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**13年度秋学期 コンピュータアーキテクチャ (編集中) [#n1b9ff0f]
水曜日2限~

金岡先生のクラスと同じ内容をカバーする予定。授業の進め方や試験・評価等は若干異なる可能性あり。

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。

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、森北出版)~
参考書:基本情報技術者試験学習テキスト1 テクノロジ系(浅井宗海、 実教出版、2009/12)~
    ITパスポート学習テキスト(浅井宗海、実教出版、2009/01)~
~
授業予定(as of 2012/09/01):
|  |日程 |テーマ   | 予習問題  (授業出席前に、教科書を読んで理解し、これらの問題を解くことで理解を確かめておくこと) |(作業問題&br;授業終了後アップする)|
| 1| 9/ |数の表現(1)|&ref(ar_1_数の表現(1).pdf,,2進数を確認する、2進⇔10進変換ができる);|&ref(ar_1_作業課題.pdf); |
| 2|10/ |数の表現(2)|&ref(ar_2_数の表現(2).pdf,,数の表現(2)、負数の2の補数表現、小数の表現を理解する);|&ref(ar_2_作業課題.pdf);  |
| 3|10/ |演算の仕組(演算アルゴリズムと回路)|&ref(ar_3_演算の仕組.pdf,,機械による加算・減算・乗算の計算方法を理解する);| &ref(ar_3_作業課題.pdf); |
| 4|10/ |命令とその実行の仕組|&ref(ar_4_命令とその実行の仕組.pdf,,命令とは何か、どのように命令が実行されるのか、どのような命令があるのか、を理解する);| &ref(ar_4_作業課題.pdf); |
| 5|10/ |アドレッシング、命令セット、命令処理性能|&ref(ar_5_アドレシング_命令セット_性能.pdf,,いろいろなアドレッシングを理解する、命令をセットとして考える、CPI・MIPS等の命令処理性能の考え方を理解する);| &ref(ar_5_作業課題.pdf); |
| 6| 11/ |アセンブラプログラム(1)|&ref(ar_6_アセンブラプログラム(1).pdf,,単純な式計算や条件分岐を機械命令で書いてみる 〜 どのように命令を組み合わせるかを理解する);| &ref(ar_6_作業課題.pdf);  &ref(ar_6-2_作業課題.pdf);|
| 7|11/ |アセンブラプログラム(2)〜ループ・配列|&ref(ar_7_アセンブラプログラム(2).pdf,,アセンブラプログラムでループの書き方、配列の処理の仕方を理解する);| &ref(ar_7_作業課題.pdf); |
| 8|11/ |ハーバードアーキテクチャ・RISCとCISC、(中間試験)、|&ref(ar_8_ハーバードアーキテクチャ.pdf,,いろいろなCPUでの命令の体系・実行方法の違いを理解する);| &ref(ar_8_作業課題.pdf); |
| 9|11/ |メモリとメモリ装置、|&ref(ar_9_メモリ_メモリ装置.pdf,,いろいろなメモリ素子・装置の仕組・性質を理解する);|  &ref(ar_9_作業課題.pdf);|
|10|11/ |メモリ階層とキャッシュメモリ|&ref(ar_10_メモリ階層_キャッシュ.pdf,,メモリの階層に基く高速化の手法(キャッシュ・仮想メモリ)を理解する);| &ref(ar_10_作業課題.pdf); |
|11|12/ |キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデル|&ref(ar_11_マッピング方式_不一致.pdf,,キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデルについて理解する);| &ref(ar_11_作業課題.pdf); |
|12|12/ |割込み・入出力アーキテクチャ|&ref(ar_12_割込_入出力アーキテクチャ.pdf,,割込みの原理と使い方、入出力のCPUからの制御法について理解する);| |
|13|12/ |入出力デバイス|&ref(ar_13_入出力デバイス.pdf,,キーボード・プリンタ等のいろいろな入出力装置の動作原理を理解する);| |
|14| 1/ |パイプライン|&ref(ar_14_パイプライン.pdf,,パイプライン方式による高速化について理解する);| |
| 1| 9/25 |数の表現(1)|&ref(ar_1_数の表現(1).pdf,,2進数を確認する、2進⇔10進変換ができる);|&ref(ar_1_作業課題.pdf); |
| 2|10/02 |数の表現(2)|&ref(ar_2_数の表現(2).pdf,,数の表現(2)、負数の2の補数表現、小数の表現を理解する);|&ref(ar_2_作業課題.pdf);  |
| 3|10/09 |演算の仕組(演算アルゴリズムと回路)|&ref(ar_3_演算の仕組.pdf,,機械による加算・減算・乗算の計算方法を理解する);| &ref(ar_3_作業課題.pdf); |
| 4|10/16 |命令とその実行の仕組|&ref(ar_4_命令とその実行の仕組.pdf,,命令とは何か、どのように命令が実行されるのか、どのような命令があるのか、を理解する);| &ref(ar_4_作業課題.pdf); |
| 5|10/23 |アドレッシング、命令セット、命令処理性能|&ref(ar_5_アドレシング_命令セット_性能.pdf,,いろいろなアドレッシングを理解する、命令をセットとして考える、CPI・MIPS等の命令処理性能の考え方を理解する);| &ref(ar_5_作業課題.pdf); |
| 6| 10/30 |アセンブラプログラム(1)|&ref(ar_6_アセンブラプログラム(1).pdf,,単純な式計算や条件分岐を機械命令で書いてみる 〜 どのように命令を組み合わせるかを理解する);| &ref(ar_6_作業課題.pdf);  &ref(ar_6-2_作業課題.pdf);|
| 7|11/06 |アセンブラプログラム(2)〜ループ・配列|&ref(ar_7_アセンブラプログラム(2).pdf,,アセンブラプログラムでループの書き方、配列の処理の仕方を理解する);| &ref(ar_7_作業課題.pdf); |
| 8|11/13 |ハーバードアーキテクチャ・RISCとCISC、(中間試験)、|&ref(ar_8_ハーバードアーキテクチャ.pdf,,いろいろなCPUでの命令の体系・実行方法の違いを理解する);| &ref(ar_8_作業課題.pdf); |
| 9|11/20 |メモリとメモリ装置、|&ref(ar_9_メモリ_メモリ装置.pdf,,いろいろなメモリ素子・装置の仕組・性質を理解する);|  &ref(ar_9_作業課題.pdf);|
|10|11/27 |メモリ階層とキャッシュメモリ|&ref(ar_10_メモリ階層_キャッシュ.pdf,,メモリの階層に基く高速化の手法(キャッシュ・仮想メモリ)を理解する);| &ref(ar_10_作業課題.pdf); |
|11|12/04 |キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデル|&ref(ar_11_マッピング方式_不一致.pdf,,キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデルについて理解する);| &ref(ar_11_作業課題.pdf); |
|12|12/11 |割込み・入出力アーキテクチャ|&ref(ar_12_割込_入出力アーキテクチャ.pdf,,割込みの原理と使い方、入出力のCPUからの制御法について理解する);| |
|13|12/18 |入出力デバイス|&ref(ar_13_入出力デバイス.pdf,,キーボード・プリンタ等のいろいろな入出力装置の動作原理を理解する);| |
|14| 1/08 |パイプライン|&ref(ar_14_パイプライン.pdf,,パイプライン方式による高速化について理解する);| |
|| 1/ ||期末試験||

***評価 [#q66e4d97]
学習態度(出席) 30%  +  中間試験 30%  +  期末試験 40%~
但し、出席は授業内の小テストでカウントする。~

山内へのコンタクト: 弦羇曖騎4541室、047-472-1176、メール:yamanouc at is.sci.toho-u.ac.jp (atを@に置き換えること)~
スケジュール: 授業枠はpepper.is.sci.toho-u.ac.jp、 通年スケジュールはwww.yy.is.sci.toho-u.ac.jpの左メニューで「カレンダー」

***ポインタ [#z834f638]
-[[CASL II / COMET II 仕様(ver. 2, H23/7/11付):http://www.jitec.jp/1_13download/shiken_yougo_ver2_0.pdf]]
-[[COMET II オンラインシミュレータ:http://www.officedaytime.com/dcaslj/index.html]]
-[[Intel Software Developer's Manual-Basic:http://download.intel.com/design/processor/manuals/253665.pdf]]
-MIPS クロスコンパイラ http://www.spacelan.ne.jp/~m-yana/micro/gnu/mips/mipsegcs.htm
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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。

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、森北出版)~
参考書:基本情報技術者試験学習テキスト1 テクノロジ系(浅井宗海、 実教出版、2009/12)~
    ITパスポート学習テキスト(浅井宗海、実教出版、2009/01)~
~
授業予定(as of 2012/09/01):
|  |日程 |テーマ   | 予習問題  (授業出席前に、教科書を読んで理解し、これらの問題を解くことで理解を確かめておくこと) |(作業問題&br;授業終了後アップする)|
| 1| 9/25 |数の表現(1)|&ref(ar_1_数の表現(1).pdf,,2進数を確認する、2進⇔10進変換ができる);|&ref(ar_1_作業課題.pdf); |
|  |日程 |テーマ   | 予習資料 | 2012年版予習問題 | 2012年版確認問題 |
| 1| 9/25 |数の表現(1)|&ref(../../12秋/ar_1_数の表現(1).pdf,,2進数を確認する、2進⇔10進変換ができる);|&ref(ar_1_作業課題.pdf); |
| 2|10/02 |数の表現(2)|&ref(ar_2_数の表現(2).pdf,,数の表現(2)、負数の2の補数表現、小数の表現を理解する);|&ref(ar_2_作業課題.pdf);  |
| 3|10/09 |演算の仕組(演算アルゴリズムと回路)|&ref(ar_3_演算の仕組.pdf,,機械による加算・減算・乗算の計算方法を理解する);| &ref(ar_3_作業課題.pdf); |
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| 5|10/23 |アドレッシング、命令セット、命令処理性能|&ref(ar_5_アドレシング_命令セット_性能.pdf,,いろいろなアドレッシングを理解する、命令をセットとして考える、CPI・MIPS等の命令処理性能の考え方を理解する);| &ref(ar_5_作業課題.pdf); |
| 6| 10/30 |アセンブラプログラム(1)|&ref(ar_6_アセンブラプログラム(1).pdf,,単純な式計算や条件分岐を機械命令で書いてみる 〜 どのように命令を組み合わせるかを理解する);| &ref(ar_6_作業課題.pdf);  &ref(ar_6-2_作業課題.pdf);|
| 7|11/06 |アセンブラプログラム(2)〜ループ・配列|&ref(ar_7_アセンブラプログラム(2).pdf,,アセンブラプログラムでループの書き方、配列の処理の仕方を理解する);| &ref(ar_7_作業課題.pdf); |
| 8|11/13 |ハーバードアーキテクチャ・RISCとCISC、(中間試験)、|&ref(ar_8_ハーバードアーキテクチャ.pdf,,いろいろなCPUでの命令の体系・実行方法の違いを理解する);| &ref(ar_8_作業課題.pdf); |
| 9|11/20 |メモリとメモリ装置、|&ref(ar_9_メモリ_メモリ装置.pdf,,いろいろなメモリ素子・装置の仕組・性質を理解する);|  &ref(ar_9_作業課題.pdf);|
|10|11/27 |メモリ階層とキャッシュメモリ|&ref(ar_10_メモリ階層_キャッシュ.pdf,,メモリの階層に基く高速化の手法(キャッシュ・仮想メモリ)を理解する);| &ref(ar_10_作業課題.pdf); |
|11|12/04 |キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデル|&ref(ar_11_マッピング方式_不一致.pdf,,キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデルについて理解する);| &ref(ar_11_作業課題.pdf); |
|12|12/11 |割込み・入出力アーキテクチャ|&ref(ar_12_割込_入出力アーキテクチャ.pdf,,割込みの原理と使い方、入出力のCPUからの制御法について理解する);| |
|13|12/18 |入出力デバイス|&ref(ar_13_入出力デバイス.pdf,,キーボード・プリンタ等のいろいろな入出力装置の動作原理を理解する);| |
|14| 1/08 |パイプライン|&ref(ar_14_パイプライン.pdf,,パイプライン方式による高速化について理解する);| |
|| 1/ ||期末試験||

***評価 [#q66e4d97]
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但し、出席は授業内の小テストでカウントする。~

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-[[CASL II / COMET II 仕様(ver. 2, H23/7/11付):http://www.jitec.jp/1_13download/shiken_yougo_ver2_0.pdf]]
-[[COMET II オンラインシミュレータ:http://www.officedaytime.com/dcaslj/index.html]]
-[[Intel Software Developer's Manual-Basic:http://download.intel.com/design/processor/manuals/253665.pdf]]
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**13年度秋学期 コンピュータアーキテクチャ (編集中) [#n1b9ff0f]
水曜日2限~

金岡先生のクラスと同じ内容をカバーする予定。授業の進め方や試験・評価等は若干異なる可能性あり。

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。

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、森北出版)~
参考書:基本情報技術者試験学習テキスト1 テクノロジ系(浅井宗海、 実教出版、2009/12)~
    ITパスポート学習テキスト(浅井宗海、実教出版、2009/01)~
~
授業予定(as of 2012/09/01):
|  |日程 |テーマ   | 予習資料 | 2012年版予習問題 | 2012年版確認問題 |
| 1| 9/25 |数の表現(1)|&ref(../../12秋/ar_1_数の表現(1).pdf,,2進数を確認する、2進⇔10進変換ができる);|&ref(ar_1_作業課題.pdf); |
| 1| 9/25 |数の表現(1)|&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_1_数の表現(1).pdf,,2進数を確認する、2進⇔10進変換ができる);|&ref(ar_1_作業課題.pdf); |
| 2|10/02 |数の表現(2)|&ref(ar_2_数の表現(2).pdf,,数の表現(2)、負数の2の補数表現、小数の表現を理解する);|&ref(ar_2_作業課題.pdf);  |
| 3|10/09 |演算の仕組(演算アルゴリズムと回路)|&ref(ar_3_演算の仕組.pdf,,機械による加算・減算・乗算の計算方法を理解する);| &ref(ar_3_作業課題.pdf); |
| 4|10/16 |命令とその実行の仕組|&ref(ar_4_命令とその実行の仕組.pdf,,命令とは何か、どのように命令が実行されるのか、どのような命令があるのか、を理解する);| &ref(ar_4_作業課題.pdf); |
| 5|10/23 |アドレッシング、命令セット、命令処理性能|&ref(ar_5_アドレシング_命令セット_性能.pdf,,いろいろなアドレッシングを理解する、命令をセットとして考える、CPI・MIPS等の命令処理性能の考え方を理解する);| &ref(ar_5_作業課題.pdf); |
| 6| 10/30 |アセンブラプログラム(1)|&ref(ar_6_アセンブラプログラム(1).pdf,,単純な式計算や条件分岐を機械命令で書いてみる 〜 どのように命令を組み合わせるかを理解する);| &ref(ar_6_作業課題.pdf);  &ref(ar_6-2_作業課題.pdf);|
| 7|11/06 |アセンブラプログラム(2)〜ループ・配列|&ref(ar_7_アセンブラプログラム(2).pdf,,アセンブラプログラムでループの書き方、配列の処理の仕方を理解する);| &ref(ar_7_作業課題.pdf); |
| 8|11/13 |ハーバードアーキテクチャ・RISCとCISC、(中間試験)、|&ref(ar_8_ハーバードアーキテクチャ.pdf,,いろいろなCPUでの命令の体系・実行方法の違いを理解する);| &ref(ar_8_作業課題.pdf); |
| 9|11/20 |メモリとメモリ装置、|&ref(ar_9_メモリ_メモリ装置.pdf,,いろいろなメモリ素子・装置の仕組・性質を理解する);|  &ref(ar_9_作業課題.pdf);|
|10|11/27 |メモリ階層とキャッシュメモリ|&ref(ar_10_メモリ階層_キャッシュ.pdf,,メモリの階層に基く高速化の手法(キャッシュ・仮想メモリ)を理解する);| &ref(ar_10_作業課題.pdf); |
|11|12/04 |キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデル|&ref(ar_11_マッピング方式_不一致.pdf,,キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデルについて理解する);| &ref(ar_11_作業課題.pdf); |
|12|12/11 |割込み・入出力アーキテクチャ|&ref(ar_12_割込_入出力アーキテクチャ.pdf,,割込みの原理と使い方、入出力のCPUからの制御法について理解する);| |
|13|12/18 |入出力デバイス|&ref(ar_13_入出力デバイス.pdf,,キーボード・プリンタ等のいろいろな入出力装置の動作原理を理解する);| |
|14| 1/08 |パイプライン|&ref(ar_14_パイプライン.pdf,,パイプライン方式による高速化について理解する);| |
|| 1/ ||期末試験||

***評価 [#q66e4d97]
学習態度(出席) 30%  +  中間試験 30%  +  期末試験 40%~
但し、出席は授業内の小テストでカウントする。~

山内へのコンタクト: 弦羇曖騎4541室、047-472-1176、メール:yamanouc at is.sci.toho-u.ac.jp (atを@に置き換えること)~
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-[[CASL II / COMET II 仕様(ver. 2, H23/7/11付):http://www.jitec.jp/1_13download/shiken_yougo_ver2_0.pdf]]
-[[COMET II オンラインシミュレータ:http://www.officedaytime.com/dcaslj/index.html]]
-[[Intel Software Developer's Manual-Basic:http://download.intel.com/design/processor/manuals/253665.pdf]]
-MIPS クロスコンパイラ http://www.spacelan.ne.jp/~m-yana/micro/gnu/mips/mipsegcs.htm
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**13年度秋学期 コンピュータアーキテクチャ (編集中) [#n1b9ff0f]
水曜日2限~

金岡先生のクラスと同じ内容をカバーする予定。授業の進め方や試験・評価等は若干異なる可能性あり。

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。

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、森北出版)~
参考書:基本情報技術者試験学習テキスト1 テクノロジ系(浅井宗海、 実教出版、2009/12)~
    ITパスポート学習テキスト(浅井宗海、実教出版、2009/01)~
~
授業予定(as of 2012/09/01):
|  |日程 |テーマ   | 予習資料 | 2012年版予習問題 | 2012年版確認問題 |
| 1| 9/25 |数の表現(1)|&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_1_数の表現(1).pdf,,2進数を確認する、2進⇔10進変換ができる);|&ref(ar_1_作業課題.pdf); |
| 1| 9/25 | [[:]] |数の表現(1)|&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_1_数の表現(1).pdf,,2進数を確認する、2進⇔10進変換ができる);|&ref(ar_1_作業課題.pdf); |
| 2|10/02 |数の表現(2)|&ref(ar_2_数の表現(2).pdf,,数の表現(2)、負数の2の補数表現、小数の表現を理解する);|&ref(ar_2_作業課題.pdf);  |
| 3|10/09 |演算の仕組(演算アルゴリズムと回路)|&ref(ar_3_演算の仕組.pdf,,機械による加算・減算・乗算の計算方法を理解する);| &ref(ar_3_作業課題.pdf); |
| 4|10/16 |命令とその実行の仕組|&ref(ar_4_命令とその実行の仕組.pdf,,命令とは何か、どのように命令が実行されるのか、どのような命令があるのか、を理解する);| &ref(ar_4_作業課題.pdf); |
| 5|10/23 |アドレッシング、命令セット、命令処理性能|&ref(ar_5_アドレシング_命令セット_性能.pdf,,いろいろなアドレッシングを理解する、命令をセットとして考える、CPI・MIPS等の命令処理性能の考え方を理解する);| &ref(ar_5_作業課題.pdf); |
| 6| 10/30 |アセンブラプログラム(1)|&ref(ar_6_アセンブラプログラム(1).pdf,,単純な式計算や条件分岐を機械命令で書いてみる 〜 どのように命令を組み合わせるかを理解する);| &ref(ar_6_作業課題.pdf);  &ref(ar_6-2_作業課題.pdf);|
| 7|11/06 |アセンブラプログラム(2)〜ループ・配列|&ref(ar_7_アセンブラプログラム(2).pdf,,アセンブラプログラムでループの書き方、配列の処理の仕方を理解する);| &ref(ar_7_作業課題.pdf); |
| 8|11/13 |ハーバードアーキテクチャ・RISCとCISC、(中間試験)、|&ref(ar_8_ハーバードアーキテクチャ.pdf,,いろいろなCPUでの命令の体系・実行方法の違いを理解する);| &ref(ar_8_作業課題.pdf); |
| 9|11/20 |メモリとメモリ装置、|&ref(ar_9_メモリ_メモリ装置.pdf,,いろいろなメモリ素子・装置の仕組・性質を理解する);|  &ref(ar_9_作業課題.pdf);|
|10|11/27 |メモリ階層とキャッシュメモリ|&ref(ar_10_メモリ階層_キャッシュ.pdf,,メモリの階層に基く高速化の手法(キャッシュ・仮想メモリ)を理解する);| &ref(ar_10_作業課題.pdf); |
|11|12/04 |キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデル|&ref(ar_11_マッピング方式_不一致.pdf,,キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデルについて理解する);| &ref(ar_11_作業課題.pdf); |
|12|12/11 |割込み・入出力アーキテクチャ|&ref(ar_12_割込_入出力アーキテクチャ.pdf,,割込みの原理と使い方、入出力のCPUからの制御法について理解する);| |
|13|12/18 |入出力デバイス|&ref(ar_13_入出力デバイス.pdf,,キーボード・プリンタ等のいろいろな入出力装置の動作原理を理解する);| |
|14| 1/08 |パイプライン|&ref(ar_14_パイプライン.pdf,,パイプライン方式による高速化について理解する);| |
|| 1/ ||期末試験||

***評価 [#q66e4d97]
学習態度(出席) 30%  +  中間試験 30%  +  期末試験 40%~
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***ポインタ [#z834f638]
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-[[COMET II オンラインシミュレータ:http://www.officedaytime.com/dcaslj/index.html]]
-[[Intel Software Developer's Manual-Basic:http://download.intel.com/design/processor/manuals/253665.pdf]]
-MIPS クロスコンパイラ http://www.spacelan.ne.jp/~m-yana/micro/gnu/mips/mipsegcs.htm
[[山内の授業のページ]]

アクセス数 &counter();  このページの最終更新 &lastmod();

**13年度秋学期 コンピュータアーキテクチャ (編集中) [#n1b9ff0f]
水曜日2限~

金岡先生のクラスと同じ内容をカバーする予定。授業の進め方や試験・評価等は若干異なる可能性あり。

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。

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、森北出版)~
参考書:基本情報技術者試験学習テキスト1 テクノロジ系(浅井宗海、 実教出版、2009/12)~
    ITパスポート学習テキスト(浅井宗海、実教出版、2009/01)~
~
授業予定(as of 2012/09/01):
|  |日程 |テーマ   | 予習資料 | 2012年版予習問題 | 2012年版確認問題 |
| 1| 9/25 | [[:]] |数の表現(1)|&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_1_数の表現(1).pdf,,2進数を確認する、2進⇔10進変換ができる);|&ref(ar_1_作業課題.pdf); |
| 2|10/02 |数の表現(2)|&ref(ar_2_数の表現(2).pdf,,数の表現(2)、負数の2の補数表現、小数の表現を理解する);|&ref(ar_2_作業課題.pdf);  |
| 3|10/09 |演算の仕組(演算アルゴリズムと回路)|&ref(ar_3_演算の仕組.pdf,,機械による加算・減算・乗算の計算方法を理解する);| &ref(ar_3_作業課題.pdf); |
| 1| 9/25 |数の表現(1)| [[:]] |&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_1_数の表現(1).pdf,,2進数を確認する、2進⇔10進変換ができる);|&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_1_作業課題.pdf); |
| 2|10/02 |数の表現(2)| [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_2_数の表現(2).pdf,,数の表現(2)、負数の2の補数表現、小数の表現を理解する);|&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_2_作業課題.pdf);  |
| 3|10/09 |演算の仕組(演算アルゴリズムと回路)| [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_3_演算の仕組.pdf,,機械による加算・減算・乗算の計算方法を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_3_作業課題.pdf); |
| 4|10/16 |命令とその実行の仕組|&ref(ar_4_命令とその実行の仕組.pdf,,命令とは何か、どのように命令が実行されるのか、どのような命令があるのか、を理解する);| &ref(ar_4_作業課題.pdf); |
| 5|10/23 |アドレッシング、命令セット、命令処理性能|&ref(ar_5_アドレシング_命令セット_性能.pdf,,いろいろなアドレッシングを理解する、命令をセットとして考える、CPI・MIPS等の命令処理性能の考え方を理解する);| &ref(ar_5_作業課題.pdf); |
| 6| 10/30 |アセンブラプログラム(1)|&ref(ar_6_アセンブラプログラム(1).pdf,,単純な式計算や条件分岐を機械命令で書いてみる 〜 どのように命令を組み合わせるかを理解する);| &ref(ar_6_作業課題.pdf);  &ref(ar_6-2_作業課題.pdf);|
| 7|11/06 |アセンブラプログラム(2)〜ループ・配列|&ref(ar_7_アセンブラプログラム(2).pdf,,アセンブラプログラムでループの書き方、配列の処理の仕方を理解する);| &ref(ar_7_作業課題.pdf); |
| 8|11/13 |ハーバードアーキテクチャ・RISCとCISC、(中間試験)、|&ref(ar_8_ハーバードアーキテクチャ.pdf,,いろいろなCPUでの命令の体系・実行方法の違いを理解する);| &ref(ar_8_作業課題.pdf); |
| 9|11/20 |メモリとメモリ装置、|&ref(ar_9_メモリ_メモリ装置.pdf,,いろいろなメモリ素子・装置の仕組・性質を理解する);|  &ref(ar_9_作業課題.pdf);|
|10|11/27 |メモリ階層とキャッシュメモリ|&ref(ar_10_メモリ階層_キャッシュ.pdf,,メモリの階層に基く高速化の手法(キャッシュ・仮想メモリ)を理解する);| &ref(ar_10_作業課題.pdf); |
|11|12/04 |キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデル|&ref(ar_11_マッピング方式_不一致.pdf,,キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデルについて理解する);| &ref(ar_11_作業課題.pdf); |
|12|12/11 |割込み・入出力アーキテクチャ|&ref(ar_12_割込_入出力アーキテクチャ.pdf,,割込みの原理と使い方、入出力のCPUからの制御法について理解する);| |
|13|12/18 |入出力デバイス|&ref(ar_13_入出力デバイス.pdf,,キーボード・プリンタ等のいろいろな入出力装置の動作原理を理解する);| |
|14| 1/08 |パイプライン|&ref(ar_14_パイプライン.pdf,,パイプライン方式による高速化について理解する);| |
|| 1/ ||期末試験||

