シラバス参照
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シラバス参照
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| 講義概要/Course Information |
| 科目基礎情報/General Information |
| 授業科目名 /Course title (Japanese) |
計算機工学 | ||
|---|---|---|---|
| 英文授業科目名 /Course title (English) |
Computer Engineering | ||
| 科目番号 /Code |
COM601s | ||
| 開講年度 /Academic year |
2019年度 | 開講年次 /Year offered |
3/4 |
| 開講学期 /Semester(s) offered |
後学期 | 開講コース・課程 /Faculty offering the course |
情報理工学域 |
| 授業の方法 /Teaching method |
講義 | 単位数 /Credits |
2 |
| 科目区分 /Category |
専門科目 | ||
| 開講類・専攻 /Cluster/Department |
先端工学基礎課程 | ||
| 担当教員名 /Lecturer(s) |
大森 匡 | ||
| 居室 /Office |
西10号館528号室 | ||
| 公開E-mail |
omori[at]is.uec.ac.jp | ||
| 授業関連Webページ /Course website |
home.hol.is.uec.ac.jp/keisankiE | ||
| 更新日 /Last update |
2019/10/08 19:05:42 | 更新状況 /Update status |
公開中 /now open to public |
| 講義情報/Course Description |
| 主題および 達成目標（2,000文字以内） /Themes and goals（up to 2,000 letters） |
コンピュータシステムとは何か，どうやって動作するのか，という話題の入門編．学部２～３年生相当のアーキテクチャ系統の基本項目を学ぶ．達成目標は以下の通り． （１）コンピュータ内の数値表現の理解 （２）アセンブリ言語，機械語命令の実行とプロセッサ内部の動作の対応の理解 （３）プロセッサの各構成要素の理解 （４）パイプライン処理の構成，ハザードと解決法の理解 （５）キャッシュと入出力の基本動作が理解できること。 |
|---|---|
| 前もって履修 しておくべき科目（1,000文字以内） /Prerequisites（up to 1,000 letters） |
論理回路，特に順序回路の設計がわかっていること． |
| 前もって履修しておくこ とが望ましい科目（1,000文字以内） /Recommended prerequisites and preparation（up to 1,000 letters） |
アルゴリズム論の大学2年次程度の内容とＣプログラミングの大学１～２年次の内容を履修していることが望ましい．UNIXオペレーティングシステム上のCプログラミング，コンパイルの経験があると理解に役立つ． |
| 教科書等（1,000文字以内） /Course textbooks and materials（up to 1,000 letters） |
参考書・参考資料等 以下の参考書１の内容のうち，(第5版なら）1章から5章の内容を理解できれば良い．この他の主要講義スライドとして，九州大学のオープンコースウェア「コンピュータアーキテクチャI」や，本学の「計算機通論」スライド（本学1類2年前期（昼）H29版，小宮准教授作成）などを紹介する．これらは，アセンブリ言語プログラムとＣプログラムの詳細な対応を理解するのに役立つ． １．D. A. Patterson and J. L. Hennessy (成田光彰訳) 「コンビュータの構成と設計第5版上、下」(日経BP、2014年)(授業自体は，この本の初版から２版，３版のころの2~6章の内容を主とする．第５版では上巻に相当する．） ２．尾内理紀夫 「コンピュータの仕組み」(情報科学こんせぷつ 1) 朝倉書店 -- 計算機通論（１類２年前期・昼）の元々の教科書． ３．坂井修一 「コンピュータアーキテクチャ」(電子情報通信レクチャーシリーズC-9) コロナ社 --講義スライド４枚組の１５回分が原著者により公開されている．アーキテクチャ論を短期に理解したければこの資料の第１回から第６回までを読むと，良い．教科書１の要約版と言える． 4. 九州大学オープンコースウェア「コンピュータアーキテクチャI」 （指定参考書１の第2版の上巻を丁寧に講義スライドにしたもの．今年の講義はこのスライドを母体にして行う予定です．詳細は初回に解説します）． http://ocw.kyushu-u.ac.jp/menu/faculty/09/4.html |
