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アクセス数 713  このページの最終更新 2014-04-02 (水) 11:15:06

14年度春学期 (於玉川大学工学部)コンピュータハードウェア

授業概要: コンピュータのハードウェアが、どのようにして命令を処理するのか、どのように計算をするのか、また処理を高速化するためにどのような工夫をしているのかを理解し説明できる。

到達目標: コンピュータの数の表現と演算の原理を説明できる。 命令とはどういうものかを、COMET IIの命令セットを例にして説明できる。 命令処理の手順を説明できる。 メモリの種類とそれぞれの原理・性質を列挙し説明できる。 キャッシュメモリの考え方・動作原理、およびその性能モデルを説明できる。 割込みの概念と使われ方を説明できる。 パイプラインの考え方が何であるかを説明できる。 入出力制御の手法を列挙し、それぞれを説明できる。

授業スケジュール (as of 2014-03-31):

回数日程テーマ具体的な内容(予習資料)2012年以前の予習資料作業課題予習範囲
14/10授業概要、数の表現(1)2進数の原理を理解する
file上記PDFファイル
filear_0_論理演算と論理回路.pdf
filear_1_数の表現(1).pdf
filear_1_課題.pdfp41-46
24/17数の表現(2)16進数の利用を理解する
file上記PDFファイル
数の表現おまけ
file上記PDFファイル
マイナスの数の(補数)表現を理解する
file上記PDFファイル
小数の表現(固定小数点・浮動小数点表現)を理解する
file上記PDFファイル
filear_2_数の表現(2).pdffilear_2_課題.pdfp41-46
34/24演算アーキテクチャ(演算アルゴリズムと回路)2進数の加減算の原理を理解する
file上記PDFファイル
2進数の乗算の原理を理解する
file上記PDFファイル
filear_3_演算の仕組.pdf  p47-55
45/01機械命令1(命令とは・命令の実行の仕組)コンピュータの構造のあらまし
file上記PDFファイル
コンピュータは命令で動く
file上記のPDFファイル
命令が実行される仕組
file上記PDFファイル
filear_4_命令とその実行の仕組.pdf  p12-23, p24-26
55/08機械命令2(アドレッシング、命令セット、命令処理性能)命令の形式・オペランドの形式・アドレッシングを理解する
file上記PDFファイル
CPI(命令当りサイクル数)・MIPS値を理解する
file上記のPDFファイル
filear_5_アドレシング_命令セット_性能.pdfp27-32
65/15機械命令3(アセンブラプログラムの基本)Comet-IIのプログラミング
file上記のPDFファイル
計算式と代入
file上記のPDFファイル 
条件分岐とIF文
file上記のPDFファイル
filear_6_アセンブラプログラム(1).pdf  資料
75/22機械命令4(少し複雑なアセンブラプログラム〜ループ・配列)ループを書く
file上記のPDFファイル
配列と指標アドレシング
file上記のPDFファイル
filear_7_アセンブラプログラム(2).pdf  資料
85/29ハーバードアーキテクチャ・RISCとCISC・制御アーキテクチャ命令の体系・RISCとCISC・ハーバードアーキテクチャ・マイクロプログラムを理解する
file上記のPDFファイル
filear_8_ハーバードアーキテクチャ.pdf  p33-49, p56-63
96/05メモリのいろいろメモリの概念
file上記PDFファイル
半導体メモリのいろいろ
file上記PDFファイル
磁気メモリ・光学メモリ
file上記PDFファイル
filear_9_メモリ_メモリ装置.pdf  p64-77
106/12メモリ階層とキャッシュメモリメモリ階層とキャッシュメモリ
file上記PDFファイル
filear_10_メモリ階層_キャッシュ.pdf  p78-88
116/19キャッシュメモリ2キャッシュの追い出し
file上記PDFファイル
filear_11_マッピング方式_不一致.pdf  p78-88
126/26割込み・入出力アーキテクチャ割込み
file上記PDFファイル
入出力の接続法(アーキテクチャ)
file上記PDFファイル
filear_12_割込_入出力アーキテクチャ.pdf  p89-95
137/03入出力デバイス各入出力装置の動作原理
file上記PDFファイル
以下教材用ビデオへのリンク
 機械式マウスの動作1
 機械式マウスの動作2
 光学式マウスの動作1
 光学式マウスの動作2
 キーボードの仕組
 ディスプレイの仕組
 インクジェットプリンタの仕組1
 インクジェットプリンタの仕組2
 ページプリンタの仕組
filear_13_入出力デバイス.pdf  p107-116
147/10パイプラインパイプライン
file上記PDFファイル
filear_14_パイプライン.pdf  p96-106
157/17まとめ・総括 
7/??定期試験

教科書: 図解コンピュータアーキテクチャ入門第2版 堀桂太郎著 森北出版 2011 ISBN4-627-82902-2 2500円
参考書:
   コンピュータアーキテクチャ 飯塚倶目子 アイテック 2007 ISBN978-4-87268-602-9 1700円
   コンピュータアーキテクチャ 曽和将容 コロナ社 2006 ISBN978-4-339-02706-8  2800円

授業の進め方:
    事前準備(予習):
      予め教科書の指定した範囲、このページのリンクにある資料を、事前に読んでおく
      そのとき、用語や概念について、分からない点を整理しておく
    授業内:
      読んだ範囲の内容を確認する。分からない点を分かるまで議論する。
    授業後:
      随時課題を出すので、次回に提出する

成績評価方法:
    平常点(授業内の討論参加・課題提出等)60%、期末試験40%

講師との連絡:
    ウェブページ http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp ⇒ [授業のページ]

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添付ファイル: filear_1_課題.pdf 135件 [詳細] filear_2_課題.pdf 148件 [詳細]

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