***評価 [#q66e4d97]
学習態度(出席) 30%  +  中間試験 30%  +  期末試験 40%~
但し、出席は授業内の小テストでカウントする。~

山内へのコンタクト: 弦羇曖騎4541室、047-472-1176、メール:yamanouc at is.sci.toho-u.ac.jp (atを@に置き換えること)~
スケジュール: 授業枠はpepper.is.sci.toho-u.ac.jp、 通年スケジュールはwww.yy.is.sci.toho-u.ac.jpの左メニューで「カレンダー」

***ポインタ [#z834f638]
-[[CASL II / COMET II 仕様(ver. 2, H23/7/11付):http://www.jitec.jp/1_13download/shiken_yougo_ver2_0.pdf]]
-[[COMET II オンラインシミュレータ:http://www.officedaytime.com/dcaslj/index.html]]
-[[Intel Software Developer's Manual-Basic:http://download.intel.com/design/processor/manuals/253665.pdf]]
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**13年度秋学期 コンピュータアーキテクチャ (編集中) [#n1b9ff0f]
水曜日2限~

金岡先生のクラスと同じ内容をカバーする予定。授業の進め方や試験・評価等は若干異なる可能性あり。

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。

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、森北出版)~
参考書:基本情報技術者試験学習テキスト1 テクノロジ系(浅井宗海、 実教出版、2009/12)~
    ITパスポート学習テキスト(浅井宗海、実教出版、2009/01)~
~
授業予定(as of 2012/09/01):
|  |日程 |テーマ   | 予習資料 | 2012年版予習問題 | 2012年版確認問題 |
|  |日程 |テーマ   | 予習スライド | 2012年版予習問題 | 2012年版確認問題 |
| 1| 9/25 |数の表現(1)| [[:]] |&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_1_数の表現(1).pdf,,2進数を確認する、2進⇔10進変換ができる);|&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_1_作業課題.pdf); |
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|13|12/18 |入出力デバイス|&ref(ar_13_入出力デバイス.pdf,,キーボード・プリンタ等のいろいろな入出力装置の動作原理を理解する);| |
|14| 1/08 |パイプライン|&ref(ar_14_パイプライン.pdf,,パイプライン方式による高速化について理解する);| |
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| 8|11/13 |ハーバードアーキテクチャ・RISCとCISC、(中間試験)、| [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_8_ハーバードアーキテクチャ.pdf,,いろいろなCPUでの命令の体系・実行方法の違いを理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_8_作業課題.pdf); |
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|| 1/ ||期末試験||

***評価 [#q66e4d97]
学習態度(出席) 30%  +  中間試験 30%  +  期末試験 40%~
但し、出席は授業内の小テストでカウントする。~

山内へのコンタクト: 弦羇曖騎4541室、047-472-1176、メール:yamanouc at is.sci.toho-u.ac.jp (atを@に置き換えること)~
スケジュール: 授業枠はpepper.is.sci.toho-u.ac.jp、 通年スケジュールはwww.yy.is.sci.toho-u.ac.jpの左メニューで「カレンダー」

***ポインタ [#z834f638]
-[[CASL II / COMET II 仕様(ver. 2, H23/7/11付):http://www.jitec.jp/1_13download/shiken_yougo_ver2_0.pdf]]
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**13年度秋学期 コンピュータアーキテクチャ (編集中) [#n1b9ff0f]
水曜日2限~

金岡先生のクラスと同じ内容をカバーする予定。授業の進め方や試験・評価等は若干異なる可能性あり。

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。

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、森北出版)~
参考書:基本情報技術者試験学習テキスト1 テクノロジ系(浅井宗海、 実教出版、2009/12)~
    ITパスポート学習テキスト(浅井宗海、実教出版、2009/01)~
~
授業予定(as of 2012/09/01):
|  |日程 |テーマ   | 予習スライド | 2012年版予習問題 | 2012年版確認問題 |
| 1| 9/25 |数の表現(1)| [[:]] |&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_1_数の表現(1).pdf,,2進数を確認する、2進⇔10進変換ができる);|&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_1_作業課題.pdf); |
| 2|10/02 |数の表現(2)| [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_2_数の表現(2).pdf,,数の表現(2)、負数の2の補数表現、小数の表現を理解する);|&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_2_作業課題.pdf);  |
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| 5|10/23 |アドレッシング、命令セット、命令処理性能| [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_5_アドレシング_命令セット_性能.pdf,,いろいろなアドレッシングを理解する、命令をセットとして考える、CPI・MIPS等の命令処理性能の考え方を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_5_作業課題.pdf); |
| 6| 10/30 |アセンブラプログラム(1)| [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6_アセンブラプログラム(1).pdf,,単純な式計算や条件分岐を機械命令で書いてみる 〜 どのように命令を組み合わせるかを理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6_作業課題.pdf);  &ref(ar_6-2_作業課題.pdf);|
| 6| 10/30 |アセンブラプログラム(1)| [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6_アセンブラプログラム(1).pdf,,単純な式計算や条件分岐を機械命令で書いてみる 〜 どのように命令を組み合わせるかを理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6_作業課題.pdf);  &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6-2_作業課題.pdf);|
| 7|11/06 |アセンブラプログラム(2)〜ループ・配列 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_7_アセンブラプログラム(2).pdf,,アセンブラプログラムでループの書き方、配列の処理の仕方を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_7_作業課題.pdf); |
| 8|11/13 |ハーバードアーキテクチャ・RISCとCISC、(中間試験)、| [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_8_ハーバードアーキテクチャ.pdf,,いろいろなCPUでの命令の体系・実行方法の違いを理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_8_作業課題.pdf); |
| 9|11/20 |メモリとメモリ装置、| [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_9_メモリ_メモリ装置.pdf,,いろいろなメモリ素子・装置の仕組・性質を理解する);|  &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_9_作業課題.pdf);|
|10|11/27 |メモリ階層とキャッシュメモリ | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_10_メモリ階層_キャッシュ.pdf,,メモリの階層に基く高速化の手法(キャッシュ・仮想メモリ)を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_10_作業課題.pdf); |
|11|12/04 |キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデル | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_11_マッピング方式_不一致.pdf,,キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデルについて理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_11_作業課題.pdf); |
|12|12/11 |割込み・入出力アーキテクチャ | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_12_割込_入出力アーキテクチャ.pdf,,割込みの原理と使い方、入出力のCPUからの制御法について理解する);| |
|13|12/18 |入出力デバイス| [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_13_入出力デバイス.pdf,,キーボード・プリンタ等のいろいろな入出力装置の動作原理を理解する);| |
|14| 1/08 |パイプライン| [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_14_パイプライン.pdf,,パイプライン方式による高速化について理解する);| |
|| 1/ ||期末試験||

***評価 [#q66e4d97]
学習態度(出席) 30%  +  中間試験 30%  +  期末試験 40%~
但し、出席は授業内の小テストでカウントする。~

山内へのコンタクト: 弦羇曖騎4541室、047-472-1176、メール:yamanouc at is.sci.toho-u.ac.jp (atを@に置き換えること)~
スケジュール: 授業枠はpepper.is.sci.toho-u.ac.jp、 通年スケジュールはwww.yy.is.sci.toho-u.ac.jpの左メニューで「カレンダー」

***ポインタ [#z834f638]
-[[CASL II / COMET II 仕様(ver. 2, H23/7/11付):http://www.jitec.jp/1_13download/shiken_yougo_ver2_0.pdf]]
-[[COMET II オンラインシミュレータ:http://www.officedaytime.com/dcaslj/index.html]]
-[[Intel Software Developer's Manual-Basic:http://download.intel.com/design/processor/manuals/253665.pdf]]
-MIPS クロスコンパイラ http://www.spacelan.ne.jp/~m-yana/micro/gnu/mips/mipsegcs.htm

[[山内の授業のページ]]

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**13年度秋学期 コンピュータアーキテクチャ (編集中) [#n1b9ff0f]
水曜日2限~

金岡先生のクラスと同じ内容をカバーする予定。授業の進め方や試験・評価等は若干異なる可能性あり。

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。

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、森北出版)~
参考書:基本情報技術者試験学習テキスト1 テクノロジ系(浅井宗海、 実教出版、2009/12)~
    ITパスポート学習テキスト(浅井宗海、実教出版、2009/01)~
~
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|  |日程 |テーマ   | 予習スライド | 2012年版予習問題 | 2012年版確認問題 |
| 1| 9/25 |数の表現(1)| [[:]] |&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_1_数の表現(1).pdf,,2進数を確認する、2進⇔10進変換ができる);|&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_1_作業課題.pdf); |
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| 3|10/09 |演算の仕組(演算アルゴリズムと回路)| [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_3_演算の仕組.pdf,,機械による加算・減算・乗算の計算方法を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_3_作業課題.pdf); |
| 4|10/16 |命令とその実行の仕組| [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_4_命令とその実行の仕組.pdf,,命令とは何か、どのように命令が実行されるのか、どのような命令があるのか、を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_4_作業課題.pdf); |
| 5|10/23 |アドレッシング、命令セット、命令処理性能| [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_5_アドレシング_命令セット_性能.pdf,,いろいろなアドレッシングを理解する、命令をセットとして考える、CPI・MIPS等の命令処理性能の考え方を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_5_作業課題.pdf); |
| 6| 10/30 |アセンブラプログラム(1)| [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6_アセンブラプログラム(1).pdf,,単純な式計算や条件分岐を機械命令で書いてみる 〜 どのように命令を組み合わせるかを理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6_作業課題.pdf);  &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6-2_作業課題.pdf);|
| 6| 10/30 |アセンブラプログラム(1)| [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6_アセンブラプログラム(1).pdf,,単純な式計算や条件分岐を機械命令で書いてみる 〜 どのように命令を組み合わせるかを理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6_作業課題.pdf);  &br; &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6-2_作業課題.pdf);|
| 7|11/06 |アセンブラプログラム(2)〜ループ・配列 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_7_アセンブラプログラム(2).pdf,,アセンブラプログラムでループの書き方、配列の処理の仕方を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_7_作業課題.pdf); |
| 8|11/13 |ハーバードアーキテクチャ・RISCとCISC、(中間試験)、| [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_8_ハーバードアーキテクチャ.pdf,,いろいろなCPUでの命令の体系・実行方法の違いを理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_8_作業課題.pdf); |
| 9|11/20 |メモリとメモリ装置、| [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_9_メモリ_メモリ装置.pdf,,いろいろなメモリ素子・装置の仕組・性質を理解する);|  &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_9_作業課題.pdf);|
|10|11/27 |メモリ階層とキャッシュメモリ | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_10_メモリ階層_キャッシュ.pdf,,メモリの階層に基く高速化の手法(キャッシュ・仮想メモリ)を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_10_作業課題.pdf); |
|11|12/04 |キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデル | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_11_マッピング方式_不一致.pdf,,キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデルについて理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_11_作業課題.pdf); |
|12|12/11 |割込み・入出力アーキテクチャ | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_12_割込_入出力アーキテクチャ.pdf,,割込みの原理と使い方、入出力のCPUからの制御法について理解する);| |
|13|12/18 |入出力デバイス| [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_13_入出力デバイス.pdf,,キーボード・プリンタ等のいろいろな入出力装置の動作原理を理解する);| |
|14| 1/08 |パイプライン| [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_14_パイプライン.pdf,,パイプライン方式による高速化について理解する);| |
|| 1/ ||期末試験||
|| 1/ ||期末試験|||

***評価 [#q66e4d97]
学習態度(出席) 30%  +  中間試験 30%  +  期末試験 40%~
但し、出席は授業内の小テストでカウントする。~

山内へのコンタクト: 弦羇曖騎4541室、047-472-1176、メール:yamanouc at is.sci.toho-u.ac.jp (atを@に置き換えること)~
スケジュール: 授業枠はpepper.is.sci.toho-u.ac.jp、 通年スケジュールはwww.yy.is.sci.toho-u.ac.jpの左メニューで「カレンダー」

***ポインタ [#z834f638]
-[[CASL II / COMET II 仕様(ver. 2, H23/7/11付):http://www.jitec.jp/1_13download/shiken_yougo_ver2_0.pdf]]
-[[COMET II オンラインシミュレータ:http://www.officedaytime.com/dcaslj/index.html]]
-[[Intel Software Developer's Manual-Basic:http://download.intel.com/design/processor/manuals/253665.pdf]]
-MIPS クロスコンパイラ http://www.spacelan.ne.jp/~m-yana/micro/gnu/mips/mipsegcs.htm
[[山内の授業のページ]]

アクセス数 &counter();  このページの最終更新 &lastmod();

**13年度秋学期 コンピュータアーキテクチャ (編集中) [#n1b9ff0f]
水曜日2限~

金岡先生のクラスと同じ内容をカバーする予定。授業の進め方や試験・評価等は若干異なる可能性あり。

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。

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、森北出版)~
参考書:基本情報技術者試験学習テキスト1 テクノロジ系(浅井宗海、 実教出版、2009/12)~
    ITパスポート学習テキスト(浅井宗海、実教出版、2009/01)~
~
授業予定(as of 2012/09/01):
|  |日程 |テーマ   | 予習スライド | 2012年版予習問題 | 2012年版確認問題 |
| 1| 9/25 |数の表現(1)| [[:]] |&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_1_数の表現(1).pdf,,2進数を確認する、2進⇔10進変換ができる);|&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_1_作業課題.pdf); |
| 2|10/02 |数の表現(2)| [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_2_数の表現(2).pdf,,数の表現(2)、負数の2の補数表現、小数の表現を理解する);|&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_2_作業課題.pdf);  |
| 3|10/09 |演算の仕組(演算アルゴリズムと回路)| [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_3_演算の仕組.pdf,,機械による加算・減算・乗算の計算方法を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_3_作業課題.pdf); |
| 4|10/16 |命令とその実行の仕組| [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_4_命令とその実行の仕組.pdf,,命令とは何か、どのように命令が実行されるのか、どのような命令があるのか、を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_4_作業課題.pdf); |
| 5|10/23 |アドレッシング、命令セット、命令処理性能| [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_5_アドレシング_命令セット_性能.pdf,,いろいろなアドレッシングを理解する、命令をセットとして考える、CPI・MIPS等の命令処理性能の考え方を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_5_作業課題.pdf); |
| 6| 10/30 |アセンブラプログラム(1)| [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6_アセンブラプログラム(1).pdf,,単純な式計算や条件分岐を機械命令で書いてみる 〜 どのように命令を組み合わせるかを理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6_作業課題.pdf);  &br; &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6-2_作業課題.pdf);|
| 7|11/06 |アセンブラプログラム(2)〜ループ・配列 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_7_アセンブラプログラム(2).pdf,,アセンブラプログラムでループの書き方、配列の処理の仕方を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_7_作業課題.pdf); |
| 8|11/13 |ハーバードアーキテクチャ・RISCとCISC、(中間試験)、| [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_8_ハーバードアーキテクチャ.pdf,,いろいろなCPUでの命令の体系・実行方法の違いを理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_8_作業課題.pdf); |
| 9|11/20 |メモリとメモリ装置、| [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_9_メモリ_メモリ装置.pdf,,いろいろなメモリ素子・装置の仕組・性質を理解する);|  &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_9_作業課題.pdf);|
|10|11/27 |メモリ階層とキャッシュメモリ | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_10_メモリ階層_キャッシュ.pdf,,メモリの階層に基く高速化の手法(キャッシュ・仮想メモリ)を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_10_作業課題.pdf); |
|11|12/04 |キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデル | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_11_マッピング方式_不一致.pdf,,キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデルについて理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_11_作業課題.pdf); |
|12|12/11 |割込み・入出力アーキテクチャ | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_12_割込_入出力アーキテクチャ.pdf,,割込みの原理と使い方、入出力のCPUからの制御法について理解する);| |
|13|12/18 |入出力デバイス| [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_13_入出力デバイス.pdf,,キーボード・プリンタ等のいろいろな入出力装置の動作原理を理解する);| |
|14| 1/08 |パイプライン| [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_14_パイプライン.pdf,,パイプライン方式による高速化について理解する);| |
|| 1/ ||期末試験|||

***評価 [#q66e4d97]
学習態度(出席) 30%  +  中間試験 30%  +  期末試験 40%~
但し、出席は授業内の小テストでカウントする。~
平常点(授業参加等) 30%  +  中間試験 30%  +  期末試験 40%~
平常点は、積極的な質問や問題提示に対して、加点する。~

山内へのコンタクト: 弦羇曖騎4541室、047-472-1176、メール:yamanouc at is.sci.toho-u.ac.jp (atを@に置き換えること)~
スケジュール: 授業枠はpepper.is.sci.toho-u.ac.jp、 通年スケジュールはwww.yy.is.sci.toho-u.ac.jpの左メニューで「カレンダー」

***ポインタ [#z834f638]
-[[CASL II / COMET II 仕様(ver. 2, H23/7/11付):http://www.jitec.jp/1_13download/shiken_yougo_ver2_0.pdf]]
-[[COMET II オンラインシミュレータ:http://www.officedaytime.com/dcaslj/index.html]]
-[[Intel Software Developer's Manual-Basic:http://download.intel.com/design/processor/manuals/253665.pdf]]
-MIPS クロスコンパイラ http://www.spacelan.ne.jp/~m-yana/micro/gnu/mips/mipsegcs.htm
[[山内の授業のページ]]

アクセス数 &counter();  このページの最終更新 &lastmod();

**13年度秋学期 コンピュータアーキテクチャ (編集中) [#n1b9ff0f]
水曜日2限~

金岡先生のクラスと同じ内容をカバーする予定。授業の進め方や試験・評価等は若干異なる可能性あり。

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。

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、森北出版)~
参考書:基本情報技術者試験学習テキスト1 テクノロジ系(浅井宗海、 実教出版、2009/12)~
    ITパスポート学習テキスト(浅井宗海、実教出版、2009/01)~
~
授業予定(as of 2012/09/01):
|  |日程 |テーマ   | 予習スライド | 2012年版予習問題 | 2012年版確認問題 |
| 1| 9/25 |数の表現(1)| [[:]] |&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_1_数の表現(1).pdf,,2進数を確認する、2進⇔10進変換ができる);|&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_1_作業課題.pdf); |
| 2|10/02 |数の表現(2)| [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_2_数の表現(2).pdf,,数の表現(2)、負数の2の補数表現、小数の表現を理解する);|&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_2_作業課題.pdf);  |
| 3|10/09 |演算の仕組(演算アルゴリズムと回路)| [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_3_演算の仕組.pdf,,機械による加算・減算・乗算の計算方法を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_3_作業課題.pdf); |
| 4|10/16 |命令とその実行の仕組| [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_4_命令とその実行の仕組.pdf,,命令とは何か、どのように命令が実行されるのか、どのような命令があるのか、を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_4_作業課題.pdf); |
| 5|10/23 |アドレッシング、命令セット、命令処理性能| [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_5_アドレシング_命令セット_性能.pdf,,いろいろなアドレッシングを理解する、命令をセットとして考える、CPI・MIPS等の命令処理性能の考え方を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_5_作業課題.pdf); |
| 6| 10/30 |アセンブラプログラム(1)| [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6_アセンブラプログラム(1).pdf,,単純な式計算や条件分岐を機械命令で書いてみる 〜 どのように命令を組み合わせるかを理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6_作業課題.pdf);  &br; &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6-2_作業課題.pdf);|
| 7|11/06 |アセンブラプログラム(2)〜ループ・配列 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_7_アセンブラプログラム(2).pdf,,アセンブラプログラムでループの書き方、配列の処理の仕方を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_7_作業課題.pdf); |
| 8|11/13 |ハーバードアーキテクチャ・RISCとCISC、(中間試験)、| [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_8_ハーバードアーキテクチャ.pdf,,いろいろなCPUでの命令の体系・実行方法の違いを理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_8_作業課題.pdf); |
| 9|11/20 |メモリとメモリ装置、| [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_9_メモリ_メモリ装置.pdf,,いろいろなメモリ素子・装置の仕組・性質を理解する);|  &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_9_作業課題.pdf);|
|10|11/27 |メモリ階層とキャッシュメモリ | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_10_メモリ階層_キャッシュ.pdf,,メモリの階層に基く高速化の手法(キャッシュ・仮想メモリ)を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_10_作業課題.pdf); |
|11|12/04 |キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデル | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_11_マッピング方式_不一致.pdf,,キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデルについて理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_11_作業課題.pdf); |
|12|12/11 |割込み・入出力アーキテクチャ | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_12_割込_入出力アーキテクチャ.pdf,,割込みの原理と使い方、入出力のCPUからの制御法について理解する);| |
|13|12/18 |入出力デバイス| [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_13_入出力デバイス.pdf,,キーボード・プリンタ等のいろいろな入出力装置の動作原理を理解する);| |
|14| 1/08 |パイプライン| [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_14_パイプライン.pdf,,パイプライン方式による高速化について理解する);| |
|| 1/ ||期末試験|||
|  |日程 |テーマ   |教科書範囲| 予習スライド | 2012年版予習問題 | 2012年版確認問題 |
| 1| 9/25 |数の表現(1)|p | [[:]] |&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_1_数の表現(1).pdf,,2進数を確認する、2進⇔10進変換ができる);|&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_1_作業課題.pdf); |
| 2|10/02 |数の表現(2)|p | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_2_数の表現(2).pdf,,数の表現(2)、負数の2の補数表現、小数の表現を理解する);|&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_2_作業課題.pdf);  |
| 3|10/09 |演算の仕組(演算アルゴリズムと回路)|p | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_3_演算の仕組.pdf,,機械による加算・減算・乗算の計算方法を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_3_作業課題.pdf); |
| 4|10/16 |命令とその実行の仕組| [[:]] |p | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_4_命令とその実行の仕組.pdf,,命令とは何か、どのように命令が実行されるのか、どのような命令があるのか、を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_4_作業課題.pdf); |
| 5|10/23 |アドレッシング、命令セット、命令処理性能|p | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_5_アドレシング_命令セット_性能.pdf,,いろいろなアドレッシングを理解する、命令をセットとして考える、CPI・MIPS等の命令処理性能の考え方を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_5_作業課題.pdf); |
| 6| 10/30 |アセンブラプログラム(1)|p | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6_アセンブラプログラム(1).pdf,,単純な式計算や条件分岐を機械命令で書いてみる 〜 どのように命令を組み合わせるかを理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6_作業課題.pdf);  &br; &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6-2_作業課題.pdf);|
| 7|11/06 |アセンブラプログラム(2)〜ループ・配列 |p | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_7_アセンブラプログラム(2).pdf,,アセンブラプログラムでループの書き方、配列の処理の仕方を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_7_作業課題.pdf); |
| 8|11/13 |ハーバードアーキテクチャ・RISCとCISC、(中間試験)、|p | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_8_ハーバードアーキテクチャ.pdf,,いろいろなCPUでの命令の体系・実行方法の違いを理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_8_作業課題.pdf); |
| 9|11/20 |メモリとメモリ装置、|p | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_9_メモリ_メモリ装置.pdf,,いろいろなメモリ素子・装置の仕組・性質を理解する);|  &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_9_作業課題.pdf);|
|10|11/27 |メモリ階層とキャッシュメモリ |p | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_10_メモリ階層_キャッシュ.pdf,,メモリの階層に基く高速化の手法(キャッシュ・仮想メモリ)を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_10_作業課題.pdf); |
|11|12/04 |キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデル |p | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_11_マッピング方式_不一致.pdf,,キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデルについて理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_11_作業課題.pdf); |
|12|12/11 |割込み・入出力アーキテクチャ |p | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_12_割込_入出力アーキテクチャ.pdf,,割込みの原理と使い方、入出力のCPUからの制御法について理解する);| |
|13|12/18 |入出力デバイス|p | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_13_入出力デバイス.pdf,,キーボード・プリンタ等のいろいろな入出力装置の動作原理を理解する);| |
|14| 1/08 |パイプライン|p | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_14_パイプライン.pdf,,パイプライン方式による高速化について理解する);| |
|| 1/ ||期末試験||||