| 授業内容と その進め方（2,000文字以内） /Course outline and weekly schedule（up to 2,000 letters） |
第2，第3回の内容と第4回目の内容は，履修者の前提知識を聞いた上で適切に 並べ直す場合があります．第1回目に講義概要や元になる講義資料スライド の紹介を行います． なお，授業資料は学内限定アクセスでシラバス掲載のURL http://home.hol.is.uec.ac.jp/keisankiE に載せています．学外からのアクセスの場合，元になる九州大学オープンコースウェア「コンピュータアーキテクチャI」をダウンロードしてください．独自作成スライドは授業関連Webページに掲載していきます．詳細は初回講義にて解説します． ---- 1．ガイダンス , 特に母体となる授業資料スライドの紹介を 行います． 2.-3. コンピュータの構造とプログラム実行方法の概要 (1)プロセッサ，メモリ，機械語命令，アセンブリ言語， (2) プロセッサ内のレジスタ，命令処理モデル，など諸概念の導入． 4. 数値表現 5. 基本命令の導入 6. 命令セットとアドレス方式 7. アセンブリ言語のプログラム1 8. 同プログラム2 (複雑な場合) ---- 9.-10.プロセッサの設計(構成要素, データパス） 11. プロセッサの設計(非パイプラインマルチサイクル実行) 12.-13. パイプライン処理, ハザード問題 14. メモリ階層とキャッシュ 15. まとめ 授業内容は参考文献１の，パターソン・ヘネシーによる著名教科書の前半部（初版から３版までなら２章から６章，５版なら上巻全部）を軸にします．授業の進み具合や履修学生の理解度によって内容の前後や大幅な簡略化を入れます． |
| 実務経験を活かした 授業内容 (実務経験内容も含む) /Course content utilizing practical experience |
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| 授業時間外の学習 （予習・復習等）（1,000文字以内） /Preparation and review outside class（up to 1,000 letters） |
参考書，特にパターソン・ヘネシーの教科書からＣプログラムとMIPSアセンブリ言語との対応を解説した２，３章，プロセッサ内部設計の章（初版から３版なら第５，６章，第５版なら第４章）を読んでほしい．また，付録Ａ，Ｂ，Ｃの論理回路・順序回路の基本，ＭＩＰＳ命令セット一覧の項目を読むと，理解の助けになります．講義中に付録のＰＤＦを紹介します． |
| 成績評価方法 および評価基準 （最低達成基準を含む） （1,000文字以内） /Evaluation and grading （up to 1,000 letters） |
途中の宿題数回の提出，に加えて，期末の試験またはレポート課題，の2種類の総点で総合成績とします．要点は，以下： （１）コンピュータ内の数値表現方法の理解 （２）アセンブリプログラムの動作の理解 （３）プロセッサの各構成要素の機能，命令フェッチ等の内部処理のステージ，の理解． （４）パイプラインの概要とハザード等の理解 （５）キャッシュの基本構成と動作の理解 |
| オフィスアワー： 授業相談（1,000文字以内） /Office hours（up to 1,000 letters） |
西10の528号室へ．授業終了後など． 時間が合わないときはメールで連絡して下さい。 |
| 学生へのメッセージ（1,000文字以内） /Message for students（up to 1,000 letters） |
参考文献１の著名本に基づいた講義ですが，コンピュータアーキテクチャに関する似たような大学講義や教科書はたくさんあり，特に2000年以後は参考文献１が元本となった日本語の大学講義資料が多いです．したがって，どのアーキテクチャ系の日本語教科書や講義スライドでも，MIPS命令セットを使う限り，ほぼ同じ内容になるはず． |
| その他 /Others |
初回に授業資料WEBサイトを連絡します． |
| キーワード /Keywords |
アセンブラ、コンピュータ・アーキテクチャ、ＣＰＵ、データパス、パイプライン、フォワーディング、スケジューリング、キャッシュ |