ヘネシー、日経BP社）コンピュータの構成と設計 MIPS Edition 第6版【下】（パターソン＆ヘネシー、日経BP社）
参考書	算術演算のVLSIアルゴリズム（高木直史、コロナ社）
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、計算機アーキテクチャ
発展科目	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	https://moodle.mie-u.ac.jp/moodle35/course/view.php?id=16250

キーワード	算術論理演算ユニット、ハードウェアアルゴリズム、浮動小数点数、マイクロプロセッサ、命令パイプライン、キャッシュメモリ、仮想記憶
Key Word(s)	arithmetic logic unit, hardware algorithm, floating point number, microprocessor, instruction pipeline, cache memory, virtual memory
学修内容	第1回算術演算アルゴリズム第2回加算第3回乗算第4回除算第5回算術演算命令と浮動小数点演算標準第6回浮動小数点加算および乗算第7回演算の正確性と丸め第8回プロセッサのデータパスと制御第9回パイプライン処理とハザード第10回データパスのパイプライン化と制御第11回依存関係とハザード対策第12回記憶階層第13回キャッシュ第14回仮想記憶第15回コンピュータの歴史と展望第16回定期試験
事前・事後学修の内容	教科書の該当範囲の予習、復習のほか、毎回の理解度確認のためのレポート課題を課す。
事前・事後学修の内容	事前学修の時間:120分/回　　　事後学修の時間:120分/回