***評価 [#q66e4d97]
平常点(授業参加等) 30%  +  中間試験 30%  +  期末試験 40%~
平常点は、積極的な質問や問題提示に対して、加点する。~

山内へのコンタクト: 弦羇曖騎4541室、047-472-1176、メール:yamanouc at is.sci.toho-u.ac.jp (atを@に置き換えること)~
スケジュール: 授業枠はpepper.is.sci.toho-u.ac.jp、 通年スケジュールはwww.yy.is.sci.toho-u.ac.jpの左メニューで「カレンダー」

***ポインタ [#z834f638]
-[[CASL II / COMET II 仕様(ver. 2, H23/7/11付):http://www.jitec.jp/1_13download/shiken_yougo_ver2_0.pdf]]
-[[COMET II オンラインシミュレータ:http://www.officedaytime.com/dcaslj/index.html]]
-[[Intel Software Developer's Manual-Basic:http://download.intel.com/design/processor/manuals/253665.pdf]]
-MIPS クロスコンパイラ http://www.spacelan.ne.jp/~m-yana/micro/gnu/mips/mipsegcs.htm
[[山内の授業のページ]]

アクセス数 &counter();  このページの最終更新 &lastmod();

**13年度秋学期 コンピュータアーキテクチャ (編集中) [#n1b9ff0f]
水曜日2限~

金岡先生のクラスと同じ内容をカバーする予定。授業の進め方や試験・評価等は若干異なる可能性あり。

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。

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、森北出版)~
参考書:基本情報技術者試験学習テキスト1 テクノロジ系(浅井宗海、 実教出版、2009/12)~
    ITパスポート学習テキスト(浅井宗海、実教出版、2009/01)~
~
授業予定(as of 2012/09/01):
|  |日程 |テーマ   |教科書範囲| 予習スライド | 2012年版予習問題 | 2012年版確認問題 |
| 1| 9/25 |数の表現(1)|p | [[:]] |&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_1_数の表現(1).pdf,,2進数を確認する、2進⇔10進変換ができる);|&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_1_作業課題.pdf); |
| 2|10/02 |数の表現(2)|p | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_2_数の表現(2).pdf,,数の表現(2)、負数の2の補数表現、小数の表現を理解する);|&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_2_作業課題.pdf);  |
| 3|10/09 |演算の仕組(演算アルゴリズムと回路)|p | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_3_演算の仕組.pdf,,機械による加算・減算・乗算の計算方法を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_3_作業課題.pdf); |
| 4|10/16 |命令とその実行の仕組| [[:]] |p | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_4_命令とその実行の仕組.pdf,,命令とは何か、どのように命令が実行されるのか、どのような命令があるのか、を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_4_作業課題.pdf); |
| 5|10/23 |アドレッシング、命令セット、命令処理性能|p | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_5_アドレシング_命令セット_性能.pdf,,いろいろなアドレッシングを理解する、命令をセットとして考える、CPI・MIPS等の命令処理性能の考え方を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_5_作業課題.pdf); |
| 6| 10/30 |アセンブラプログラム(1)|p | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6_アセンブラプログラム(1).pdf,,単純な式計算や条件分岐を機械命令で書いてみる 〜 どのように命令を組み合わせるかを理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6_作業課題.pdf);  &br; &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6-2_作業課題.pdf);|
| 7|11/06 |アセンブラプログラム(2)〜ループ・配列 |p | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_7_アセンブラプログラム(2).pdf,,アセンブラプログラムでループの書き方、配列の処理の仕方を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_7_作業課題.pdf); |
| 8|11/13 |ハーバードアーキテクチャ・RISCとCISC、(中間試験)、|p | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_8_ハーバードアーキテクチャ.pdf,,いろいろなCPUでの命令の体系・実行方法の違いを理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_8_作業課題.pdf); |
| 9|11/20 |メモリとメモリ装置、|p | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_9_メモリ_メモリ装置.pdf,,いろいろなメモリ素子・装置の仕組・性質を理解する);|  &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_9_作業課題.pdf);|
|10|11/27 |メモリ階層とキャッシュメモリ |p | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_10_メモリ階層_キャッシュ.pdf,,メモリの階層に基く高速化の手法(キャッシュ・仮想メモリ)を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_10_作業課題.pdf); |
|11|12/04 |キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデル |p | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_11_マッピング方式_不一致.pdf,,キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデルについて理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_11_作業課題.pdf); |
|12|12/11 |割込み・入出力アーキテクチャ |p | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_12_割込_入出力アーキテクチャ.pdf,,割込みの原理と使い方、入出力のCPUからの制御法について理解する);| |
|13|12/18 |入出力デバイス|p | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_13_入出力デバイス.pdf,,キーボード・プリンタ等のいろいろな入出力装置の動作原理を理解する);| |
|14| 1/08 |パイプライン|p | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_14_パイプライン.pdf,,パイプライン方式による高速化について理解する);| |
|| 1/ ||期末試験||||
|| 1/ |期末試験|||||

***評価 [#q66e4d97]
平常点(授業参加等) 30%  +  中間試験 30%  +  期末試験 40%~
平常点は、積極的な質問や問題提示に対して、加点する。~

山内へのコンタクト: 弦羇曖騎4541室、047-472-1176、メール:yamanouc at is.sci.toho-u.ac.jp (atを@に置き換えること)~
スケジュール: 授業枠はpepper.is.sci.toho-u.ac.jp、 通年スケジュールはwww.yy.is.sci.toho-u.ac.jpの左メニューで「カレンダー」

***ポインタ [#z834f638]
-[[CASL II / COMET II 仕様(ver. 2, H23/7/11付):http://www.jitec.jp/1_13download/shiken_yougo_ver2_0.pdf]]
-[[COMET II オンラインシミュレータ:http://www.officedaytime.com/dcaslj/index.html]]
-[[Intel Software Developer's Manual-Basic:http://download.intel.com/design/processor/manuals/253665.pdf]]
-MIPS クロスコンパイラ http://www.spacelan.ne.jp/~m-yana/micro/gnu/mips/mipsegcs.htm
[[山内の授業のページ]]

アクセス数 &counter();  このページの最終更新 &lastmod();

**13年度秋学期 コンピュータアーキテクチャ (編集中) [#n1b9ff0f]
水曜日2限~

金岡先生のクラスと同じ内容をカバーする予定。授業の進め方や試験・評価等は若干異なる可能性あり。

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。

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、森北出版)~
参考書:基本情報技術者試験学習テキスト1 テクノロジ系(浅井宗海、 実教出版、2009/12)~
    ITパスポート学習テキスト(浅井宗海、実教出版、2009/01)~
~
授業予定(as of 2012/09/01):
|  |日程 |テーマ   |教科書範囲| 予習スライド | 2012年版予習問題 | 2012年版確認問題 |
| 1| 9/25 |数の表現(1)|p | [[:]] |&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_1_数の表現(1).pdf,,2進数を確認する、2進⇔10進変換ができる);|&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_1_作業課題.pdf); |
| 2|10/02 |数の表現(2)|p | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_2_数の表現(2).pdf,,数の表現(2)、負数の2の補数表現、小数の表現を理解する);|&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_2_作業課題.pdf);  |
| 3|10/09 |演算の仕組(演算アルゴリズムと回路)|p | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_3_演算の仕組.pdf,,機械による加算・減算・乗算の計算方法を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_3_作業課題.pdf); |
| 4|10/16 |命令とその実行の仕組| [[:]] |p | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_4_命令とその実行の仕組.pdf,,命令とは何か、どのように命令が実行されるのか、どのような命令があるのか、を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_4_作業課題.pdf); |
| 5|10/23 |アドレッシング、命令セット、命令処理性能|p | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_5_アドレシング_命令セット_性能.pdf,,いろいろなアドレッシングを理解する、命令をセットとして考える、CPI・MIPS等の命令処理性能の考え方を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_5_作業課題.pdf); |
| 6| 10/30 |アセンブラプログラム(1)|p | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6_アセンブラプログラム(1).pdf,,単純な式計算や条件分岐を機械命令で書いてみる 〜 どのように命令を組み合わせるかを理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6_作業課題.pdf);  &br; &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6-2_作業課題.pdf);|
| 7|11/06 |アセンブラプログラム(2)〜ループ・配列 |p | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_7_アセンブラプログラム(2).pdf,,アセンブラプログラムでループの書き方、配列の処理の仕方を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_7_作業課題.pdf); |
| 8|11/13 |ハーバードアーキテクチャ・RISCとCISC、(中間試験)、|p | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_8_ハーバードアーキテクチャ.pdf,,いろいろなCPUでの命令の体系・実行方法の違いを理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_8_作業課題.pdf); |
| 9|11/20 |メモリとメモリ装置、|p | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_9_メモリ_メモリ装置.pdf,,いろいろなメモリ素子・装置の仕組・性質を理解する);|  &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_9_作業課題.pdf);|
|10|11/27 |メモリ階層とキャッシュメモリ |p | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_10_メモリ階層_キャッシュ.pdf,,メモリの階層に基く高速化の手法(キャッシュ・仮想メモリ)を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_10_作業課題.pdf); |
|11|12/04 |キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデル |p | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_11_マッピング方式_不一致.pdf,,キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデルについて理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_11_作業課題.pdf); |
|12|12/11 |割込み・入出力アーキテクチャ |p | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_12_割込_入出力アーキテクチャ.pdf,,割込みの原理と使い方、入出力のCPUからの制御法について理解する);| |
|13|12/18 |入出力デバイス|p | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_13_入出力デバイス.pdf,,キーボード・プリンタ等のいろいろな入出力装置の動作原理を理解する);| |
|14| 1/08 |パイプライン|p | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_14_パイプライン.pdf,,パイプライン方式による高速化について理解する);| |
| 1| 9/25 |数の表現(1)|p41-46 | [[:]] |&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_1_数の表現(1).pdf,,2進数を確認する、2進⇔10進変換ができる);|&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_1_作業課題.pdf); |
| 2|10/02 |数の表現(2)|p41-46 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_2_数の表現(2).pdf,,数の表現(2)、負数の2の補数表現、小数の表現を理解する);|&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_2_作業課題.pdf);  |
| 3|10/09 |演算の仕組(演算アルゴリズムと回路)|p47-55 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_3_演算の仕組.pdf,,機械による加算・減算・乗算の計算方法を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_3_作業課題.pdf); |
| 4|10/16 |命令とその実行の仕組|p12-23,&br;p24-26 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_4_命令とその実行の仕組.pdf,,命令とは何か、どのように命令が実行されるのか、どのような命令があるのか、を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_4_作業課題.pdf); |
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| 6| 10/30 |アセンブラプログラム(1)|資料 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6_アセンブラプログラム(1).pdf,,単純な式計算や条件分岐を機械命令で書いてみる 〜 どのように命令を組み合わせるかを理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6_作業課題.pdf);  &br; &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6-2_作業課題.pdf);|
| 7|11/06 |アセンブラプログラム(2)〜ループ・配列 |資料 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_7_アセンブラプログラム(2).pdf,,アセンブラプログラムでループの書き方、配列の処理の仕方を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_7_作業課題.pdf); |
| 8|11/13 |ハーバードアーキテクチャ・RISCとCISC、(中間試験)、|p33-49,&br;p56-63 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_8_ハーバードアーキテクチャ.pdf,,いろいろなCPUでの命令の体系・実行方法の違いを理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_8_作業課題.pdf); |
| 9|11/20 |メモリとメモリ装置、|p64-77 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_9_メモリ_メモリ装置.pdf,,いろいろなメモリ素子・装置の仕組・性質を理解する);|  &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_9_作業課題.pdf);|
|10|11/27 |メモリ階層とキャッシュメモリ |p78-88 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_10_メモリ階層_キャッシュ.pdf,,メモリの階層に基く高速化の手法(キャッシュ・仮想メモリ)を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_10_作業課題.pdf); |
|11|12/04 |キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデル |p78-88 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_11_マッピング方式_不一致.pdf,,キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデルについて理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_11_作業課題.pdf); |
|12|12/11 |割込み・入出力アーキテクチャ |p89-95 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_12_割込_入出力アーキテクチャ.pdf,,割込みの原理と使い方、入出力のCPUからの制御法について理解する);| |
|13|12/18 |入出力デバイス|p107-116 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_13_入出力デバイス.pdf,,キーボード・プリンタ等のいろいろな入出力装置の動作原理を理解する);| |
|14| 1/08 |パイプライン|p96-106 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_14_パイプライン.pdf,,パイプライン方式による高速化について理解する);| |
|| 1/ |期末試験|||||

***評価 [#q66e4d97]
平常点(授業参加等) 30%  +  中間試験 30%  +  期末試験 40%~
平常点は、積極的な質問や問題提示に対して、加点する。~

山内へのコンタクト: 弦羇曖騎4541室、047-472-1176、メール:yamanouc at is.sci.toho-u.ac.jp (atを@に置き換えること)~
スケジュール: 授業枠はpepper.is.sci.toho-u.ac.jp、 通年スケジュールはwww.yy.is.sci.toho-u.ac.jpの左メニューで「カレンダー」

***ポインタ [#z834f638]
-[[CASL II / COMET II 仕様(ver. 2, H23/7/11付):http://www.jitec.jp/1_13download/shiken_yougo_ver2_0.pdf]]
-[[COMET II オンラインシミュレータ:http://www.officedaytime.com/dcaslj/index.html]]
-[[Intel Software Developer's Manual-Basic:http://download.intel.com/design/processor/manuals/253665.pdf]]
-MIPS クロスコンパイラ http://www.spacelan.ne.jp/~m-yana/micro/gnu/mips/mipsegcs.htm
[[山内の授業のページ]]

アクセス数 &counter();  このページの最終更新 &lastmod();

**13年度秋学期 コンピュータアーキテクチャ (編集中) [#n1b9ff0f]
水曜日2限~

金岡先生のクラスと同じ内容をカバーする予定。授業の進め方や試験・評価等は若干異なる可能性あり。

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。

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、森北出版)~
参考書:基本情報技術者試験学習テキスト1 テクノロジ系(浅井宗海、 実教出版、2009/12)~
    ITパスポート学習テキスト(浅井宗海、実教出版、2009/01)~
~
授業予定(as of 2012/09/01):
授業予定(as of 2013/09/17):
|  |日程 |テーマ   |教科書範囲| 予習スライド | 2012年版予習問題 | 2012年版確認問題 |
| 1| 9/25 |数の表現(1)|p41-46 | [[:]] |&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_1_数の表現(1).pdf,,2進数を確認する、2進⇔10進変換ができる);|&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_1_作業課題.pdf); |
| 2|10/02 |数の表現(2)|p41-46 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_2_数の表現(2).pdf,,数の表現(2)、負数の2の補数表現、小数の表現を理解する);|&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_2_作業課題.pdf);  |
| 3|10/09 |演算の仕組(演算アルゴリズムと回路)|p47-55 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_3_演算の仕組.pdf,,機械による加算・減算・乗算の計算方法を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_3_作業課題.pdf); |
| 4|10/16 |命令とその実行の仕組|p12-23,&br;p24-26 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_4_命令とその実行の仕組.pdf,,命令とは何か、どのように命令が実行されるのか、どのような命令があるのか、を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_4_作業課題.pdf); |
| 5|10/23 |アドレッシング、命令セット、命令処理性能|p27-32 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_5_アドレシング_命令セット_性能.pdf,,いろいろなアドレッシングを理解する、命令をセットとして考える、CPI・MIPS等の命令処理性能の考え方を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_5_作業課題.pdf); |
| 6| 10/30 |アセンブラプログラム(1)|資料 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6_アセンブラプログラム(1).pdf,,単純な式計算や条件分岐を機械命令で書いてみる 〜 どのように命令を組み合わせるかを理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6_作業課題.pdf);  &br; &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6-2_作業課題.pdf);|
| 7|11/06 |アセンブラプログラム(2)〜ループ・配列 |資料 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_7_アセンブラプログラム(2).pdf,,アセンブラプログラムでループの書き方、配列の処理の仕方を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_7_作業課題.pdf); |
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|11|12/04 |キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデル |p78-88 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_11_マッピング方式_不一致.pdf,,キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデルについて理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_11_作業課題.pdf); |
|12|12/11 |割込み・入出力アーキテクチャ |p89-95 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_12_割込_入出力アーキテクチャ.pdf,,割込みの原理と使い方、入出力のCPUからの制御法について理解する);| |
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|14| 1/08 |パイプライン|p96-106 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_14_パイプライン.pdf,,パイプライン方式による高速化について理解する);| |
|| 1/ |期末試験|||||

***評価 [#q66e4d97]
平常点(授業参加等) 30%  +  中間試験 30%  +  期末試験 40%~
平常点は、積極的な質問や問題提示に対して、加点する。~

山内へのコンタクト: 弦羇曖騎4541室、047-472-1176、メール:yamanouc at is.sci.toho-u.ac.jp (atを@に置き換えること)~
スケジュール: 授業枠はpepper.is.sci.toho-u.ac.jp、 通年スケジュールはwww.yy.is.sci.toho-u.ac.jpの左メニューで「カレンダー」

***ポインタ [#z834f638]
-[[CASL II / COMET II 仕様(ver. 2, H23/7/11付):http://www.jitec.jp/1_13download/shiken_yougo_ver2_0.pdf]]
-[[COMET II オンラインシミュレータ:http://www.officedaytime.com/dcaslj/index.html]]
-[[Intel Software Developer's Manual-Basic:http://download.intel.com/design/processor/manuals/253665.pdf]]
-MIPS クロスコンパイラ http://www.spacelan.ne.jp/~m-yana/micro/gnu/mips/mipsegcs.htm
[[山内の授業のページ]]

アクセス数 &counter();  このページの最終更新 &lastmod();

**13年度秋学期 コンピュータアーキテクチャ (編集中) [#n1b9ff0f]
水曜日2限~

金岡先生のクラスと同じ内容をカバーする予定。授業の進め方や試験・評価等は若干異なる可能性あり。

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。

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、森北出版)~
参考書:基本情報技術者試験学習テキスト1 テクノロジ系(浅井宗海、 実教出版、2009/12)~
    ITパスポート学習テキスト(浅井宗海、実教出版、2009/01)~
~
授業予定(as of 2013/09/17):
|  |日程 |テーマ   |教科書範囲| 予習スライド | 2012年版予習問題 | 2012年版確認問題 |
| 1| 9/25 |数の表現(1)|p41-46 | [[:]] |&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_1_数の表現(1).pdf,,2進数を確認する、2進⇔10進変換ができる);|&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_1_作業課題.pdf); |
| 2|10/02 |数の表現(2)|p41-46 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_2_数の表現(2).pdf,,数の表現(2)、負数の2の補数表現、小数の表現を理解する);|&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_2_作業課題.pdf);  |
| 3|10/09 |演算の仕組(演算アルゴリズムと回路)|p47-55 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_3_演算の仕組.pdf,,機械による加算・減算・乗算の計算方法を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_3_作業課題.pdf); |
| 4|10/16 |命令とその実行の仕組|p12-23,&br;p24-26 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_4_命令とその実行の仕組.pdf,,命令とは何か、どのように命令が実行されるのか、どのような命令があるのか、を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_4_作業課題.pdf); |
| 5|10/23 |アドレッシング、命令セット、命令処理性能|p27-32 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_5_アドレシング_命令セット_性能.pdf,,いろいろなアドレッシングを理解する、命令をセットとして考える、CPI・MIPS等の命令処理性能の考え方を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_5_作業課題.pdf); |
| 6| 10/30 |アセンブラプログラム(1)|資料 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6_アセンブラプログラム(1).pdf,,単純な式計算や条件分岐を機械命令で書いてみる 〜 どのように命令を組み合わせるかを理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6_作業課題.pdf);  &br; &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6-2_作業課題.pdf);|
| 7|11/06 |アセンブラプログラム(2)〜ループ・配列 |資料 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_7_アセンブラプログラム(2).pdf,,アセンブラプログラムでループの書き方、配列の処理の仕方を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_7_作業課題.pdf); |
| 8|11/13 |ハーバードアーキテクチャ・RISCとCISC、(中間試験)、|p33-49,&br;p56-63 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_8_ハーバードアーキテクチャ.pdf,,いろいろなCPUでの命令の体系・実行方法の違いを理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_8_作業課題.pdf); |
| 9|11/20 |メモリとメモリ装置、|p64-77 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_9_メモリ_メモリ装置.pdf,,いろいろなメモリ素子・装置の仕組・性質を理解する);|  &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_9_作業課題.pdf);|
|10|11/27 |メモリ階層とキャッシュメモリ |p78-88 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_10_メモリ階層_キャッシュ.pdf,,メモリの階層に基く高速化の手法(キャッシュ・仮想メモリ)を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_10_作業課題.pdf); |
|11|12/04 |キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデル |p78-88 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_11_マッピング方式_不一致.pdf,,キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデルについて理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_11_作業課題.pdf); |
|11|12/04 |キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデル |p78-88 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_11_マッピング方式_不一致.pdf,,キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデルについて理解する);| &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/ar_11_作業課題.pdf); |
|12|12/11 |割込み・入出力アーキテクチャ |p89-95 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_12_割込_入出力アーキテクチャ.pdf,,割込みの原理と使い方、入出力のCPUからの制御法について理解する);| |
|13|12/18 |入出力デバイス|p107-116 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_13_入出力デバイス.pdf,,キーボード・プリンタ等のいろいろな入出力装置の動作原理を理解する);| |
|14| 1/08 |パイプライン|p96-106 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_14_パイプライン.pdf,,パイプライン方式による高速化について理解する);| |
|| 1/ |期末試験|||||

***評価 [#q66e4d97]
平常点(授業参加等) 30%  +  中間試験 30%  +  期末試験 40%~
平常点は、積極的な質問や問題提示に対して、加点する。~

山内へのコンタクト: 弦羇曖騎4541室、047-472-1176、メール:yamanouc at is.sci.toho-u.ac.jp (atを@に置き換えること)~
スケジュール: 授業枠はpepper.is.sci.toho-u.ac.jp、 通年スケジュールはwww.yy.is.sci.toho-u.ac.jpの左メニューで「カレンダー」

***ポインタ [#z834f638]
-[[CASL II / COMET II 仕様(ver. 2, H23/7/11付):http://www.jitec.jp/1_13download/shiken_yougo_ver2_0.pdf]]
-[[COMET II オンラインシミュレータ:http://www.officedaytime.com/dcaslj/index.html]]
-[[Intel Software Developer's Manual-Basic:http://download.intel.com/design/processor/manuals/253665.pdf]]
-MIPS クロスコンパイラ http://www.spacelan.ne.jp/~m-yana/micro/gnu/mips/mipsegcs.htm
[[山内の授業のページ]]

アクセス数 &counter();  このページの最終更新 &lastmod();

**13年度秋学期 コンピュータアーキテクチャ (編集中) [#n1b9ff0f]
水曜日2限~

金岡先生のクラスと同じ内容をカバーする予定。授業の進め方や試験・評価等は若干異なる可能性あり。

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。

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、森北出版)~
参考書:基本情報技術者試験学習テキスト1 テクノロジ系(浅井宗海、 実教出版、2009/12)~
    ITパスポート学習テキスト(浅井宗海、実教出版、2009/01)~
~
授業予定(as of 2013/09/17):
|  |日程 |テーマ   |教科書範囲| 予習スライド | 2012年版予習問題 | 2012年版確認問題 |
| 1| 9/25 |数の表現(1)|p41-46 | [[:]] |&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_1_数の表現(1).pdf,,2進数を確認する、2進⇔10進変換ができる);|&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_1_作業課題.pdf); |
| 2|10/02 |数の表現(2)|p41-46 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_2_数の表現(2).pdf,,数の表現(2)、負数の2の補数表現、小数の表現を理解する);|&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_2_作業課題.pdf);  |
| 3|10/09 |演算の仕組(演算アルゴリズムと回路)|p47-55 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_3_演算の仕組.pdf,,機械による加算・減算・乗算の計算方法を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_3_作業課題.pdf); |
| 4|10/16 |命令とその実行の仕組|p12-23,&br;p24-26 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_4_命令とその実行の仕組.pdf,,命令とは何か、どのように命令が実行されるのか、どのような命令があるのか、を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_4_作業課題.pdf); |
| 5|10/23 |アドレッシング、命令セット、命令処理性能|p27-32 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_5_アドレシング_命令セット_性能.pdf,,いろいろなアドレッシングを理解する、命令をセットとして考える、CPI・MIPS等の命令処理性能の考え方を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_5_作業課題.pdf); |
| 6| 10/30 |アセンブラプログラム(1)|資料 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6_アセンブラプログラム(1).pdf,,単純な式計算や条件分岐を機械命令で書いてみる 〜 どのように命令を組み合わせるかを理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6_作業課題.pdf);  &br; &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6-2_作業課題.pdf);|
| 7|11/06 |アセンブラプログラム(2)〜ループ・配列 |資料 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_7_アセンブラプログラム(2).pdf,,アセンブラプログラムでループの書き方、配列の処理の仕方を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_7_作業課題.pdf); |
| 8|11/13 |ハーバードアーキテクチャ・RISCとCISC、(中間試験)、|p33-49,&br;p56-63 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_8_ハーバードアーキテクチャ.pdf,,いろいろなCPUでの命令の体系・実行方法の違いを理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_8_作業課題.pdf); |
| 9|11/20 |メモリとメモリ装置、|p64-77 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_9_メモリ_メモリ装置.pdf,,いろいろなメモリ素子・装置の仕組・性質を理解する);|  &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_9_作業課題.pdf);|
|10|11/27 |メモリ階層とキャッシュメモリ |p78-88 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_10_メモリ階層_キャッシュ.pdf,,メモリの階層に基く高速化の手法(キャッシュ・仮想メモリ)を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_10_作業課題.pdf); |
|11|12/04 |キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデル |p78-88 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_11_マッピング方式_不一致.pdf,,キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデルについて理解する);| &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/ar_11_作業課題.pdf); |
|12|12/11 |割込み・入出力アーキテクチャ |p89-95 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_12_割込_入出力アーキテクチャ.pdf,,割込みの原理と使い方、入出力のCPUからの制御法について理解する);| |
|13|12/18 |入出力デバイス|p107-116 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_13_入出力デバイス.pdf,,キーボード・プリンタ等のいろいろな入出力装置の動作原理を理解する);| |
|14| 1/08 |パイプライン|p96-106 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_14_パイプライン.pdf,,パイプライン方式による高速化について理解する);| |
|12|12/11 |割込み・入出力アーキテクチャ |p89-95 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_12_割込_入出力アーキテクチャ.pdf,,割込みの原理と使い方、入出力のCPUからの制御法について理解する);|&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/ar_12_作業課題.pdf); |
|13|12/18 |入出力デバイス|p107-116 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_13_入出力デバイス.pdf,,キーボード・プリンタ等のいろいろな入出力装置の動作原理を理解する);| &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/ar_13_作業課題.pdf); |
|14| 1/08 |パイプライン|p96-106 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_14_パイプライン.pdf,,パイプライン方式による高速化について理解する);| &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/ar_14_作業課題.pdf); |
|| 1/ |期末試験|||||

***評価 [#q66e4d97]
平常点(授業参加等) 30%  +  中間試験 30%  +  期末試験 40%~
平常点は、積極的な質問や問題提示に対して、加点する。~

山内へのコンタクト: 弦羇曖騎4541室、047-472-1176、メール:yamanouc at is.sci.toho-u.ac.jp (atを@に置き換えること)~
スケジュール: 授業枠はpepper.is.sci.toho-u.ac.jp、 通年スケジュールはwww.yy.is.sci.toho-u.ac.jpの左メニューで「カレンダー」

***ポインタ [#z834f638]
-[[CASL II / COMET II 仕様(ver. 2, H23/7/11付):http://www.jitec.jp/1_13download/shiken_yougo_ver2_0.pdf]]
-[[COMET II オンラインシミュレータ:http://www.officedaytime.com/dcaslj/index.html]]
-[[Intel Software Developer's Manual-Basic:http://download.intel.com/design/processor/manuals/253665.pdf]]
-MIPS クロスコンパイラ http://www.spacelan.ne.jp/~m-yana/micro/gnu/mips/mipsegcs.htm
[[山内の授業のページ]]

アクセス数 &counter();  このページの最終更新 &lastmod();

**13年度秋学期 コンピュータアーキテクチャ (編集中) [#n1b9ff0f]
水曜日2限~

金岡先生のクラスと同じ内容をカバーする予定。授業の進め方や試験・評価等は若干異なる可能性あり。

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。

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、森北出版)~
参考書:基本情報技術者試験学習テキスト1 テクノロジ系(浅井宗海、 実教出版、2009/12)~
    ITパスポート学習テキスト(浅井宗海、実教出版、2009/01)~
~
授業予定(as of 2013/09/17):
|  |日程 |テーマ   |教科書範囲| 予習スライド | 2012年版予習問題 | 2012年版確認問題 |
| 1| 9/25 |数の表現(1)|p41-46 | [[:]] |&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_1_数の表現(1).pdf,,2進数を確認する、2進⇔10進変換ができる);|&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_1_作業課題.pdf); |
| 1| 9/25 |数の表現(1)|p41-46 |[[2進数の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryNumbers.html]] &br; &ref(2進数の原理.pdf,,上記PDFファイル);  |&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_1_数の表現(1).pdf,,2進数を確認する、2進⇔10進変換ができる);|&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_1_作業課題.pdf); |
| 2|10/02 |数の表現(2)|p41-46 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_2_数の表現(2).pdf,,数の表現(2)、負数の2の補数表現、小数の表現を理解する);|&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_2_作業課題.pdf);  |
| 3|10/09 |演算の仕組(演算アルゴリズムと回路)|p47-55 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_3_演算の仕組.pdf,,機械による加算・減算・乗算の計算方法を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_3_作業課題.pdf); |
| 4|10/16 |命令とその実行の仕組|p12-23,&br;p24-26 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_4_命令とその実行の仕組.pdf,,命令とは何か、どのように命令が実行されるのか、どのような命令があるのか、を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_4_作業課題.pdf); |
| 5|10/23 |アドレッシング、命令セット、命令処理性能|p27-32 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_5_アドレシング_命令セット_性能.pdf,,いろいろなアドレッシングを理解する、命令をセットとして考える、CPI・MIPS等の命令処理性能の考え方を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_5_作業課題.pdf); |
| 6| 10/30 |アセンブラプログラム(1)|資料 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6_アセンブラプログラム(1).pdf,,単純な式計算や条件分岐を機械命令で書いてみる 〜 どのように命令を組み合わせるかを理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6_作業課題.pdf);  &br; &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6-2_作業課題.pdf);|
| 7|11/06 |アセンブラプログラム(2)〜ループ・配列 |資料 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_7_アセンブラプログラム(2).pdf,,アセンブラプログラムでループの書き方、配列の処理の仕方を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_7_作業課題.pdf); |
| 8|11/13 |ハーバードアーキテクチャ・RISCとCISC、(中間試験)、|p33-49,&br;p56-63 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_8_ハーバードアーキテクチャ.pdf,,いろいろなCPUでの命令の体系・実行方法の違いを理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_8_作業課題.pdf); |
| 9|11/20 |メモリとメモリ装置、|p64-77 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_9_メモリ_メモリ装置.pdf,,いろいろなメモリ素子・装置の仕組・性質を理解する);|  &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_9_作業課題.pdf);|
|10|11/27 |メモリ階層とキャッシュメモリ |p78-88 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_10_メモリ階層_キャッシュ.pdf,,メモリの階層に基く高速化の手法(キャッシュ・仮想メモリ)を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_10_作業課題.pdf); |
|11|12/04 |キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデル |p78-88 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_11_マッピング方式_不一致.pdf,,キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデルについて理解する);| &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/ar_11_作業課題.pdf); |
|12|12/11 |割込み・入出力アーキテクチャ |p89-95 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_12_割込_入出力アーキテクチャ.pdf,,割込みの原理と使い方、入出力のCPUからの制御法について理解する);|&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/ar_12_作業課題.pdf); |
|13|12/18 |入出力デバイス|p107-116 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_13_入出力デバイス.pdf,,キーボード・プリンタ等のいろいろな入出力装置の動作原理を理解する);| &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/ar_13_作業課題.pdf); |
|14| 1/08 |パイプライン|p96-106 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_14_パイプライン.pdf,,パイプライン方式による高速化について理解する);| &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/ar_14_作業課題.pdf); |
|| 1/ |期末試験|||||

***評価 [#q66e4d97]
平常点(授業参加等) 30%  +  中間試験 30%  +  期末試験 40%~
平常点は、積極的な質問や問題提示に対して、加点する。~

山内へのコンタクト: 弦羇曖騎4541室、047-472-1176、メール:yamanouc at is.sci.toho-u.ac.jp (atを@に置き換えること)~
スケジュール: 授業枠はpepper.is.sci.toho-u.ac.jp、 通年スケジュールはwww.yy.is.sci.toho-u.ac.jpの左メニューで「カレンダー」

***ポインタ [#z834f638]
-[[CASL II / COMET II 仕様(ver. 2, H23/7/11付):http://www.jitec.jp/1_13download/shiken_yougo_ver2_0.pdf]]
-[[COMET II オンラインシミュレータ:http://www.officedaytime.com/dcaslj/index.html]]
-[[Intel Software Developer's Manual-Basic:http://download.intel.com/design/processor/manuals/253665.pdf]]
-MIPS クロスコンパイラ http://www.spacelan.ne.jp/~m-yana/micro/gnu/mips/mipsegcs.htm
[[山内の授業のページ]]

アクセス数 &counter();  このページの最終更新 &lastmod();

**13年度秋学期 コンピュータアーキテクチャ (編集中) [#n1b9ff0f]
水曜日2限~

金岡先生のクラスと同じ内容をカバーする予定。授業の進め方や試験・評価等は若干異なる可能性あり。

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。

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、森北出版)~
参考書:基本情報技術者試験学習テキスト1 テクノロジ系(浅井宗海、 実教出版、2009/12)~
    ITパスポート学習テキスト(浅井宗海、実教出版、2009/01)~
~
授業予定(as of 2013/09/17):
|  |日程 |テーマ   |教科書範囲| 予習スライド | 2012年版予習問題 | 2012年版確認問題 |
| 1| 9/25 |数の表現(1)|p41-46 |[[2進数の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryNumbers.html]] &br; &ref(2進数の原理.pdf,,上記PDFファイル);  |&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_1_数の表現(1).pdf,,2進数を確認する、2進⇔10進変換ができる);|&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_1_作業課題.pdf); |
| 1| 9/25 |数の表現(1)|p41-46 |[[2進数の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryNumbers.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/2進数の原理.pdf,,上記PDFファイル);  |&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_1_数の表現(1).pdf,,2進数を確認する、2進⇔10進変換ができる);|&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_1_作業課題.pdf); |
| 2|10/02 |数の表現(2)|p41-46 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_2_数の表現(2).pdf,,数の表現(2)、負数の2の補数表現、小数の表現を理解する);|&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_2_作業課題.pdf);  |
| 3|10/09 |演算の仕組(演算アルゴリズムと回路)|p47-55 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_3_演算の仕組.pdf,,機械による加算・減算・乗算の計算方法を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_3_作業課題.pdf); |
| 4|10/16 |命令とその実行の仕組|p12-23,&br;p24-26 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_4_命令とその実行の仕組.pdf,,命令とは何か、どのように命令が実行されるのか、どのような命令があるのか、を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_4_作業課題.pdf); |
| 5|10/23 |アドレッシング、命令セット、命令処理性能|p27-32 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_5_アドレシング_命令セット_性能.pdf,,いろいろなアドレッシングを理解する、命令をセットとして考える、CPI・MIPS等の命令処理性能の考え方を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_5_作業課題.pdf); |
| 6| 10/30 |アセンブラプログラム(1)|資料 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6_アセンブラプログラム(1).pdf,,単純な式計算や条件分岐を機械命令で書いてみる 〜 どのように命令を組み合わせるかを理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6_作業課題.pdf);  &br; &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6-2_作業課題.pdf);|
| 7|11/06 |アセンブラプログラム(2)〜ループ・配列 |資料 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_7_アセンブラプログラム(2).pdf,,アセンブラプログラムでループの書き方、配列の処理の仕方を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_7_作業課題.pdf); |
| 8|11/13 |ハーバードアーキテクチャ・RISCとCISC、(中間試験)、|p33-49,&br;p56-63 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_8_ハーバードアーキテクチャ.pdf,,いろいろなCPUでの命令の体系・実行方法の違いを理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_8_作業課題.pdf); |
| 9|11/20 |メモリとメモリ装置、|p64-77 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_9_メモリ_メモリ装置.pdf,,いろいろなメモリ素子・装置の仕組・性質を理解する);|  &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_9_作業課題.pdf);|
|10|11/27 |メモリ階層とキャッシュメモリ |p78-88 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_10_メモリ階層_キャッシュ.pdf,,メモリの階層に基く高速化の手法(キャッシュ・仮想メモリ)を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_10_作業課題.pdf); |
|11|12/04 |キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデル |p78-88 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_11_マッピング方式_不一致.pdf,,キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデルについて理解する);| &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/ar_11_作業課題.pdf); |
|12|12/11 |割込み・入出力アーキテクチャ |p89-95 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_12_割込_入出力アーキテクチャ.pdf,,割込みの原理と使い方、入出力のCPUからの制御法について理解する);|&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/ar_12_作業課題.pdf); |
|13|12/18 |入出力デバイス|p107-116 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_13_入出力デバイス.pdf,,キーボード・プリンタ等のいろいろな入出力装置の動作原理を理解する);| &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/ar_13_作業課題.pdf); |
|14| 1/08 |パイプライン|p96-106 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_14_パイプライン.pdf,,パイプライン方式による高速化について理解する);| &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/ar_14_作業課題.pdf); |
|| 1/ |期末試験|||||

***評価 [#q66e4d97]
平常点(授業参加等) 30%  +  中間試験 30%  +  期末試験 40%~
平常点は、積極的な質問や問題提示に対して、加点する。~

山内へのコンタクト: 弦羇曖騎4541室、047-472-1176、メール:yamanouc at is.sci.toho-u.ac.jp (atを@に置き換えること)~
スケジュール: 授業枠はpepper.is.sci.toho-u.ac.jp、 通年スケジュールはwww.yy.is.sci.toho-u.ac.jpの左メニューで「カレンダー」

***ポインタ [#z834f638]
-[[CASL II / COMET II 仕様(ver. 2, H23/7/11付):http://www.jitec.jp/1_13download/shiken_yougo_ver2_0.pdf]]
-[[COMET II オンラインシミュレータ:http://www.officedaytime.com/dcaslj/index.html]]
-[[Intel Software Developer's Manual-Basic:http://download.intel.com/design/processor/manuals/253665.pdf]]
-MIPS クロスコンパイラ http://www.spacelan.ne.jp/~m-yana/micro/gnu/mips/mipsegcs.htm
[[山内の授業のページ]]

アクセス数 &counter();  このページの最終更新 &lastmod();

**13年度秋学期 コンピュータアーキテクチャ (編集中) [#n1b9ff0f]
水曜日2限~

金岡先生のクラスと同じ内容をカバーする予定。授業の進め方や試験・評価等は若干異なる可能性あり。

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。

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、森北出版)~
参考書:基本情報技術者試験学習テキスト1 テクノロジ系(浅井宗海、 実教出版、2009/12)~
    ITパスポート学習テキスト(浅井宗海、実教出版、2009/01)~
~
授業予定(as of 2013/09/17):
|  |日程 |テーマ   |教科書範囲| 予習スライド | 2012年版予習問題 | 2012年版確認問題 |
| 1| 9/25 |数の表現(1)|p41-46 |[[2進数の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryNumbers.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/2進数の原理.pdf,,上記PDFファイル);  |&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_1_数の表現(1).pdf,,2進数を確認する、2進⇔10進変換ができる);|&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_1_作業課題.pdf); |
| 2|10/02 |数の表現(2)|p41-46 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_2_数の表現(2).pdf,,数の表現(2)、負数の2の補数表現、小数の表現を理解する);|&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_2_作業課題.pdf);  |
| 2|10/02 |数の表現(2)|p41-46 | [[16進数の利用を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/HexadecimalNumbers.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/16進数での表現.pdf,,上記PDFファイル); &br;[[数の表現おまけ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/NumbersSupplement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/マイナスの数おまけ.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[マイナスの数の(補数)表現を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/NegativeNumbers.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/マイナスの数をどう表す?.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[小数の表現(固定小数点・浮動小数点表現)を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/FractionalNumbers.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/小数をどう表す?.pdf,,上記PDFファイル);  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_2_数の表現(2).pdf,,数の表現(2)、負数の2の補数表現、小数の表現を理解する);|&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_2_作業課題.pdf);  |
| 3|10/09 |演算の仕組(演算アルゴリズムと回路)|p47-55 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_3_演算の仕組.pdf,,機械による加算・減算・乗算の計算方法を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_3_作業課題.pdf); |
| 4|10/16 |命令とその実行の仕組|p12-23,&br;p24-26 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_4_命令とその実行の仕組.pdf,,命令とは何か、どのように命令が実行されるのか、どのような命令があるのか、を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_4_作業課題.pdf); |
| 5|10/23 |アドレッシング、命令セット、命令処理性能|p27-32 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_5_アドレシング_命令セット_性能.pdf,,いろいろなアドレッシングを理解する、命令をセットとして考える、CPI・MIPS等の命令処理性能の考え方を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_5_作業課題.pdf); |
| 6| 10/30 |アセンブラプログラム(1)|資料 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6_アセンブラプログラム(1).pdf,,単純な式計算や条件分岐を機械命令で書いてみる 〜 どのように命令を組み合わせるかを理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6_作業課題.pdf);  &br; &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6-2_作業課題.pdf);|
| 7|11/06 |アセンブラプログラム(2)〜ループ・配列 |資料 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_7_アセンブラプログラム(2).pdf,,アセンブラプログラムでループの書き方、配列の処理の仕方を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_7_作業課題.pdf); |
| 8|11/13 |ハーバードアーキテクチャ・RISCとCISC、(中間試験)、|p33-49,&br;p56-63 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_8_ハーバードアーキテクチャ.pdf,,いろいろなCPUでの命令の体系・実行方法の違いを理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_8_作業課題.pdf); |
| 9|11/20 |メモリとメモリ装置、|p64-77 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_9_メモリ_メモリ装置.pdf,,いろいろなメモリ素子・装置の仕組・性質を理解する);|  &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_9_作業課題.pdf);|
|10|11/27 |メモリ階層とキャッシュメモリ |p78-88 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_10_メモリ階層_キャッシュ.pdf,,メモリの階層に基く高速化の手法(キャッシュ・仮想メモリ)を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_10_作業課題.pdf); |
|11|12/04 |キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデル |p78-88 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_11_マッピング方式_不一致.pdf,,キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデルについて理解する);| &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/ar_11_作業課題.pdf); |
|12|12/11 |割込み・入出力アーキテクチャ |p89-95 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_12_割込_入出力アーキテクチャ.pdf,,割込みの原理と使い方、入出力のCPUからの制御法について理解する);|&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/ar_12_作業課題.pdf); |
|13|12/18 |入出力デバイス|p107-116 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_13_入出力デバイス.pdf,,キーボード・プリンタ等のいろいろな入出力装置の動作原理を理解する);| &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/ar_13_作業課題.pdf); |
|14| 1/08 |パイプライン|p96-106 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_14_パイプライン.pdf,,パイプライン方式による高速化について理解する);| &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/ar_14_作業課題.pdf); |
|| 1/ |期末試験|||||

***評価 [#q66e4d97]
平常点(授業参加等) 30%  +  中間試験 30%  +  期末試験 40%~
平常点は、積極的な質問や問題提示に対して、加点する。~

山内へのコンタクト: 弦羇曖騎4541室、047-472-1176、メール:yamanouc at is.sci.toho-u.ac.jp (atを@に置き換えること)~
スケジュール: 授業枠はpepper.is.sci.toho-u.ac.jp、 通年スケジュールはwww.yy.is.sci.toho-u.ac.jpの左メニューで「カレンダー」

***ポインタ [#z834f638]
-[[CASL II / COMET II 仕様(ver. 2, H23/7/11付):http://www.jitec.jp/1_13download/shiken_yougo_ver2_0.pdf]]
-[[COMET II オンラインシミュレータ:http://www.officedaytime.com/dcaslj/index.html]]
-[[Intel Software Developer's Manual-Basic:http://download.intel.com/design/processor/manuals/253665.pdf]]
-MIPS クロスコンパイラ http://www.spacelan.ne.jp/~m-yana/micro/gnu/mips/mipsegcs.htm
[[山内の授業のページ]]

アクセス数 &counter();  このページの最終更新 &lastmod();

**13年度秋学期 コンピュータアーキテクチャ (編集中) [#n1b9ff0f]
水曜日2限~

金岡先生のクラスと同じ内容をカバーする予定。授業の進め方や試験・評価等は若干異なる可能性あり。

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。

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、森北出版)~
参考書:基本情報技術者試験学習テキスト1 テクノロジ系(浅井宗海、 実教出版、2009/12)~
    ITパスポート学習テキスト(浅井宗海、実教出版、2009/01)~
~
授業予定(as of 2013/09/17):
|  |日程 |テーマ   |教科書範囲| 予習スライド | 2012年版予習問題 | 2012年版確認問題 |
| 1| 9/25 |数の表現(1)|p41-46 |[[2進数の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryNumbers.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/2進数の原理.pdf,,上記PDFファイル);  |&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_1_数の表現(1).pdf,,2進数を確認する、2進⇔10進変換ができる);|&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_1_作業課題.pdf); |
| 2|10/02 |数の表現(2)|p41-46 | [[16進数の利用を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/HexadecimalNumbers.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/16進数での表現.pdf,,上記PDFファイル); &br;[[数の表現おまけ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/NumbersSupplement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/マイナスの数おまけ.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[マイナスの数の(補数)表現を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/NegativeNumbers.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/マイナスの数をどう表す?.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[小数の表現(固定小数点・浮動小数点表現)を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/FractionalNumbers.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/小数をどう表す?.pdf,,上記PDFファイル);  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_2_数の表現(2).pdf,,数の表現(2)、負数の2の補数表現、小数の表現を理解する);|&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_2_作業課題.pdf);  |
| 3|10/09 |演算の仕組(演算アルゴリズムと回路)|p47-55 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_3_演算の仕組.pdf,,機械による加算・減算・乗算の計算方法を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_3_作業課題.pdf); |
| 4|10/16 |命令とその実行の仕組|p12-23,&br;p24-26 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_4_命令とその実行の仕組.pdf,,命令とは何か、どのように命令が実行されるのか、どのような命令があるのか、を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_4_作業課題.pdf); |
| 3|10/09 |演算の仕組(演算アルゴリズムと回路)|p47-55 | [[2進数の加減算の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryAddition.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/加減算の原理.pdf,,上記PDFファイル); &br;  [[2進数の乗算の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryMultiplication.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/乗算の原理.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_3_演算の仕組.pdf,,機械による加算・減算・乗算の計算方法を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_3_作業課題.pdf); |
| 4|10/16 |命令とその実行の仕組|p12-23,&br;p24-26 | [[コンピュータの構造のあらまし:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ComputerStructure.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/コンピュータの構造概略.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[コンピュータは命令で動く:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/HowInstructionsWork.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/コンピュータは命令で動く.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[命令が実行される仕組:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ExecutionSteps.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令が実行される仕組.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_4_命令とその実行の仕組.pdf,,命令とは何か、どのように命令が実行されるのか、どのような命令があるのか、を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_4_作業課題.pdf); |
| 5|10/23 |アドレッシング、命令セット、命令処理性能|p27-32 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_5_アドレシング_命令セット_性能.pdf,,いろいろなアドレッシングを理解する、命令をセットとして考える、CPI・MIPS等の命令処理性能の考え方を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_5_作業課題.pdf); |
| 6| 10/30 |アセンブラプログラム(1)|資料 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6_アセンブラプログラム(1).pdf,,単純な式計算や条件分岐を機械命令で書いてみる 〜 どのように命令を組み合わせるかを理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6_作業課題.pdf);  &br; &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6-2_作業課題.pdf);|
| 7|11/06 |アセンブラプログラム(2)〜ループ・配列 |資料 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_7_アセンブラプログラム(2).pdf,,アセンブラプログラムでループの書き方、配列の処理の仕方を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_7_作業課題.pdf); |
| 8|11/13 |ハーバードアーキテクチャ・RISCとCISC、(中間試験)、|p33-49,&br;p56-63 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_8_ハーバードアーキテクチャ.pdf,,いろいろなCPUでの命令の体系・実行方法の違いを理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_8_作業課題.pdf); |
| 9|11/20 |メモリとメモリ装置、|p64-77 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_9_メモリ_メモリ装置.pdf,,いろいろなメモリ素子・装置の仕組・性質を理解する);|  &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_9_作業課題.pdf);|
|10|11/27 |メモリ階層とキャッシュメモリ |p78-88 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_10_メモリ階層_キャッシュ.pdf,,メモリの階層に基く高速化の手法(キャッシュ・仮想メモリ)を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_10_作業課題.pdf); |
|11|12/04 |キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデル |p78-88 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_11_マッピング方式_不一致.pdf,,キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデルについて理解する);| &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/ar_11_作業課題.pdf); |
|12|12/11 |割込み・入出力アーキテクチャ |p89-95 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_12_割込_入出力アーキテクチャ.pdf,,割込みの原理と使い方、入出力のCPUからの制御法について理解する);|&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/ar_12_作業課題.pdf); |
|13|12/18 |入出力デバイス|p107-116 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_13_入出力デバイス.pdf,,キーボード・プリンタ等のいろいろな入出力装置の動作原理を理解する);| &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/ar_13_作業課題.pdf); |
|14| 1/08 |パイプライン|p96-106 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_14_パイプライン.pdf,,パイプライン方式による高速化について理解する);| &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/ar_14_作業課題.pdf); |
|| 1/ |期末試験|||||

***評価 [#q66e4d97]
平常点(授業参加等) 30%  +  中間試験 30%  +  期末試験 40%~
平常点は、積極的な質問や問題提示に対して、加点する。~

山内へのコンタクト: 弦羇曖騎4541室、047-472-1176、メール:yamanouc at is.sci.toho-u.ac.jp (atを@に置き換えること)~
スケジュール: 授業枠はpepper.is.sci.toho-u.ac.jp、 通年スケジュールはwww.yy.is.sci.toho-u.ac.jpの左メニューで「カレンダー」

***ポインタ [#z834f638]
-[[CASL II / COMET II 仕様(ver. 2, H23/7/11付):http://www.jitec.jp/1_13download/shiken_yougo_ver2_0.pdf]]
-[[COMET II オンラインシミュレータ:http://www.officedaytime.com/dcaslj/index.html]]
-[[Intel Software Developer's Manual-Basic:http://download.intel.com/design/processor/manuals/253665.pdf]]
-MIPS クロスコンパイラ http://www.spacelan.ne.jp/~m-yana/micro/gnu/mips/mipsegcs.htm
[[山内の授業のページ]]

アクセス数 &counter();  このページの最終更新 &lastmod();

**13年度秋学期 コンピュータアーキテクチャ (編集中) [#n1b9ff0f]
水曜日2限~

金岡先生のクラスと同じ内容をカバーする予定。授業の進め方や試験・評価等は若干異なる可能性あり。

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。

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、森北出版)~
参考書:基本情報技術者試験学習テキスト1 テクノロジ系(浅井宗海、 実教出版、2009/12)~
    ITパスポート学習テキスト(浅井宗海、実教出版、2009/01)~
~
授業予定(as of 2013/09/17):
|  |日程 |テーマ   |教科書範囲| 予習スライド | 2012年版予習問題 | 2012年版確認問題 |
| 1| 9/25 |数の表現(1)|p41-46 |[[2進数の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryNumbers.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/2進数の原理.pdf,,上記PDFファイル);  |&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_1_数の表現(1).pdf,,2進数を確認する、2進⇔10進変換ができる);|&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_1_作業課題.pdf); |
| 2|10/02 |数の表現(2)|p41-46 | [[16進数の利用を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/HexadecimalNumbers.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/16進数での表現.pdf,,上記PDFファイル); &br;[[数の表現おまけ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/NumbersSupplement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/マイナスの数おまけ.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[マイナスの数の(補数)表現を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/NegativeNumbers.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/マイナスの数をどう表す?.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[小数の表現(固定小数点・浮動小数点表現)を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/FractionalNumbers.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/小数をどう表す?.pdf,,上記PDFファイル);  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_2_数の表現(2).pdf,,数の表現(2)、負数の2の補数表現、小数の表現を理解する);|&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_2_作業課題.pdf);  |
| 3|10/09 |演算の仕組(演算アルゴリズムと回路)|p47-55 | [[2進数の加減算の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryAddition.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/加減算の原理.pdf,,上記PDFファイル); &br;  [[2進数の乗算の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryMultiplication.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/乗算の原理.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_3_演算の仕組.pdf,,機械による加算・減算・乗算の計算方法を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_3_作業課題.pdf); |
| 4|10/16 |命令とその実行の仕組|p12-23,&br;p24-26 | [[コンピュータの構造のあらまし:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ComputerStructure.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/コンピュータの構造概略.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[コンピュータは命令で動く:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/HowInstructionsWork.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/コンピュータは命令で動く.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[命令が実行される仕組:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ExecutionSteps.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令が実行される仕組.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_4_命令とその実行の仕組.pdf,,命令とは何か、どのように命令が実行されるのか、どのような命令があるのか、を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_4_作業課題.pdf); |
| 5|10/23 |アドレッシング、命令セット、命令処理性能|p27-32 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_5_アドレシング_命令セット_性能.pdf,,いろいろなアドレッシングを理解する、命令をセットとして考える、CPI・MIPS等の命令処理性能の考え方を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_5_作業課題.pdf); |
| 6| 10/30 |アセンブラプログラム(1)|資料 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6_アセンブラプログラム(1).pdf,,単純な式計算や条件分岐を機械命令で書いてみる 〜 どのように命令を組み合わせるかを理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6_作業課題.pdf);  &br; &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6-2_作業課題.pdf);|
| 5|10/23 |アドレッシング、命令セット、命令処理性能|p27-32 | [[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:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/InstructionFormat.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令の形式.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[CPI(命令当りサイクル数)・MIPS値を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ExecutionPerformance.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令の実行性能.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_5_アドレシング_命令セット_性能.pdf,,いろいろなアドレッシングを理解する、命令をセットとして考える、CPI・MIPS等の命令処理性能の考え方を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_5_作業課題.pdf); |
| 6| 10/30 |アセンブラプログラム(1)|資料 | [[Comet-IIのプログラミング:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Comet-IIProgramming.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/1)COMET-IIのプログラミング.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[計算式と代入:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Assignment.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/2)計算式と代入.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[条件分岐とIF文:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IF-Statement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/3)条件分岐とIF文.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6_アセンブラプログラム(1).pdf,,単純な式計算や条件分岐を機械命令で書いてみる 〜 どのように命令を組み合わせるかを理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6_作業課題.pdf);  &br; &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6-2_作業課題.pdf);|
| 7|11/06 |アセンブラプログラム(2)〜ループ・配列 |資料 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_7_アセンブラプログラム(2).pdf,,アセンブラプログラムでループの書き方、配列の処理の仕方を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_7_作業課題.pdf); |
| 8|11/13 |ハーバードアーキテクチャ・RISCとCISC、(中間試験)、|p33-49,&br;p56-63 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_8_ハーバードアーキテクチャ.pdf,,いろいろなCPUでの命令の体系・実行方法の違いを理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_8_作業課題.pdf); |
| 9|11/20 |メモリとメモリ装置、|p64-77 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_9_メモリ_メモリ装置.pdf,,いろいろなメモリ素子・装置の仕組・性質を理解する);|  &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_9_作業課題.pdf);|
|10|11/27 |メモリ階層とキャッシュメモリ |p78-88 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_10_メモリ階層_キャッシュ.pdf,,メモリの階層に基く高速化の手法(キャッシュ・仮想メモリ)を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_10_作業課題.pdf); |
|11|12/04 |キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデル |p78-88 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_11_マッピング方式_不一致.pdf,,キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデルについて理解する);| &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/ar_11_作業課題.pdf); |
|12|12/11 |割込み・入出力アーキテクチャ |p89-95 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_12_割込_入出力アーキテクチャ.pdf,,割込みの原理と使い方、入出力のCPUからの制御法について理解する);|&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/ar_12_作業課題.pdf); |
|13|12/18 |入出力デバイス|p107-116 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_13_入出力デバイス.pdf,,キーボード・プリンタ等のいろいろな入出力装置の動作原理を理解する);| &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/ar_13_作業課題.pdf); |
|14| 1/08 |パイプライン|p96-106 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_14_パイプライン.pdf,,パイプライン方式による高速化について理解する);| &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/ar_14_作業課題.pdf); |
|| 1/ |期末試験|||||

***評価 [#q66e4d97]
平常点(授業参加等) 30%  +  中間試験 30%  +  期末試験 40%~
平常点は、積極的な質問や問題提示に対して、加点する。~

山内へのコンタクト: 弦羇曖騎4541室、047-472-1176、メール:yamanouc at is.sci.toho-u.ac.jp (atを@に置き換えること)~
スケジュール: 授業枠はpepper.is.sci.toho-u.ac.jp、 通年スケジュールはwww.yy.is.sci.toho-u.ac.jpの左メニューで「カレンダー」

***ポインタ [#z834f638]
-[[CASL II / COMET II 仕様(ver. 2, H23/7/11付):http://www.jitec.jp/1_13download/shiken_yougo_ver2_0.pdf]]
-[[COMET II オンラインシミュレータ:http://www.officedaytime.com/dcaslj/index.html]]
-[[Intel Software Developer's Manual-Basic:http://download.intel.com/design/processor/manuals/253665.pdf]]
-MIPS クロスコンパイラ http://www.spacelan.ne.jp/~m-yana/micro/gnu/mips/mipsegcs.htm
[[山内の授業のページ]]

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**13年度秋学期 コンピュータアーキテクチャ (編集中) [#n1b9ff0f]
水曜日2限~

金岡先生のクラスと同じ内容をカバーする予定。授業の進め方や試験・評価等は若干異なる可能性あり。

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。

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、森北出版)~
参考書:基本情報技術者試験学習テキスト1 テクノロジ系(浅井宗海、 実教出版、2009/12)~
    ITパスポート学習テキスト(浅井宗海、実教出版、2009/01)~
~
授業予定(as of 2013/09/17):
|  |日程 |テーマ   |教科書範囲| 予習スライド | 2012年版予習問題 | 2012年版確認問題 |
| 1| 9/25 |数の表現(1)|p41-46 |[[2進数の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryNumbers.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/2進数の原理.pdf,,上記PDFファイル);  |&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_1_数の表現(1).pdf,,2進数を確認する、2進⇔10進変換ができる);|&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_1_作業課題.pdf); |
| 2|10/02 |数の表現(2)|p41-46 | [[16進数の利用を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/HexadecimalNumbers.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/16進数での表現.pdf,,上記PDFファイル); &br;[[数の表現おまけ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/NumbersSupplement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/マイナスの数おまけ.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[マイナスの数の(補数)表現を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/NegativeNumbers.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/マイナスの数をどう表す?.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[小数の表現(固定小数点・浮動小数点表現)を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/FractionalNumbers.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/小数をどう表す?.pdf,,上記PDFファイル);  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_2_数の表現(2).pdf,,数の表現(2)、負数の2の補数表現、小数の表現を理解する);|&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_2_作業課題.pdf);  |
| 3|10/09 |演算の仕組(演算アルゴリズムと回路)|p47-55 | [[2進数の加減算の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryAddition.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/加減算の原理.pdf,,上記PDFファイル); &br;  [[2進数の乗算の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryMultiplication.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/乗算の原理.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_3_演算の仕組.pdf,,機械による加算・減算・乗算の計算方法を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_3_作業課題.pdf); |
| 4|10/16 |命令とその実行の仕組|p12-23,&br;p24-26 | [[コンピュータの構造のあらまし:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ComputerStructure.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/コンピュータの構造概略.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[コンピュータは命令で動く:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/HowInstructionsWork.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/コンピュータは命令で動く.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[命令が実行される仕組:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ExecutionSteps.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令が実行される仕組.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_4_命令とその実行の仕組.pdf,,命令とは何か、どのように命令が実行されるのか、どのような命令があるのか、を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_4_作業課題.pdf); |
| 5|10/23 |アドレッシング、命令セット、命令処理性能|p27-32 | [[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:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/InstructionFormat.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令の形式.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[CPI(命令当りサイクル数)・MIPS値を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ExecutionPerformance.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令の実行性能.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_5_アドレシング_命令セット_性能.pdf,,いろいろなアドレッシングを理解する、命令をセットとして考える、CPI・MIPS等の命令処理性能の考え方を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_5_作業課題.pdf); |
| 6| 10/30 |アセンブラプログラム(1)|資料 | [[Comet-IIのプログラミング:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Comet-IIProgramming.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/1)COMET-IIのプログラミング.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[計算式と代入:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Assignment.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/2)計算式と代入.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[条件分岐とIF文:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IF-Statement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/3)条件分岐とIF文.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6_アセンブラプログラム(1).pdf,,単純な式計算や条件分岐を機械命令で書いてみる 〜 どのように命令を組み合わせるかを理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6_作業課題.pdf);  &br; &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6-2_作業課題.pdf);|
| 7|11/06 |アセンブラプログラム(2)〜ループ・配列 |資料 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_7_アセンブラプログラム(2).pdf,,アセンブラプログラムでループの書き方、配列の処理の仕方を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_7_作業課題.pdf); |
| 8|11/13 |ハーバードアーキテクチャ・RISCとCISC、(中間試験)、|p33-49,&br;p56-63 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_8_ハーバードアーキテクチャ.pdf,,いろいろなCPUでの命令の体系・実行方法の違いを理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_8_作業課題.pdf); |
| 9|11/20 |メモリとメモリ装置、|p64-77 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_9_メモリ_メモリ装置.pdf,,いろいろなメモリ素子・装置の仕組・性質を理解する);|  &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_9_作業課題.pdf);|
|10|11/27 |メモリ階層とキャッシュメモリ |p78-88 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_10_メモリ階層_キャッシュ.pdf,,メモリの階層に基く高速化の手法(キャッシュ・仮想メモリ)を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_10_作業課題.pdf); |
|11|12/04 |キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデル |p78-88 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_11_マッピング方式_不一致.pdf,,キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデルについて理解する);| &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/ar_11_作業課題.pdf); |
|12|12/11 |割込み・入出力アーキテクチャ |p89-95 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_12_割込_入出力アーキテクチャ.pdf,,割込みの原理と使い方、入出力のCPUからの制御法について理解する);|&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/ar_12_作業課題.pdf); |
|13|12/18 |入出力デバイス|p107-116 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_13_入出力デバイス.pdf,,キーボード・プリンタ等のいろいろな入出力装置の動作原理を理解する);| &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/ar_13_作業課題.pdf); |
|14| 1/08 |パイプライン|p96-106 | [[:]] | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_14_パイプライン.pdf,,パイプライン方式による高速化について理解する);| &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/ar_14_作業課題.pdf); |
| 7|11/06 |アセンブラプログラム(2)〜ループ・配列 |資料 | [[ループを書く:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/For-Statement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/4)ループを書く.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[配列と指標アドレシング:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IndexAddressing.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/5)配列と指標アドレシング.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_7_アセンブラプログラム(2).pdf,,アセンブラプログラムでループの書き方、配列の処理の仕方を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_7_作業課題.pdf); |
| 8|11/13 |ハーバードアーキテクチャ・RISCとCISC、(中間試験)、|p33-49,&br;p56-63 | [[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:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/RiscCisc_HarvardArchitecture.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/CISCとRISC.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_8_ハーバードアーキテクチャ.pdf,,いろいろなCPUでの命令の体系・実行方法の違いを理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_8_作業課題.pdf); |
| 9|11/20 |メモリとメモリ装置、|p64-77 | [[メモリの概念:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/WhatIsMemory.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリの考え方.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[半導体メモリのいろいろ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryICDevice.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリデバイス.pdf,,上記PDFファイル);&br; [[磁気メモリ・光学メモリ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryOtherDevice.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリデバイス2.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_9_メモリ_メモリ装置.pdf,,いろいろなメモリ素子・装置の仕組・性質を理解する);|  &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_9_作業課題.pdf);|
|10|11/27 |メモリ階層とキャッシュメモリ |p78-88 | [[メモリ階層とキャッシュメモリ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryHierarchyAndCache.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/階層とキャッシュ.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_10_メモリ階層_キャッシュ.pdf,,メモリの階層に基く高速化の手法(キャッシュ・仮想メモリ)を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_10_作業課題.pdf); |
|11|12/04 |キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデル |p78-88 | [[キャッシュの追い出し:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Cache-Replace.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/キャッシュの追い出し.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_11_マッピング方式_不一致.pdf,,キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデルについて理解する);| &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/ar_11_作業課題.pdf); |
|12|12/11 |割込み・入出力アーキテクチャ |p89-95 | [[割込み:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Interrupt.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/割込みとは.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[入出力の接続法(アーキテクチャ):http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IO-Architecture.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/入出力アーキテクチャ.pdf,,上記PDFファイル);  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_12_割込_入出力アーキテクチャ.pdf,,割込みの原理と使い方、入出力のCPUからの制御法について理解する);|&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/ar_12_作業課題.pdf); |
|13|12/18 |入出力デバイス|p107-116 | [[各入出力装置の動作原理:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IO-Devices.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/各装置の動作原理.pdf,,上記PDFファイル); &br; 以下教材用ビデオへのリンク &br; [[ 機械式マウスの動作1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-1-A.mpg]] &br; [[ 機械式マウスの動作2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-2-A.mpg]] &br; [[ 光学式マウスの動作1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-3-A.mpg]] &br; [[ 光学式マウスの動作2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-4-A.mpg]] &br; [[ キーボードの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1304/1304-1-A.mpg]] &br; [[ ディスプレイの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1605/1605-1-A.mpg]] &br; [[ インクジェットプリンタの仕組1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1608/1608-1-A.mpg]] &br; [[ インクジェットプリンタの仕組2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1680/1608-2-A.mpg]] &br; [[ ページプリンタの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1610/1610-1-A.mpg]]  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_13_入出力デバイス.pdf,,キーボード・プリンタ等のいろいろな入出力装置の動作原理を理解する);| &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/ar_13_作業課題.pdf); |
|14| 1/08 |パイプライン|p96-106 | [[パイプライン:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Pipeline.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/パイプライン.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_14_パイプライン.pdf,,パイプライン方式による高速化について理解する);| &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/ar_14_作業課題.pdf); |
|| 1/ |期末試験|||||

***評価 [#q66e4d97]
平常点(授業参加等) 30%  +  中間試験 30%  +  期末試験 40%~
平常点は、積極的な質問や問題提示に対して、加点する。~

山内へのコンタクト: 弦羇曖騎4541室、047-472-1176、メール:yamanouc at is.sci.toho-u.ac.jp (atを@に置き換えること)~
スケジュール: 授業枠はpepper.is.sci.toho-u.ac.jp、 通年スケジュールはwww.yy.is.sci.toho-u.ac.jpの左メニューで「カレンダー」

***ポインタ [#z834f638]
-[[CASL II / COMET II 仕様(ver. 2, H23/7/11付):http://www.jitec.jp/1_13download/shiken_yougo_ver2_0.pdf]]
-[[COMET II オンラインシミュレータ:http://www.officedaytime.com/dcaslj/index.html]]
-[[Intel Software Developer's Manual-Basic:http://download.intel.com/design/processor/manuals/253665.pdf]]
-MIPS クロスコンパイラ http://www.spacelan.ne.jp/~m-yana/micro/gnu/mips/mipsegcs.htm
[[山内の授業のページ]]

アクセス数 &counter();  このページの最終更新 &lastmod();

**13年度秋学期 コンピュータアーキテクチャ (編集中) [#n1b9ff0f]
水曜日2限~

金岡先生のクラスと同じ内容をカバーする予定。授業の進め方や試験・評価等は若干異なる可能性あり。

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。

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、森北出版)~
参考書:基本情報技術者試験学習テキスト1 テクノロジ系(浅井宗海、 実教出版、2009/12)~
    ITパスポート学習テキスト(浅井宗海、実教出版、2009/01)~
~
授業予定(as of 2013/09/17):
|  |日程 |テーマ   |教科書範囲| 予習スライド | 2012年版予習問題 | 2012年版確認問題 |
| 1| 9/25 |数の表現(1)|p41-46 |[[2進数の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryNumbers.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/2進数の原理.pdf,,上記PDFファイル);  |&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_1_数の表現(1).pdf,,2進数を確認する、2進⇔10進変換ができる);|&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_1_作業課題.pdf); |
| 2|10/02 |数の表現(2)|p41-46 | [[16進数の利用を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/HexadecimalNumbers.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/16進数での表現.pdf,,上記PDFファイル); &br;[[数の表現おまけ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/NumbersSupplement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/マイナスの数おまけ.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[マイナスの数の(補数)表現を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/NegativeNumbers.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/マイナスの数をどう表す?.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[小数の表現(固定小数点・浮動小数点表現)を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/FractionalNumbers.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/小数をどう表す?.pdf,,上記PDFファイル);  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_2_数の表現(2).pdf,,数の表現(2)、負数の2の補数表現、小数の表現を理解する);|&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_2_作業課題.pdf);  |
| 1| 9/25 |数の表現(1)|p41-46 |[[2進数の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryNumbers.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/2進数の原理.pdf,,上記PDFファイル);  |&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_1_数の表現(1).pdf,,2進数を確認する、2進⇔10進変換ができる);|&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/xar_1_作業課題.pdf); |
| 2|10/02 |数の表現(2)|p41-46 | [[16進数の利用を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/HexadecimalNumbers.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/16進数での表現.pdf,,上記PDFファイル); &br;[[数の表現おまけ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/NumbersSupplement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/マイナスの数おまけ.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[マイナスの数の(補数)表現を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/NegativeNumbers.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/マイナスの数をどう表す?.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[小数の表現(固定小数点・浮動小数点表現)を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/FractionalNumbers.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/小数をどう表す?.pdf,,上記PDFファイル);  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_2_数の表現(2).pdf,,数の表現(2)、負数の2の補数表現、小数の表現を理解する);|&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/xar_2_作業課題.pdf);  |
| 3|10/09 |演算の仕組(演算アルゴリズムと回路)|p47-55 | [[2進数の加減算の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryAddition.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/加減算の原理.pdf,,上記PDFファイル); &br;  [[2進数の乗算の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryMultiplication.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/乗算の原理.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_3_演算の仕組.pdf,,機械による加算・減算・乗算の計算方法を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_3_作業課題.pdf); |
| 4|10/16 |命令とその実行の仕組|p12-23,&br;p24-26 | [[コンピュータの構造のあらまし:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ComputerStructure.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/コンピュータの構造概略.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[コンピュータは命令で動く:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/HowInstructionsWork.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/コンピュータは命令で動く.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[命令が実行される仕組:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ExecutionSteps.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令が実行される仕組.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_4_命令とその実行の仕組.pdf,,命令とは何か、どのように命令が実行されるのか、どのような命令があるのか、を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_4_作業課題.pdf); |
| 5|10/23 |アドレッシング、命令セット、命令処理性能|p27-32 | [[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:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/InstructionFormat.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令の形式.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[CPI(命令当りサイクル数)・MIPS値を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ExecutionPerformance.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令の実行性能.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_5_アドレシング_命令セット_性能.pdf,,いろいろなアドレッシングを理解する、命令をセットとして考える、CPI・MIPS等の命令処理性能の考え方を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_5_作業課題.pdf); |
| 6| 10/30 |アセンブラプログラム(1)|資料 | [[Comet-IIのプログラミング:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Comet-IIProgramming.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/1)COMET-IIのプログラミング.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[計算式と代入:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Assignment.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/2)計算式と代入.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[条件分岐とIF文:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IF-Statement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/3)条件分岐とIF文.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6_アセンブラプログラム(1).pdf,,単純な式計算や条件分岐を機械命令で書いてみる 〜 どのように命令を組み合わせるかを理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6_作業課題.pdf);  &br; &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6-2_作業課題.pdf);|
| 7|11/06 |アセンブラプログラム(2)〜ループ・配列 |資料 | [[ループを書く:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/For-Statement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/4)ループを書く.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[配列と指標アドレシング:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IndexAddressing.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/5)配列と指標アドレシング.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_7_アセンブラプログラム(2).pdf,,アセンブラプログラムでループの書き方、配列の処理の仕方を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_7_作業課題.pdf); |
| 8|11/13 |ハーバードアーキテクチャ・RISCとCISC、(中間試験)、|p33-49,&br;p56-63 | [[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:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/RiscCisc_HarvardArchitecture.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/CISCとRISC.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_8_ハーバードアーキテクチャ.pdf,,いろいろなCPUでの命令の体系・実行方法の違いを理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_8_作業課題.pdf); |
| 9|11/20 |メモリとメモリ装置、|p64-77 | [[メモリの概念:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/WhatIsMemory.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリの考え方.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[半導体メモリのいろいろ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryICDevice.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリデバイス.pdf,,上記PDFファイル);&br; [[磁気メモリ・光学メモリ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryOtherDevice.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリデバイス2.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_9_メモリ_メモリ装置.pdf,,いろいろなメモリ素子・装置の仕組・性質を理解する);|  &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_9_作業課題.pdf);|
|10|11/27 |メモリ階層とキャッシュメモリ |p78-88 | [[メモリ階層とキャッシュメモリ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryHierarchyAndCache.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/階層とキャッシュ.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_10_メモリ階層_キャッシュ.pdf,,メモリの階層に基く高速化の手法(キャッシュ・仮想メモリ)を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_10_作業課題.pdf); |
|11|12/04 |キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデル |p78-88 | [[キャッシュの追い出し:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Cache-Replace.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/キャッシュの追い出し.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_11_マッピング方式_不一致.pdf,,キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデルについて理解する);| &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/ar_11_作業課題.pdf); |
|12|12/11 |割込み・入出力アーキテクチャ |p89-95 | [[割込み:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Interrupt.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/割込みとは.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[入出力の接続法(アーキテクチャ):http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IO-Architecture.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/入出力アーキテクチャ.pdf,,上記PDFファイル);  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_12_割込_入出力アーキテクチャ.pdf,,割込みの原理と使い方、入出力のCPUからの制御法について理解する);|&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/ar_12_作業課題.pdf); |
|13|12/18 |入出力デバイス|p107-116 | [[各入出力装置の動作原理:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IO-Devices.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/各装置の動作原理.pdf,,上記PDFファイル); &br; 以下教材用ビデオへのリンク &br; [[ 機械式マウスの動作1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-1-A.mpg]] &br; [[ 機械式マウスの動作2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-2-A.mpg]] &br; [[ 光学式マウスの動作1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-3-A.mpg]] &br; [[ 光学式マウスの動作2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-4-A.mpg]] &br; [[ キーボードの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1304/1304-1-A.mpg]] &br; [[ ディスプレイの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1605/1605-1-A.mpg]] &br; [[ インクジェットプリンタの仕組1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1608/1608-1-A.mpg]] &br; [[ インクジェットプリンタの仕組2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1680/1608-2-A.mpg]] &br; [[ ページプリンタの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1610/1610-1-A.mpg]]  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_13_入出力デバイス.pdf,,キーボード・プリンタ等のいろいろな入出力装置の動作原理を理解する);| &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/ar_13_作業課題.pdf); |
|14| 1/08 |パイプライン|p96-106 | [[パイプライン:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Pipeline.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/パイプライン.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_14_パイプライン.pdf,,パイプライン方式による高速化について理解する);| &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/ar_14_作業課題.pdf); |
|| 1/ |期末試験|||||

***評価 [#q66e4d97]
平常点(授業参加等) 30%  +  中間試験 30%  +  期末試験 40%~
平常点は、積極的な質問や問題提示に対して、加点する。~

山内へのコンタクト: 弦羇曖騎4541室、047-472-1176、メール:yamanouc at is.sci.toho-u.ac.jp (atを@に置き換えること)~
スケジュール: 授業枠はpepper.is.sci.toho-u.ac.jp、 通年スケジュールはwww.yy.is.sci.toho-u.ac.jpの左メニューで「カレンダー」

***ポインタ [#z834f638]
-[[CASL II / COMET II 仕様(ver. 2, H23/7/11付):http://www.jitec.jp/1_13download/shiken_yougo_ver2_0.pdf]]
-[[COMET II オンラインシミュレータ:http://www.officedaytime.com/dcaslj/index.html]]
-[[Intel Software Developer's Manual-Basic:http://download.intel.com/design/processor/manuals/253665.pdf]]
-MIPS クロスコンパイラ http://www.spacelan.ne.jp/~m-yana/micro/gnu/mips/mipsegcs.htm
[[山内の授業のページ]]

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**13年度秋学期 コンピュータアーキテクチャ (編集中) [#n1b9ff0f]
**13年度秋学期 コンピュータアーキテクチャ [#n1b9ff0f]
水曜日2限~

金岡先生のクラスと同じ内容をカバーする予定。授業の進め方や試験・評価等は若干異なる可能性あり。

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。

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、森北出版)~
参考書:基本情報技術者試験学習テキスト1 テクノロジ系(浅井宗海、 実教出版、2009/12)~
    ITパスポート学習テキスト(浅井宗海、実教出版、2009/01)~
~
授業予定(as of 2013/09/17):
|  |日程 |テーマ   |教科書範囲| 予習スライド | 2012年版予習問題 | 2012年版確認問題 |
| 1| 9/25 |数の表現(1)|p41-46 |[[2進数の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryNumbers.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/2進数の原理.pdf,,上記PDFファイル);  |&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_1_数の表現(1).pdf,,2進数を確認する、2進⇔10進変換ができる);|&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/xar_1_作業課題.pdf); |
|  |日程 |テーマ   |教科書範囲| 予習スライド | 2012年版予習問題 | 確認問題 |
| 1| 9/25 |数の表現(1)|p41-46 |[[2進数の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryNumbers.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/2進数の原理.pdf,,上記PDFファイル);  |&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_1_数の表現(1).pdf,,2進数を確認する、2進⇔10進変換ができる);|&ref(xar_1_作業課題.pdf); |
| 2|10/02 |数の表現(2)|p41-46 | [[16進数の利用を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/HexadecimalNumbers.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/16進数での表現.pdf,,上記PDFファイル); &br;[[数の表現おまけ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/NumbersSupplement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/マイナスの数おまけ.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[マイナスの数の(補数)表現を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/NegativeNumbers.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/マイナスの数をどう表す?.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[小数の表現(固定小数点・浮動小数点表現)を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/FractionalNumbers.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/小数をどう表す?.pdf,,上記PDFファイル);  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_2_数の表現(2).pdf,,数の表現(2)、負数の2の補数表現、小数の表現を理解する);|&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/xar_2_作業課題.pdf);  |
| 3|10/09 |演算の仕組(演算アルゴリズムと回路)|p47-55 | [[2進数の加減算の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryAddition.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/加減算の原理.pdf,,上記PDFファイル); &br;  [[2進数の乗算の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryMultiplication.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/乗算の原理.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_3_演算の仕組.pdf,,機械による加算・減算・乗算の計算方法を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_3_作業課題.pdf); |
| 4|10/16 |命令とその実行の仕組|p12-23,&br;p24-26 | [[コンピュータの構造のあらまし:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ComputerStructure.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/コンピュータの構造概略.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[コンピュータは命令で動く:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/HowInstructionsWork.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/コンピュータは命令で動く.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[命令が実行される仕組:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ExecutionSteps.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令が実行される仕組.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_4_命令とその実行の仕組.pdf,,命令とは何か、どのように命令が実行されるのか、どのような命令があるのか、を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_4_作業課題.pdf); |
| 5|10/23 |アドレッシング、命令セット、命令処理性能|p27-32 | [[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:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/InstructionFormat.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令の形式.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[CPI(命令当りサイクル数)・MIPS値を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ExecutionPerformance.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令の実行性能.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_5_アドレシング_命令セット_性能.pdf,,いろいろなアドレッシングを理解する、命令をセットとして考える、CPI・MIPS等の命令処理性能の考え方を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_5_作業課題.pdf); |
| 6| 10/30 |アセンブラプログラム(1)|資料 | [[Comet-IIのプログラミング:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Comet-IIProgramming.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/1)COMET-IIのプログラミング.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[計算式と代入:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Assignment.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/2)計算式と代入.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[条件分岐とIF文:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IF-Statement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/3)条件分岐とIF文.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6_アセンブラプログラム(1).pdf,,単純な式計算や条件分岐を機械命令で書いてみる 〜 どのように命令を組み合わせるかを理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6_作業課題.pdf);  &br; &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6-2_作業課題.pdf);|
| 7|11/06 |アセンブラプログラム(2)〜ループ・配列 |資料 | [[ループを書く:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/For-Statement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/4)ループを書く.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[配列と指標アドレシング:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IndexAddressing.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/5)配列と指標アドレシング.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_7_アセンブラプログラム(2).pdf,,アセンブラプログラムでループの書き方、配列の処理の仕方を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_7_作業課題.pdf); |
| 8|11/13 |ハーバードアーキテクチャ・RISCとCISC、(中間試験)、|p33-49,&br;p56-63 | [[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:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/RiscCisc_HarvardArchitecture.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/CISCとRISC.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_8_ハーバードアーキテクチャ.pdf,,いろいろなCPUでの命令の体系・実行方法の違いを理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_8_作業課題.pdf); |
| 9|11/20 |メモリとメモリ装置、|p64-77 | [[メモリの概念:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/WhatIsMemory.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリの考え方.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[半導体メモリのいろいろ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryICDevice.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリデバイス.pdf,,上記PDFファイル);&br; [[磁気メモリ・光学メモリ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryOtherDevice.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリデバイス2.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_9_メモリ_メモリ装置.pdf,,いろいろなメモリ素子・装置の仕組・性質を理解する);|  &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_9_作業課題.pdf);|
|10|11/27 |メモリ階層とキャッシュメモリ |p78-88 | [[メモリ階層とキャッシュメモリ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryHierarchyAndCache.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/階層とキャッシュ.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_10_メモリ階層_キャッシュ.pdf,,メモリの階層に基く高速化の手法(キャッシュ・仮想メモリ)を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_10_作業課題.pdf); |
|11|12/04 |キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデル |p78-88 | [[キャッシュの追い出し:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Cache-Replace.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/キャッシュの追い出し.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_11_マッピング方式_不一致.pdf,,キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデルについて理解する);| &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/ar_11_作業課題.pdf); |
|12|12/11 |割込み・入出力アーキテクチャ |p89-95 | [[割込み:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Interrupt.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/割込みとは.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[入出力の接続法(アーキテクチャ):http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IO-Architecture.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/入出力アーキテクチャ.pdf,,上記PDFファイル);  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_12_割込_入出力アーキテクチャ.pdf,,割込みの原理と使い方、入出力のCPUからの制御法について理解する);|&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/ar_12_作業課題.pdf); |
|13|12/18 |入出力デバイス|p107-116 | [[各入出力装置の動作原理:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IO-Devices.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/各装置の動作原理.pdf,,上記PDFファイル); &br; 以下教材用ビデオへのリンク &br; [[ 機械式マウスの動作1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-1-A.mpg]] &br; [[ 機械式マウスの動作2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-2-A.mpg]] &br; [[ 光学式マウスの動作1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-3-A.mpg]] &br; [[ 光学式マウスの動作2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-4-A.mpg]] &br; [[ キーボードの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1304/1304-1-A.mpg]] &br; [[ ディスプレイの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1605/1605-1-A.mpg]] &br; [[ インクジェットプリンタの仕組1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1608/1608-1-A.mpg]] &br; [[ インクジェットプリンタの仕組2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1680/1608-2-A.mpg]] &br; [[ ページプリンタの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1610/1610-1-A.mpg]]  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_13_入出力デバイス.pdf,,キーボード・プリンタ等のいろいろな入出力装置の動作原理を理解する);| &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/ar_13_作業課題.pdf); |
|14| 1/08 |パイプライン|p96-106 | [[パイプライン:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Pipeline.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/パイプライン.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_14_パイプライン.pdf,,パイプライン方式による高速化について理解する);| &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/ar_14_作業課題.pdf); |
|| 1/ |期末試験|||||

***評価 [#q66e4d97]
平常点(授業参加等) 30%  +  中間試験 30%  +  期末試験 40%~
平常点は、積極的な質問や問題提示に対して、加点する。~

山内へのコンタクト: 弦羇曖騎4541室、047-472-1176、メール:yamanouc at is.sci.toho-u.ac.jp (atを@に置き換えること)~
スケジュール: 授業枠はpepper.is.sci.toho-u.ac.jp、 通年スケジュールはwww.yy.is.sci.toho-u.ac.jpの左メニューで「カレンダー」

***ポインタ [#z834f638]
-[[CASL II / COMET II 仕様(ver. 2, H23/7/11付):http://www.jitec.jp/1_13download/shiken_yougo_ver2_0.pdf]]
-[[COMET II オンラインシミュレータ:http://www.officedaytime.com/dcaslj/index.html]]
-[[Intel Software Developer's Manual-Basic:http://download.intel.com/design/processor/manuals/253665.pdf]]
-MIPS クロスコンパイラ http://www.spacelan.ne.jp/~m-yana/micro/gnu/mips/mipsegcs.htm
[[山内の授業のページ]]

アクセス数 &counter();  このページの最終更新 &lastmod();

**13年度秋学期 コンピュータアーキテクチャ [#n1b9ff0f]
水曜日2限~

金岡先生のクラスと同じ内容をカバーする予定。授業の進め方や試験・評価等は若干異なる可能性あり。

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。

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、森北出版)~
参考書:基本情報技術者試験学習テキスト1 テクノロジ系(浅井宗海、 実教出版、2009/12)~
    ITパスポート学習テキスト(浅井宗海、実教出版、2009/01)~
~
授業予定(as of 2013/09/17):
|  |日程 |テーマ   |教科書範囲| 予習スライド | 2012年版予習問題 | 確認問題 |
| 1| 9/25 |数の表現(1)|p41-46 |[[2進数の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryNumbers.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/2進数の原理.pdf,,上記PDFファイル);  |&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_1_数の表現(1).pdf,,2進数を確認する、2進⇔10進変換ができる);|&ref(xar_1_作業課題.pdf); |
| 1| 9/25 |数の表現(1)|p41-46 |[[2進数の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryNumbers.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/2進数の原理.pdf,,上記PDFファイル);  |&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_1_数の表現(1).pdf,,2進数を確認する、2進⇔10進変換ができる);|&ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 2|10/02 |数の表現(2)|p41-46 | [[16進数の利用を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/HexadecimalNumbers.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/16進数での表現.pdf,,上記PDFファイル); &br;[[数の表現おまけ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/NumbersSupplement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/マイナスの数おまけ.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[マイナスの数の(補数)表現を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/NegativeNumbers.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/マイナスの数をどう表す?.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[小数の表現(固定小数点・浮動小数点表現)を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/FractionalNumbers.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/小数をどう表す?.pdf,,上記PDFファイル);  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_2_数の表現(2).pdf,,数の表現(2)、負数の2の補数表現、小数の表現を理解する);|&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/xar_2_作業課題.pdf);  |
| 3|10/09 |演算の仕組(演算アルゴリズムと回路)|p47-55 | [[2進数の加減算の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryAddition.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/加減算の原理.pdf,,上記PDFファイル); &br;  [[2進数の乗算の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryMultiplication.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/乗算の原理.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_3_演算の仕組.pdf,,機械による加算・減算・乗算の計算方法を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_3_作業課題.pdf); |
| 4|10/16 |命令とその実行の仕組|p12-23,&br;p24-26 | [[コンピュータの構造のあらまし:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ComputerStructure.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/コンピュータの構造概略.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[コンピュータは命令で動く:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/HowInstructionsWork.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/コンピュータは命令で動く.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[命令が実行される仕組:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ExecutionSteps.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令が実行される仕組.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_4_命令とその実行の仕組.pdf,,命令とは何か、どのように命令が実行されるのか、どのような命令があるのか、を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_4_作業課題.pdf); |
| 5|10/23 |アドレッシング、命令セット、命令処理性能|p27-32 | [[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:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/InstructionFormat.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令の形式.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[CPI(命令当りサイクル数)・MIPS値を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ExecutionPerformance.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令の実行性能.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_5_アドレシング_命令セット_性能.pdf,,いろいろなアドレッシングを理解する、命令をセットとして考える、CPI・MIPS等の命令処理性能の考え方を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_5_作業課題.pdf); |
| 6| 10/30 |アセンブラプログラム(1)|資料 | [[Comet-IIのプログラミング:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Comet-IIProgramming.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/1)COMET-IIのプログラミング.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[計算式と代入:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Assignment.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/2)計算式と代入.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[条件分岐とIF文:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IF-Statement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/3)条件分岐とIF文.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6_アセンブラプログラム(1).pdf,,単純な式計算や条件分岐を機械命令で書いてみる 〜 どのように命令を組み合わせるかを理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6_作業課題.pdf);  &br; &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6-2_作業課題.pdf);|
| 7|11/06 |アセンブラプログラム(2)〜ループ・配列 |資料 | [[ループを書く:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/For-Statement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/4)ループを書く.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[配列と指標アドレシング:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IndexAddressing.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/5)配列と指標アドレシング.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_7_アセンブラプログラム(2).pdf,,アセンブラプログラムでループの書き方、配列の処理の仕方を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_7_作業課題.pdf); |
| 8|11/13 |ハーバードアーキテクチャ・RISCとCISC、(中間試験)、|p33-49,&br;p56-63 | [[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:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/RiscCisc_HarvardArchitecture.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/CISCとRISC.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_8_ハーバードアーキテクチャ.pdf,,いろいろなCPUでの命令の体系・実行方法の違いを理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_8_作業課題.pdf); |
| 9|11/20 |メモリとメモリ装置、|p64-77 | [[メモリの概念:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/WhatIsMemory.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリの考え方.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[半導体メモリのいろいろ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryICDevice.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリデバイス.pdf,,上記PDFファイル);&br; [[磁気メモリ・光学メモリ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryOtherDevice.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリデバイス2.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_9_メモリ_メモリ装置.pdf,,いろいろなメモリ素子・装置の仕組・性質を理解する);|  &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_9_作業課題.pdf);|
|10|11/27 |メモリ階層とキャッシュメモリ |p78-88 | [[メモリ階層とキャッシュメモリ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryHierarchyAndCache.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/階層とキャッシュ.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_10_メモリ階層_キャッシュ.pdf,,メモリの階層に基く高速化の手法(キャッシュ・仮想メモリ)を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_10_作業課題.pdf); |
|11|12/04 |キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデル |p78-88 | [[キャッシュの追い出し:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Cache-Replace.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/キャッシュの追い出し.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_11_マッピング方式_不一致.pdf,,キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデルについて理解する);| &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/ar_11_作業課題.pdf); |
|12|12/11 |割込み・入出力アーキテクチャ |p89-95 | [[割込み:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Interrupt.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/割込みとは.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[入出力の接続法(アーキテクチャ):http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IO-Architecture.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/入出力アーキテクチャ.pdf,,上記PDFファイル);  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_12_割込_入出力アーキテクチャ.pdf,,割込みの原理と使い方、入出力のCPUからの制御法について理解する);|&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/ar_12_作業課題.pdf); |
|13|12/18 |入出力デバイス|p107-116 | [[各入出力装置の動作原理:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IO-Devices.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/各装置の動作原理.pdf,,上記PDFファイル); &br; 以下教材用ビデオへのリンク &br; [[ 機械式マウスの動作1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-1-A.mpg]] &br; [[ 機械式マウスの動作2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-2-A.mpg]] &br; [[ 光学式マウスの動作1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-3-A.mpg]] &br; [[ 光学式マウスの動作2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-4-A.mpg]] &br; [[ キーボードの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1304/1304-1-A.mpg]] &br; [[ ディスプレイの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1605/1605-1-A.mpg]] &br; [[ インクジェットプリンタの仕組1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1608/1608-1-A.mpg]] &br; [[ インクジェットプリンタの仕組2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1680/1608-2-A.mpg]] &br; [[ ページプリンタの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1610/1610-1-A.mpg]]  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_13_入出力デバイス.pdf,,キーボード・プリンタ等のいろいろな入出力装置の動作原理を理解する);| &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/ar_13_作業課題.pdf); |
|14| 1/08 |パイプライン|p96-106 | [[パイプライン:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Pipeline.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/パイプライン.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_14_パイプライン.pdf,,パイプライン方式による高速化について理解する);| &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/ar_14_作業課題.pdf); |
|| 1/ |期末試験|||||

***評価 [#q66e4d97]
平常点(授業参加等) 30%  +  中間試験 30%  +  期末試験 40%~
平常点は、積極的な質問や問題提示に対して、加点する。~

山内へのコンタクト: 弦羇曖騎4541室、047-472-1176、メール:yamanouc at is.sci.toho-u.ac.jp (atを@に置き換えること)~
スケジュール: 授業枠はpepper.is.sci.toho-u.ac.jp、 通年スケジュールはwww.yy.is.sci.toho-u.ac.jpの左メニューで「カレンダー」

***ポインタ [#z834f638]
-[[CASL II / COMET II 仕様(ver. 2, H23/7/11付):http://www.jitec.jp/1_13download/shiken_yougo_ver2_0.pdf]]
-[[COMET II オンラインシミュレータ:http://www.officedaytime.com/dcaslj/index.html]]
-[[Intel Software Developer's Manual-Basic:http://download.intel.com/design/processor/manuals/253665.pdf]]
-MIPS クロスコンパイラ http://www.spacelan.ne.jp/~m-yana/micro/gnu/mips/mipsegcs.htm
[[山内の授業のページ]]

アクセス数 &counter();  このページの最終更新 &lastmod();

**13年度秋学期 コンピュータアーキテクチャ [#n1b9ff0f]
水曜日2限~

金岡先生のクラスと同じ内容をカバーする予定。授業の進め方や試験・評価等は若干異なる可能性あり。

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。

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、森北出版)~
参考書:基本情報技術者試験学習テキスト1 テクノロジ系(浅井宗海、 実教出版、2009/12)~
    ITパスポート学習テキスト(浅井宗海、実教出版、2009/01)~
~
授業予定(as of 2013/09/17):
|  |日程 |テーマ   |教科書範囲| 予習スライド | 2012年版予習問題 | 確認問題 |
| 1| 9/25 |数の表現(1)|p41-46 |[[2進数の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryNumbers.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/2進数の原理.pdf,,上記PDFファイル);  |&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_1_数の表現(1).pdf,,2進数を確認する、2進⇔10進変換ができる);|&ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 2|10/02 |数の表現(2)|p41-46 | [[16進数の利用を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/HexadecimalNumbers.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/16進数での表現.pdf,,上記PDFファイル); &br;[[数の表現おまけ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/NumbersSupplement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/マイナスの数おまけ.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[マイナスの数の(補数)表現を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/NegativeNumbers.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/マイナスの数をどう表す?.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[小数の表現(固定小数点・浮動小数点表現)を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/FractionalNumbers.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/小数をどう表す?.pdf,,上記PDFファイル);  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_2_数の表現(2).pdf,,数の表現(2)、負数の2の補数表現、小数の表現を理解する);|&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/xar_2_作業課題.pdf);  |
| 3|10/09 |演算の仕組(演算アルゴリズムと回路)|p47-55 | [[2進数の加減算の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryAddition.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/加減算の原理.pdf,,上記PDFファイル); &br;  [[2進数の乗算の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryMultiplication.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/乗算の原理.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_3_演算の仕組.pdf,,機械による加算・減算・乗算の計算方法を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_3_作業課題.pdf); |
| 4|10/16 |命令とその実行の仕組|p12-23,&br;p24-26 | [[コンピュータの構造のあらまし:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ComputerStructure.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/コンピュータの構造概略.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[コンピュータは命令で動く:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/HowInstructionsWork.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/コンピュータは命令で動く.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[命令が実行される仕組:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ExecutionSteps.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令が実行される仕組.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_4_命令とその実行の仕組.pdf,,命令とは何か、どのように命令が実行されるのか、どのような命令があるのか、を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_4_作業課題.pdf); |
| 5|10/23 |アドレッシング、命令セット、命令処理性能|p27-32 | [[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:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/InstructionFormat.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令の形式.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[CPI(命令当りサイクル数)・MIPS値を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ExecutionPerformance.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令の実行性能.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_5_アドレシング_命令セット_性能.pdf,,いろいろなアドレッシングを理解する、命令をセットとして考える、CPI・MIPS等の命令処理性能の考え方を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_5_作業課題.pdf); |
| 6| 10/30 |アセンブラプログラム(1)|資料 | [[Comet-IIのプログラミング:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Comet-IIProgramming.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/1)COMET-IIのプログラミング.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[計算式と代入:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Assignment.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/2)計算式と代入.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[条件分岐とIF文:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IF-Statement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/3)条件分岐とIF文.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6_アセンブラプログラム(1).pdf,,単純な式計算や条件分岐を機械命令で書いてみる 〜 どのように命令を組み合わせるかを理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6_作業課題.pdf);  &br; &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6-2_作業課題.pdf);|
| 7|11/06 |アセンブラプログラム(2)〜ループ・配列 |資料 | [[ループを書く:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/For-Statement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/4)ループを書く.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[配列と指標アドレシング:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IndexAddressing.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/5)配列と指標アドレシング.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_7_アセンブラプログラム(2).pdf,,アセンブラプログラムでループの書き方、配列の処理の仕方を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_7_作業課題.pdf); |
| 8|11/13 |ハーバードアーキテクチャ・RISCとCISC、(中間試験)、|p33-49,&br;p56-63 | [[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:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/RiscCisc_HarvardArchitecture.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/CISCとRISC.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_8_ハーバードアーキテクチャ.pdf,,いろいろなCPUでの命令の体系・実行方法の違いを理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_8_作業課題.pdf); |
| 9|11/20 |メモリとメモリ装置、|p64-77 | [[メモリの概念:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/WhatIsMemory.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリの考え方.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[半導体メモリのいろいろ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryICDevice.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリデバイス.pdf,,上記PDFファイル);&br; [[磁気メモリ・光学メモリ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryOtherDevice.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリデバイス2.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_9_メモリ_メモリ装置.pdf,,いろいろなメモリ素子・装置の仕組・性質を理解する);|  &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_9_作業課題.pdf);|
|10|11/27 |メモリ階層とキャッシュメモリ |p78-88 | [[メモリ階層とキャッシュメモリ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryHierarchyAndCache.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/階層とキャッシュ.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_10_メモリ階層_キャッシュ.pdf,,メモリの階層に基く高速化の手法(キャッシュ・仮想メモリ)を理解する);| &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_10_作業課題.pdf); |
|11|12/04 |キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデル |p78-88 | [[キャッシュの追い出し:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Cache-Replace.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/キャッシュの追い出し.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_11_マッピング方式_不一致.pdf,,キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデルについて理解する);| &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/ar_11_作業課題.pdf); |
|12|12/11 |割込み・入出力アーキテクチャ |p89-95 | [[割込み:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Interrupt.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/割込みとは.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[入出力の接続法(アーキテクチャ):http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IO-Architecture.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/入出力アーキテクチャ.pdf,,上記PDFファイル);  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_12_割込_入出力アーキテクチャ.pdf,,割込みの原理と使い方、入出力のCPUからの制御法について理解する);|&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/ar_12_作業課題.pdf); |
| 2|10/02 |数の表現(2)|p41-46 | [[16進数の利用を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/HexadecimalNumbers.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/16進数での表現.pdf,,上記PDFファイル); &br;[[数の表現おまけ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/NumbersSupplement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/マイナスの数おまけ.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[マイナスの数の(補数)表現を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/NegativeNumbers.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/マイナスの数をどう表す?.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[小数の表現(固定小数点・浮動小数点表現)を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/FractionalNumbers.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/小数をどう表す?.pdf,,上記PDFファイル);  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_2_数の表現(2).pdf,,数の表現(2)、負数の2の補数表現、小数の表現を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf);  |
| 3|10/09 |演算の仕組(演算アルゴリズムと回路)|p47-55 | [[2進数の加減算の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryAddition.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/加減算の原理.pdf,,上記PDFファイル); &br;  [[2進数の乗算の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryMultiplication.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/乗算の原理.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_3_演算の仕組.pdf,,機械による加算・減算・乗算の計算方法を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 4|10/16 |命令とその実行の仕組|p12-23,&br;p24-26 | [[コンピュータの構造のあらまし:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ComputerStructure.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/コンピュータの構造概略.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[コンピュータは命令で動く:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/HowInstructionsWork.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/コンピュータは命令で動く.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[命令が実行される仕組:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ExecutionSteps.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令が実行される仕組.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_4_命令とその実行の仕組.pdf,,命令とは何か、どのように命令が実行されるのか、どのような命令があるのか、を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 5|10/23 |アドレッシング、命令セット、命令処理性能|p27-32 | [[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:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/InstructionFormat.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令の形式.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[CPI(命令当りサイクル数)・MIPS値を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ExecutionPerformance.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令の実行性能.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_5_アドレシング_命令セット_性能.pdf,,いろいろなアドレッシングを理解する、命令をセットとして考える、CPI・MIPS等の命令処理性能の考え方を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 6| 10/30 |アセンブラプログラム(1)|資料 | [[Comet-IIのプログラミング:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Comet-IIProgramming.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/1)COMET-IIのプログラミング.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[計算式と代入:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Assignment.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/2)計算式と代入.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[条件分岐とIF文:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IF-Statement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/3)条件分岐とIF文.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6_アセンブラプログラム(1).pdf,,単純な式計算や条件分岐を機械命令で書いてみる 〜 どのように命令を組み合わせるかを理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf);|
| 7|11/06 |アセンブラプログラム(2)〜ループ・配列 |資料 | [[ループを書く:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/For-Statement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/4)ループを書く.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[配列と指標アドレシング:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IndexAddressing.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/5)配列と指標アドレシング.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_7_アセンブラプログラム(2).pdf,,アセンブラプログラムでループの書き方、配列の処理の仕方を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 8|11/13 |ハーバードアーキテクチャ・RISCとCISC、(中間試験)、|p33-49,&br;p56-63 | [[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:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/RiscCisc_HarvardArchitecture.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/CISCとRISC.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_8_ハーバードアーキテクチャ.pdf,,いろいろなCPUでの命令の体系・実行方法の違いを理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 9|11/20 |メモリとメモリ装置、|p64-77 | [[メモリの概念:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/WhatIsMemory.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリの考え方.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[半導体メモリのいろいろ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryICDevice.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリデバイス.pdf,,上記PDFファイル);&br; [[磁気メモリ・光学メモリ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryOtherDevice.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリデバイス2.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_9_メモリ_メモリ装置.pdf,,いろいろなメモリ素子・装置の仕組・性質を理解する);|  &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|10|11/27 |メモリ階層とキャッシュメモリ |p78-88 | [[メモリ階層とキャッシュメモリ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryHierarchyAndCache.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/階層とキャッシュ.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_10_メモリ階層_キャッシュ.pdf,,メモリの階層に基く高速化の手法(キャッシュ・仮想メモリ)を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|11|12/04 |キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデル |p78-88 | [[キャッシュの追い出し:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Cache-Replace.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/キャッシュの追い出し.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_11_マッピング方式_不一致.pdf,,キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデルについて理解する);| ;&ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|12|12/11 |割込み・入出力アーキテクチャ |p89-95 | [[割込み:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Interrupt.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/割込みとは.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[入出力の接続法(アーキテクチャ):http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IO-Architecture.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/入出力アーキテクチャ.pdf,,上記PDFファイル);  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_12_割込_入出力アーキテクチャ.pdf,,割込みの原理と使い方、入出力のCPUからの制御法について理解する);|&ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|13|12/18 |入出力デバイス|p107-116 | [[各入出力装置の動作原理:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IO-Devices.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/各装置の動作原理.pdf,,上記PDFファイル); &br; 以下教材用ビデオへのリンク &br; [[ 機械式マウスの動作1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-1-A.mpg]] &br; [[ 機械式マウスの動作2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-2-A.mpg]] &br; [[ 光学式マウスの動作1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-3-A.mpg]] &br; [[ 光学式マウスの動作2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-4-A.mpg]] &br; [[ キーボードの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1304/1304-1-A.mpg]] &br; [[ ディスプレイの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1605/1605-1-A.mpg]] &br; [[ インクジェットプリンタの仕組1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1608/1608-1-A.mpg]] &br; [[ インクジェットプリンタの仕組2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1680/1608-2-A.mpg]] &br; [[ ページプリンタの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1610/1610-1-A.mpg]]  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_13_入出力デバイス.pdf,,キーボード・プリンタ等のいろいろな入出力装置の動作原理を理解する);| &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/ar_13_作業課題.pdf); |
|14| 1/08 |パイプライン|p96-106 | [[パイプライン:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Pipeline.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/パイプライン.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_14_パイプライン.pdf,,パイプライン方式による高速化について理解する);| &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/ar_14_作業課題.pdf); |
|14| 1/08 |パイプライン|p96-106 | [[パイプライン:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Pipeline.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/パイプライン.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_14_パイプライン.pdf,,パイプライン方式による高速化について理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|| 1/ |期末試験|||||

***評価 [#q66e4d97]
平常点(授業参加等) 30%  +  中間試験 30%  +  期末試験 40%~
平常点は、積極的な質問や問題提示に対して、加点する。~

山内へのコンタクト: 弦羇曖騎4541室、047-472-1176、メール:yamanouc at is.sci.toho-u.ac.jp (atを@に置き換えること)~
スケジュール: 授業枠はpepper.is.sci.toho-u.ac.jp、 通年スケジュールはwww.yy.is.sci.toho-u.ac.jpの左メニューで「カレンダー」

***ポインタ [#z834f638]
-[[CASL II / COMET II 仕様(ver. 2, H23/7/11付):http://www.jitec.jp/1_13download/shiken_yougo_ver2_0.pdf]]
-[[COMET II オンラインシミュレータ:http://www.officedaytime.com/dcaslj/index.html]]
-[[Intel Software Developer's Manual-Basic:http://download.intel.com/design/processor/manuals/253665.pdf]]
-MIPS クロスコンパイラ http://www.spacelan.ne.jp/~m-yana/micro/gnu/mips/mipsegcs.htm
[[山内の授業のページ]]

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**13年度秋学期 コンピュータアーキテクチャ [#n1b9ff0f]
水曜日2限~

金岡先生のクラスと同じ内容をカバーする予定。授業の進め方や試験・評価等は若干異なる可能性あり。

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。

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、森北出版)~
参考書:基本情報技術者試験学習テキスト1 テクノロジ系(浅井宗海、 実教出版、2009/12)~
    ITパスポート学習テキスト(浅井宗海、実教出版、2009/01)~
~
授業予定(as of 2013/09/17):
|  |日程 |テーマ   |教科書範囲| 予習スライド | 2012年版予習問題 | 確認問題 |
| 1| 9/25 |数の表現(1)|p41-46 |[[2進数の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryNumbers.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/2進数の原理.pdf,,上記PDFファイル);  |&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_1_数の表現(1).pdf,,2進数を確認する、2進⇔10進変換ができる);|&ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 2|10/02 |数の表現(2)|p41-46 | [[16進数の利用を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/HexadecimalNumbers.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/16進数での表現.pdf,,上記PDFファイル); &br;[[数の表現おまけ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/NumbersSupplement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/マイナスの数おまけ.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[マイナスの数の(補数)表現を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/NegativeNumbers.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/マイナスの数をどう表す?.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[小数の表現(固定小数点・浮動小数点表現)を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/FractionalNumbers.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/小数をどう表す?.pdf,,上記PDFファイル);  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_2_数の表現(2).pdf,,数の表現(2)、負数の2の補数表現、小数の表現を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf);  |
| 3|10/09 |演算の仕組(演算アルゴリズムと回路)|p47-55 | [[2進数の加減算の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryAddition.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/加減算の原理.pdf,,上記PDFファイル); &br;  [[2進数の乗算の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryMultiplication.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/乗算の原理.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_3_演算の仕組.pdf,,機械による加算・減算・乗算の計算方法を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 4|10/16 |命令とその実行の仕組|p12-23,&br;p24-26 | [[コンピュータの構造のあらまし:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ComputerStructure.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/コンピュータの構造概略.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[コンピュータは命令で動く:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/HowInstructionsWork.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/コンピュータは命令で動く.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[命令が実行される仕組:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ExecutionSteps.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令が実行される仕組.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_4_命令とその実行の仕組.pdf,,命令とは何か、どのように命令が実行されるのか、どのような命令があるのか、を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 5|10/23 |アドレッシング、命令セット、命令処理性能|p27-32 | [[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:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/InstructionFormat.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令の形式.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[CPI(命令当りサイクル数)・MIPS値を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ExecutionPerformance.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令の実行性能.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_5_アドレシング_命令セット_性能.pdf,,いろいろなアドレッシングを理解する、命令をセットとして考える、CPI・MIPS等の命令処理性能の考え方を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 6| 10/30 |アセンブラプログラム(1)|資料 | [[Comet-IIのプログラミング:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Comet-IIProgramming.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/1)COMET-IIのプログラミング.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[計算式と代入:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Assignment.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/2)計算式と代入.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[条件分岐とIF文:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IF-Statement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/3)条件分岐とIF文.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6_アセンブラプログラム(1).pdf,,単純な式計算や条件分岐を機械命令で書いてみる 〜 どのように命令を組み合わせるかを理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf);|
| 7|11/06 |アセンブラプログラム(2)〜ループ・配列 |資料 | [[ループを書く:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/For-Statement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/4)ループを書く.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[配列と指標アドレシング:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IndexAddressing.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/5)配列と指標アドレシング.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_7_アセンブラプログラム(2).pdf,,アセンブラプログラムでループの書き方、配列の処理の仕方を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 8|11/13 |ハーバードアーキテクチャ・RISCとCISC、(中間試験)、|p33-49,&br;p56-63 | [[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:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/RiscCisc_HarvardArchitecture.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/CISCとRISC.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_8_ハーバードアーキテクチャ.pdf,,いろいろなCPUでの命令の体系・実行方法の違いを理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 9|11/20 |メモリとメモリ装置、|p64-77 | [[メモリの概念:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/WhatIsMemory.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリの考え方.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[半導体メモリのいろいろ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryICDevice.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリデバイス.pdf,,上記PDFファイル);&br; [[磁気メモリ・光学メモリ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryOtherDevice.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリデバイス2.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_9_メモリ_メモリ装置.pdf,,いろいろなメモリ素子・装置の仕組・性質を理解する);|  &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|10|11/27 |メモリ階層とキャッシュメモリ |p78-88 | [[メモリ階層とキャッシュメモリ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryHierarchyAndCache.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/階層とキャッシュ.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_10_メモリ階層_キャッシュ.pdf,,メモリの階層に基く高速化の手法(キャッシュ・仮想メモリ)を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|11|12/04 |キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデル |p78-88 | [[キャッシュの追い出し:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Cache-Replace.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/キャッシュの追い出し.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_11_マッピング方式_不一致.pdf,,キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデルについて理解する);| ;&ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|12|12/11 |割込み・入出力アーキテクチャ |p89-95 | [[割込み:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Interrupt.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/割込みとは.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[入出力の接続法(アーキテクチャ):http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IO-Architecture.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/入出力アーキテクチャ.pdf,,上記PDFファイル);  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_12_割込_入出力アーキテクチャ.pdf,,割込みの原理と使い方、入出力のCPUからの制御法について理解する);|&ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|13|12/18 |入出力デバイス|p107-116 | [[各入出力装置の動作原理:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IO-Devices.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/各装置の動作原理.pdf,,上記PDFファイル); &br; 以下教材用ビデオへのリンク &br; [[ 機械式マウスの動作1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-1-A.mpg]] &br; [[ 機械式マウスの動作2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-2-A.mpg]] &br; [[ 光学式マウスの動作1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-3-A.mpg]] &br; [[ 光学式マウスの動作2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-4-A.mpg]] &br; [[ キーボードの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1304/1304-1-A.mpg]] &br; [[ ディスプレイの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1605/1605-1-A.mpg]] &br; [[ インクジェットプリンタの仕組1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1608/1608-1-A.mpg]] &br; [[ インクジェットプリンタの仕組2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1680/1608-2-A.mpg]] &br; [[ ページプリンタの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1610/1610-1-A.mpg]]  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_13_入出力デバイス.pdf,,キーボード・プリンタ等のいろいろな入出力装置の動作原理を理解する);| &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/ar_13_作業課題.pdf); |
|13|12/18 |入出力デバイス|p107-116 | [[各入出力装置の動作原理:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IO-Devices.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/各装置の動作原理.pdf,,上記PDFファイル); &br; 以下教材用ビデオへのリンク &br; [[ 機械式マウスの動作1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-1-A.mpg]] &br; [[ 機械式マウスの動作2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-2-A.mpg]] &br; [[ 光学式マウスの動作1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-3-A.mpg]] &br; [[ 光学式マウスの動作2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-4-A.mpg]] &br; [[ キーボードの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1304/1304-1-A.mpg]] &br; [[ ディスプレイの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1605/1605-1-A.mpg]] &br; [[ インクジェットプリンタの仕組1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1608/1608-1-A.mpg]] &br; [[ インクジェットプリンタの仕組2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1680/1608-2-A.mpg]] &br; [[ ページプリンタの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1610/1610-1-A.mpg]]  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_13_入出力デバイス.pdf,,キーボード・プリンタ等のいろいろな入出力装置の動作原理を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|14| 1/08 |パイプライン|p96-106 | [[パイプライン:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Pipeline.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/パイプライン.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_14_パイプライン.pdf,,パイプライン方式による高速化について理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|| 1/ |期末試験|||||

***評価 [#q66e4d97]
平常点(授業参加等) 30%  +  中間試験 30%  +  期末試験 40%~
平常点は、積極的な質問や問題提示に対して、加点する。~

山内へのコンタクト: 弦羇曖騎4541室、047-472-1176、メール:yamanouc at is.sci.toho-u.ac.jp (atを@に置き換えること)~
スケジュール: 授業枠はpepper.is.sci.toho-u.ac.jp、 通年スケジュールはwww.yy.is.sci.toho-u.ac.jpの左メニューで「カレンダー」

***ポインタ [#z834f638]
-[[CASL II / COMET II 仕様(ver. 2, H23/7/11付):http://www.jitec.jp/1_13download/shiken_yougo_ver2_0.pdf]]
-[[COMET II オンラインシミュレータ:http://www.officedaytime.com/dcaslj/index.html]]
-[[Intel Software Developer's Manual-Basic:http://download.intel.com/design/processor/manuals/253665.pdf]]
-MIPS クロスコンパイラ http://www.spacelan.ne.jp/~m-yana/micro/gnu/mips/mipsegcs.htm
[[山内の授業のページ]]

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**13年度秋学期 コンピュータアーキテクチャ [#n1b9ff0f]
水曜日2限~

金岡先生のクラスと同じ内容をカバーする予定。授業の進め方や試験・評価等は若干異なる可能性あり。

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。

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、森北出版)~
参考書:基本情報技術者試験学習テキスト1 テクノロジ系(浅井宗海、 実教出版、2009/12)~
    ITパスポート学習テキスト(浅井宗海、実教出版、2009/01)~
~
授業の進め方~
理解しなければならない内容が多いので、基本は&color(red){自習}で勉強して下さい。内容についての講義はほとんどしません。~
その代わり、分からないときは出来る限りつき合います。~
  1) 自習の結果よく分からなかったことや疑問に思ったことを、あらかじめ(=授業より前に)&color(red){質問シート}にメモしてきて下さい。~
  2) そのメモを使って、授業中に&color(red){質問}して下さい。授業の殆どの時間を質問とその説明に使います。~
  3) といっても、質問が出ないと困るので、授業後半で簡単な演習問題を考えてもらいます。この演習について更にわからないところを質問して下さい。~
授業終了時に、質問シートと、演習問題の結果を回収します。~
~
授業予定(as of 2013/09/17):
|  |日程 |テーマ   |教科書範囲| 予習スライド | 2012年版予習問題 | 確認問題 |
| 1| 9/25 |数の表現(1)|p41-46 |[[2進数の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryNumbers.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/2進数の原理.pdf,,上記PDFファイル);  |&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_1_数の表現(1).pdf,,2進数を確認する、2進⇔10進変換ができる);|&ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 2|10/02 |数の表現(2)|p41-46 | [[16進数の利用を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/HexadecimalNumbers.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/16進数での表現.pdf,,上記PDFファイル); &br;[[数の表現おまけ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/NumbersSupplement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/マイナスの数おまけ.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[マイナスの数の(補数)表現を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/NegativeNumbers.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/マイナスの数をどう表す?.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[小数の表現(固定小数点・浮動小数点表現)を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/FractionalNumbers.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/小数をどう表す?.pdf,,上記PDFファイル);  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_2_数の表現(2).pdf,,数の表現(2)、負数の2の補数表現、小数の表現を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf);  |
| 3|10/09 |演算の仕組(演算アルゴリズムと回路)|p47-55 | [[2進数の加減算の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryAddition.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/加減算の原理.pdf,,上記PDFファイル); &br;  [[2進数の乗算の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryMultiplication.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/乗算の原理.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_3_演算の仕組.pdf,,機械による加算・減算・乗算の計算方法を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 4|10/16 |命令とその実行の仕組|p12-23,&br;p24-26 | [[コンピュータの構造のあらまし:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ComputerStructure.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/コンピュータの構造概略.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[コンピュータは命令で動く:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/HowInstructionsWork.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/コンピュータは命令で動く.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[命令が実行される仕組:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ExecutionSteps.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令が実行される仕組.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_4_命令とその実行の仕組.pdf,,命令とは何か、どのように命令が実行されるのか、どのような命令があるのか、を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 5|10/23 |アドレッシング、命令セット、命令処理性能|p27-32 | [[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:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/InstructionFormat.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令の形式.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[CPI(命令当りサイクル数)・MIPS値を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ExecutionPerformance.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令の実行性能.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_5_アドレシング_命令セット_性能.pdf,,いろいろなアドレッシングを理解する、命令をセットとして考える、CPI・MIPS等の命令処理性能の考え方を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 6| 10/30 |アセンブラプログラム(1)|資料 | [[Comet-IIのプログラミング:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Comet-IIProgramming.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/1)COMET-IIのプログラミング.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[計算式と代入:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Assignment.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/2)計算式と代入.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[条件分岐とIF文:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IF-Statement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/3)条件分岐とIF文.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6_アセンブラプログラム(1).pdf,,単純な式計算や条件分岐を機械命令で書いてみる 〜 どのように命令を組み合わせるかを理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf);|
| 7|11/06 |アセンブラプログラム(2)〜ループ・配列 |資料 | [[ループを書く:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/For-Statement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/4)ループを書く.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[配列と指標アドレシング:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IndexAddressing.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/5)配列と指標アドレシング.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_7_アセンブラプログラム(2).pdf,,アセンブラプログラムでループの書き方、配列の処理の仕方を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 8|11/13 |ハーバードアーキテクチャ・RISCとCISC、(中間試験)、|p33-49,&br;p56-63 | [[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:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/RiscCisc_HarvardArchitecture.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/CISCとRISC.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_8_ハーバードアーキテクチャ.pdf,,いろいろなCPUでの命令の体系・実行方法の違いを理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 9|11/20 |メモリとメモリ装置、|p64-77 | [[メモリの概念:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/WhatIsMemory.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリの考え方.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[半導体メモリのいろいろ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryICDevice.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリデバイス.pdf,,上記PDFファイル);&br; [[磁気メモリ・光学メモリ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryOtherDevice.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリデバイス2.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_9_メモリ_メモリ装置.pdf,,いろいろなメモリ素子・装置の仕組・性質を理解する);|  &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|10|11/27 |メモリ階層とキャッシュメモリ |p78-88 | [[メモリ階層とキャッシュメモリ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryHierarchyAndCache.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/階層とキャッシュ.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_10_メモリ階層_キャッシュ.pdf,,メモリの階層に基く高速化の手法(キャッシュ・仮想メモリ)を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|11|12/04 |キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデル |p78-88 | [[キャッシュの追い出し:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Cache-Replace.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/キャッシュの追い出し.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_11_マッピング方式_不一致.pdf,,キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデルについて理解する);| ;&ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|12|12/11 |割込み・入出力アーキテクチャ |p89-95 | [[割込み:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Interrupt.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/割込みとは.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[入出力の接続法(アーキテクチャ):http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IO-Architecture.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/入出力アーキテクチャ.pdf,,上記PDFファイル);  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_12_割込_入出力アーキテクチャ.pdf,,割込みの原理と使い方、入出力のCPUからの制御法について理解する);|&ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|13|12/18 |入出力デバイス|p107-116 | [[各入出力装置の動作原理:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IO-Devices.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/各装置の動作原理.pdf,,上記PDFファイル); &br; 以下教材用ビデオへのリンク &br; [[ 機械式マウスの動作1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-1-A.mpg]] &br; [[ 機械式マウスの動作2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-2-A.mpg]] &br; [[ 光学式マウスの動作1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-3-A.mpg]] &br; [[ 光学式マウスの動作2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-4-A.mpg]] &br; [[ キーボードの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1304/1304-1-A.mpg]] &br; [[ ディスプレイの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1605/1605-1-A.mpg]] &br; [[ インクジェットプリンタの仕組1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1608/1608-1-A.mpg]] &br; [[ インクジェットプリンタの仕組2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1680/1608-2-A.mpg]] &br; [[ ページプリンタの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1610/1610-1-A.mpg]]  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_13_入出力デバイス.pdf,,キーボード・プリンタ等のいろいろな入出力装置の動作原理を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|14| 1/08 |パイプライン|p96-106 | [[パイプライン:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Pipeline.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/パイプライン.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_14_パイプライン.pdf,,パイプライン方式による高速化について理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|| 1/ |期末試験|||||

***評価 [#q66e4d97]
平常点(授業参加等) 30%  +  中間試験 30%  +  期末試験 40%~
平常点は、積極的な質問や問題提示に対して、加点する。~

山内へのコンタクト: 弦羇曖騎4541室、047-472-1176、メール:yamanouc at is.sci.toho-u.ac.jp (atを@に置き換えること)~
スケジュール: 授業枠はpepper.is.sci.toho-u.ac.jp、 通年スケジュールはwww.yy.is.sci.toho-u.ac.jpの左メニューで「カレンダー」

***ポインタ [#z834f638]
-[[CASL II / COMET II 仕様(ver. 2, H23/7/11付):http://www.jitec.jp/1_13download/shiken_yougo_ver2_0.pdf]]
-[[COMET II オンラインシミュレータ:http://www.officedaytime.com/dcaslj/index.html]]
-[[Intel Software Developer's Manual-Basic:http://download.intel.com/design/processor/manuals/253665.pdf]]
-MIPS クロスコンパイラ http://www.spacelan.ne.jp/~m-yana/micro/gnu/mips/mipsegcs.htm
[[山内の授業のページ]]

アクセス数 &counter();  このページの最終更新 &lastmod();

**13年度秋学期 コンピュータアーキテクチャ [#n1b9ff0f]
水曜日2限~

金岡先生のクラスと同じ内容をカバーする予定。授業の進め方や試験・評価等は若干異なる可能性あり。

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。

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、森北出版)~
参考書:基本情報技術者試験学習テキスト1 テクノロジ系(浅井宗海、 実教出版、2009/12)~
    ITパスポート学習テキスト(浅井宗海、実教出版、2009/01)~
~
授業の進め方~
理解しなければならない内容が多いので、基本は&color(red){自習}で勉強して下さい。内容についての講義はほとんどしません。~
理解しなければならない内容が多いのと、自分で勉強する習慣を付けてほしいので、基本は&color(red){自習};で勉強して下さい。授業は「基本わかっているもの」として、演習形式で行います。 内容についての講義はほとんどしません。~
その代わり、分からないときは出来る限りつき合います。~
  1) 自習の結果よく分からなかったことや疑問に思ったことを、あらかじめ(=授業より前に)&color(red){質問シート}にメモしてきて下さい。~
  2) そのメモを使って、授業中に&color(red){質問}して下さい。授業の殆どの時間を質問とその説明に使います。~
  1) 自習の結果よく分からなかったことや疑問に思ったことを、あらかじめ(=授業より前に)&color(red){質問シート};にメモしてきて下さい。~
  2) そのメモを使って、授業中に&color(red);{質問}して下さい。授業の殆どの時間を質問とその説明に使います。~
  3) といっても、質問が出ないと困るので、授業後半で簡単な演習問題を考えてもらいます。この演習について更にわからないところを質問して下さい。~
  4) 授業時間外での質問も歓迎します。オフィスアワーの他、メールでの質問や、メールで時間を約束して質問に来るのもOKです。~
授業終了時に、質問シートと、演習問題の結果を回収します。~
~
授業予定(as of 2013/09/17):
|  |日程 |テーマ   |教科書範囲| 予習スライド | 2012年版予習問題 | 確認問題 |
| 1| 9/25 |数の表現(1)|p41-46 |[[2進数の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryNumbers.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/2進数の原理.pdf,,上記PDFファイル);  |&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_1_数の表現(1).pdf,,2進数を確認する、2進⇔10進変換ができる);|&ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 2|10/02 |数の表現(2)|p41-46 | [[16進数の利用を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/HexadecimalNumbers.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/16進数での表現.pdf,,上記PDFファイル); &br;[[数の表現おまけ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/NumbersSupplement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/マイナスの数おまけ.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[マイナスの数の(補数)表現を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/NegativeNumbers.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/マイナスの数をどう表す?.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[小数の表現(固定小数点・浮動小数点表現)を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/FractionalNumbers.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/小数をどう表す?.pdf,,上記PDFファイル);  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_2_数の表現(2).pdf,,数の表現(2)、負数の2の補数表現、小数の表現を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf);  |
| 3|10/09 |演算の仕組(演算アルゴリズムと回路)|p47-55 | [[2進数の加減算の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryAddition.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/加減算の原理.pdf,,上記PDFファイル); &br;  [[2進数の乗算の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryMultiplication.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/乗算の原理.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_3_演算の仕組.pdf,,機械による加算・減算・乗算の計算方法を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 4|10/16 |命令とその実行の仕組|p12-23,&br;p24-26 | [[コンピュータの構造のあらまし:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ComputerStructure.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/コンピュータの構造概略.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[コンピュータは命令で動く:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/HowInstructionsWork.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/コンピュータは命令で動く.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[命令が実行される仕組:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ExecutionSteps.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令が実行される仕組.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_4_命令とその実行の仕組.pdf,,命令とは何か、どのように命令が実行されるのか、どのような命令があるのか、を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 5|10/23 |アドレッシング、命令セット、命令処理性能|p27-32 | [[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:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/InstructionFormat.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令の形式.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[CPI(命令当りサイクル数)・MIPS値を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ExecutionPerformance.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令の実行性能.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_5_アドレシング_命令セット_性能.pdf,,いろいろなアドレッシングを理解する、命令をセットとして考える、CPI・MIPS等の命令処理性能の考え方を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 6| 10/30 |アセンブラプログラム(1)|資料 | [[Comet-IIのプログラミング:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Comet-IIProgramming.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/1)COMET-IIのプログラミング.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[計算式と代入:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Assignment.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/2)計算式と代入.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[条件分岐とIF文:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IF-Statement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/3)条件分岐とIF文.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6_アセンブラプログラム(1).pdf,,単純な式計算や条件分岐を機械命令で書いてみる 〜 どのように命令を組み合わせるかを理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf);|
| 7|11/06 |アセンブラプログラム(2)〜ループ・配列 |資料 | [[ループを書く:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/For-Statement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/4)ループを書く.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[配列と指標アドレシング:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IndexAddressing.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/5)配列と指標アドレシング.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_7_アセンブラプログラム(2).pdf,,アセンブラプログラムでループの書き方、配列の処理の仕方を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 8|11/13 |ハーバードアーキテクチャ・RISCとCISC、(中間試験)、|p33-49,&br;p56-63 | [[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:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/RiscCisc_HarvardArchitecture.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/CISCとRISC.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_8_ハーバードアーキテクチャ.pdf,,いろいろなCPUでの命令の体系・実行方法の違いを理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 9|11/20 |メモリとメモリ装置、|p64-77 | [[メモリの概念:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/WhatIsMemory.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリの考え方.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[半導体メモリのいろいろ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryICDevice.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリデバイス.pdf,,上記PDFファイル);&br; [[磁気メモリ・光学メモリ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryOtherDevice.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリデバイス2.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_9_メモリ_メモリ装置.pdf,,いろいろなメモリ素子・装置の仕組・性質を理解する);|  &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|10|11/27 |メモリ階層とキャッシュメモリ |p78-88 | [[メモリ階層とキャッシュメモリ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryHierarchyAndCache.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/階層とキャッシュ.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_10_メモリ階層_キャッシュ.pdf,,メモリの階層に基く高速化の手法(キャッシュ・仮想メモリ)を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|11|12/04 |キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデル |p78-88 | [[キャッシュの追い出し:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Cache-Replace.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/キャッシュの追い出し.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_11_マッピング方式_不一致.pdf,,キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデルについて理解する);| ;&ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|12|12/11 |割込み・入出力アーキテクチャ |p89-95 | [[割込み:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Interrupt.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/割込みとは.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[入出力の接続法(アーキテクチャ):http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IO-Architecture.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/入出力アーキテクチャ.pdf,,上記PDFファイル);  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_12_割込_入出力アーキテクチャ.pdf,,割込みの原理と使い方、入出力のCPUからの制御法について理解する);|&ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|13|12/18 |入出力デバイス|p107-116 | [[各入出力装置の動作原理:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IO-Devices.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/各装置の動作原理.pdf,,上記PDFファイル); &br; 以下教材用ビデオへのリンク &br; [[ 機械式マウスの動作1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-1-A.mpg]] &br; [[ 機械式マウスの動作2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-2-A.mpg]] &br; [[ 光学式マウスの動作1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-3-A.mpg]] &br; [[ 光学式マウスの動作2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-4-A.mpg]] &br; [[ キーボードの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1304/1304-1-A.mpg]] &br; [[ ディスプレイの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1605/1605-1-A.mpg]] &br; [[ インクジェットプリンタの仕組1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1608/1608-1-A.mpg]] &br; [[ インクジェットプリンタの仕組2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1680/1608-2-A.mpg]] &br; [[ ページプリンタの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1610/1610-1-A.mpg]]  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_13_入出力デバイス.pdf,,キーボード・プリンタ等のいろいろな入出力装置の動作原理を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|14| 1/08 |パイプライン|p96-106 | [[パイプライン:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Pipeline.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/パイプライン.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_14_パイプライン.pdf,,パイプライン方式による高速化について理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|| 1/ |期末試験|||||

***評価 [#q66e4d97]
平常点(授業参加等) 30%  +  中間試験 30%  +  期末試験 40%~
平常点は、積極的な質問や問題提示に対して、加点する。~

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スケジュール: 授業枠はpepper.is.sci.toho-u.ac.jp、 通年スケジュールはwww.yy.is.sci.toho-u.ac.jpの左メニューで「カレンダー」

***ポインタ [#z834f638]
-[[CASL II / COMET II 仕様(ver. 2, H23/7/11付):http://www.jitec.jp/1_13download/shiken_yougo_ver2_0.pdf]]
-[[COMET II オンラインシミュレータ:http://www.officedaytime.com/dcaslj/index.html]]
-[[Intel Software Developer's Manual-Basic:http://download.intel.com/design/processor/manuals/253665.pdf]]
-MIPS クロスコンパイラ http://www.spacelan.ne.jp/~m-yana/micro/gnu/mips/mipsegcs.htm
[[山内の授業のページ]]

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**13年度秋学期 コンピュータアーキテクチャ [#n1b9ff0f]
水曜日2限~

金岡先生のクラスと同じ内容をカバーする予定。授業の進め方や試験・評価等は若干異なる可能性あり。

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。

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、森北出版)~
参考書:基本情報技術者試験学習テキスト1 テクノロジ系(浅井宗海、 実教出版、2009/12)~
    ITパスポート学習テキスト(浅井宗海、実教出版、2009/01)~
~
授業の進め方~
理解しなければならない内容が多いのと、自分で勉強する習慣を付けてほしいので、基本は&color(red){自習};で勉強して下さい。授業は「基本わかっているもの」として、演習形式で行います。 内容についての講義はほとんどしません。~
理解しなければならない内容が多いのと、自分で勉強する習慣を付けてほしいので、基本は&color(red){自習};で勉強して下さい。~
授業は「基本わかっているもの」として、演習形式で行います。内容についての講義はほとんどしません。~
その代わり、分からないときは出来る限りつき合います。~
  1) 自習の結果よく分からなかったことや疑問に思ったことを、あらかじめ(=授業より前に)&color(red){質問シート};にメモしてきて下さい。~
  2) そのメモを使って、授業中に&color(red);{質問}して下さい。授業の殆どの時間を質問とその説明に使います。~
  3) といっても、質問が出ないと困るので、授業後半で簡単な演習問題を考えてもらいます。この演習について更にわからないところを質問して下さい。~
  4) 授業時間外での質問も歓迎します。オフィスアワーの他、メールでの質問や、メールで時間を約束して質問に来るのもOKです。~
授業終了時に、質問シートと、演習問題の結果を回収します。~
~
授業予定(as of 2013/09/17):
|  |日程 |テーマ   |教科書範囲| 予習スライド | 2012年版予習問題 | 確認問題 |
| 1| 9/25 |数の表現(1)|p41-46 |[[2進数の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryNumbers.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/2進数の原理.pdf,,上記PDFファイル);  |&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_1_数の表現(1).pdf,,2進数を確認する、2進⇔10進変換ができる);|&ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 2|10/02 |数の表現(2)|p41-46 | [[16進数の利用を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/HexadecimalNumbers.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/16進数での表現.pdf,,上記PDFファイル); &br;[[数の表現おまけ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/NumbersSupplement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/マイナスの数おまけ.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[マイナスの数の(補数)表現を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/NegativeNumbers.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/マイナスの数をどう表す?.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[小数の表現(固定小数点・浮動小数点表現)を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/FractionalNumbers.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/小数をどう表す?.pdf,,上記PDFファイル);  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_2_数の表現(2).pdf,,数の表現(2)、負数の2の補数表現、小数の表現を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf);  |
| 3|10/09 |演算の仕組(演算アルゴリズムと回路)|p47-55 | [[2進数の加減算の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryAddition.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/加減算の原理.pdf,,上記PDFファイル); &br;  [[2進数の乗算の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryMultiplication.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/乗算の原理.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_3_演算の仕組.pdf,,機械による加算・減算・乗算の計算方法を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 4|10/16 |命令とその実行の仕組|p12-23,&br;p24-26 | [[コンピュータの構造のあらまし:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ComputerStructure.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/コンピュータの構造概略.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[コンピュータは命令で動く:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/HowInstructionsWork.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/コンピュータは命令で動く.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[命令が実行される仕組:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ExecutionSteps.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令が実行される仕組.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_4_命令とその実行の仕組.pdf,,命令とは何か、どのように命令が実行されるのか、どのような命令があるのか、を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 5|10/23 |アドレッシング、命令セット、命令処理性能|p27-32 | [[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:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/InstructionFormat.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令の形式.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[CPI(命令当りサイクル数)・MIPS値を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ExecutionPerformance.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令の実行性能.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_5_アドレシング_命令セット_性能.pdf,,いろいろなアドレッシングを理解する、命令をセットとして考える、CPI・MIPS等の命令処理性能の考え方を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 6| 10/30 |アセンブラプログラム(1)|資料 | [[Comet-IIのプログラミング:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Comet-IIProgramming.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/1)COMET-IIのプログラミング.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[計算式と代入:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Assignment.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/2)計算式と代入.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[条件分岐とIF文:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IF-Statement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/3)条件分岐とIF文.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6_アセンブラプログラム(1).pdf,,単純な式計算や条件分岐を機械命令で書いてみる 〜 どのように命令を組み合わせるかを理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf);|
| 7|11/06 |アセンブラプログラム(2)〜ループ・配列 |資料 | [[ループを書く:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/For-Statement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/4)ループを書く.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[配列と指標アドレシング:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IndexAddressing.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/5)配列と指標アドレシング.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_7_アセンブラプログラム(2).pdf,,アセンブラプログラムでループの書き方、配列の処理の仕方を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 8|11/13 |ハーバードアーキテクチャ・RISCとCISC、(中間試験)、|p33-49,&br;p56-63 | [[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:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/RiscCisc_HarvardArchitecture.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/CISCとRISC.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_8_ハーバードアーキテクチャ.pdf,,いろいろなCPUでの命令の体系・実行方法の違いを理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 9|11/20 |メモリとメモリ装置、|p64-77 | [[メモリの概念:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/WhatIsMemory.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリの考え方.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[半導体メモリのいろいろ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryICDevice.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリデバイス.pdf,,上記PDFファイル);&br; [[磁気メモリ・光学メモリ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryOtherDevice.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリデバイス2.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_9_メモリ_メモリ装置.pdf,,いろいろなメモリ素子・装置の仕組・性質を理解する);|  &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|10|11/27 |メモリ階層とキャッシュメモリ |p78-88 | [[メモリ階層とキャッシュメモリ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryHierarchyAndCache.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/階層とキャッシュ.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_10_メモリ階層_キャッシュ.pdf,,メモリの階層に基く高速化の手法(キャッシュ・仮想メモリ)を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|11|12/04 |キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデル |p78-88 | [[キャッシュの追い出し:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Cache-Replace.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/キャッシュの追い出し.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_11_マッピング方式_不一致.pdf,,キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデルについて理解する);| ;&ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|12|12/11 |割込み・入出力アーキテクチャ |p89-95 | [[割込み:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Interrupt.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/割込みとは.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[入出力の接続法(アーキテクチャ):http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IO-Architecture.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/入出力アーキテクチャ.pdf,,上記PDFファイル);  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_12_割込_入出力アーキテクチャ.pdf,,割込みの原理と使い方、入出力のCPUからの制御法について理解する);|&ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|13|12/18 |入出力デバイス|p107-116 | [[各入出力装置の動作原理:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IO-Devices.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/各装置の動作原理.pdf,,上記PDFファイル); &br; 以下教材用ビデオへのリンク &br; [[ 機械式マウスの動作1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-1-A.mpg]] &br; [[ 機械式マウスの動作2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-2-A.mpg]] &br; [[ 光学式マウスの動作1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-3-A.mpg]] &br; [[ 光学式マウスの動作2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-4-A.mpg]] &br; [[ キーボードの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1304/1304-1-A.mpg]] &br; [[ ディスプレイの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1605/1605-1-A.mpg]] &br; [[ インクジェットプリンタの仕組1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1608/1608-1-A.mpg]] &br; [[ インクジェットプリンタの仕組2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1680/1608-2-A.mpg]] &br; [[ ページプリンタの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1610/1610-1-A.mpg]]  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_13_入出力デバイス.pdf,,キーボード・プリンタ等のいろいろな入出力装置の動作原理を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|14| 1/08 |パイプライン|p96-106 | [[パイプライン:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Pipeline.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/パイプライン.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_14_パイプライン.pdf,,パイプライン方式による高速化について理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|| 1/ |期末試験|||||

***評価 [#q66e4d97]
平常点(授業参加等) 30%  +  中間試験 30%  +  期末試験 40%~
平常点は、積極的な質問や問題提示に対して、加点する。~

山内へのコンタクト: 弦羇曖騎4541室、047-472-1176、メール:yamanouc at is.sci.toho-u.ac.jp (atを@に置き換えること)~
スケジュール: 授業枠はpepper.is.sci.toho-u.ac.jp、 通年スケジュールはwww.yy.is.sci.toho-u.ac.jpの左メニューで「カレンダー」

***ポインタ [#z834f638]
-[[CASL II / COMET II 仕様(ver. 2, H23/7/11付):http://www.jitec.jp/1_13download/shiken_yougo_ver2_0.pdf]]
-[[COMET II オンラインシミュレータ:http://www.officedaytime.com/dcaslj/index.html]]
-[[Intel Software Developer's Manual-Basic:http://download.intel.com/design/processor/manuals/253665.pdf]]
-MIPS クロスコンパイラ http://www.spacelan.ne.jp/~m-yana/micro/gnu/mips/mipsegcs.htm
[[山内の授業のページ]]

アクセス数 &counter();  このページの最終更新 &lastmod();

**13年度秋学期 コンピュータアーキテクチャ [#n1b9ff0f]
水曜日2限~

金岡先生のクラスと同じ内容をカバーする予定。授業の進め方や試験・評価等は若干異なる可能性あり。

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。

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、森北出版)~
参考書:基本情報技術者試験学習テキスト1 テクノロジ系(浅井宗海、 実教出版、2009/12)~
    ITパスポート学習テキスト(浅井宗海、実教出版、2009/01)~
~
授業の進め方~
理解しなければならない内容が多いのと、自分で勉強する習慣を付けてほしいので、基本は&color(red){自習};で勉強して下さい。~
授業は「基本わかっているもの」として、演習形式で行います。内容についての講義はほとんどしません。~
その代わり、分からないときは出来る限りつき合います。~
  1) 自習の結果よく分からなかったことや疑問に思ったことを、あらかじめ(=授業より前に)&color(red){質問シート};にメモしてきて下さい。~
  2) そのメモを使って、授業中に&color(red);{質問}して下さい。授業の殆どの時間を質問とその説明に使います。~
  3) といっても、質問が出ないと困るので、授業後半で簡単な演習問題を考えてもらいます。この演習について更にわからないところを質問して下さい。~
  4) 授業時間外での質問も歓迎します。オフィスアワーの他、メールでの質問や、メールで時間を約束して質問に来るのもOKです。~
授業終了時に、質問シートと、演習問題の結果を回収します。~
~
授業予定(as of 2013/09/17):
|  |日程 |テーマ   |教科書範囲| 予習スライド | 2012年版予習問題 | 確認問題 |
| 1| 9/25 |数の表現(1)|p41-46 |[[2進数の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryNumbers.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/2進数の原理.pdf,,上記PDFファイル);  |&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_1_数の表現(1).pdf,,2進数を確認する、2進⇔10進変換ができる);|&ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 2|10/02 |数の表現(2)|p41-46 | [[16進数の利用を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/HexadecimalNumbers.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/16進数での表現.pdf,,上記PDFファイル); &br;[[数の表現おまけ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/NumbersSupplement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/マイナスの数おまけ.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[マイナスの数の(補数)表現を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/NegativeNumbers.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/マイナスの数をどう表す?.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[小数の表現(固定小数点・浮動小数点表現)を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/FractionalNumbers.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/小数をどう表す?.pdf,,上記PDFファイル);  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_2_数の表現(2).pdf,,数の表現(2)、負数の2の補数表現、小数の表現を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf);  |
| 3|10/09 |演算の仕組(演算アルゴリズムと回路)|p47-55 | [[2進数の加減算の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryAddition.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/加減算の原理.pdf,,上記PDFファイル); &br;  [[2進数の乗算の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryMultiplication.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/乗算の原理.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_3_演算の仕組.pdf,,機械による加算・減算・乗算の計算方法を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 4|10/16 |命令とその実行の仕組|p12-23,&br;p24-26 | [[コンピュータの構造のあらまし:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ComputerStructure.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/コンピュータの構造概略.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[コンピュータは命令で動く:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/HowInstructionsWork.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/コンピュータは命令で動く.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[命令が実行される仕組:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ExecutionSteps.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令が実行される仕組.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_4_命令とその実行の仕組.pdf,,命令とは何か、どのように命令が実行されるのか、どのような命令があるのか、を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 5|10/23 |アドレッシング、命令セット、命令処理性能|p27-32 | [[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:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/InstructionFormat.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令の形式.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[CPI(命令当りサイクル数)・MIPS値を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ExecutionPerformance.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令の実行性能.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_5_アドレシング_命令セット_性能.pdf,,いろいろなアドレッシングを理解する、命令をセットとして考える、CPI・MIPS等の命令処理性能の考え方を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 6| 10/30 |アセンブラプログラム(1)|資料 | [[Comet-IIのプログラミング:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Comet-IIProgramming.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/1)COMET-IIのプログラミング.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[計算式と代入:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Assignment.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/2)計算式と代入.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[条件分岐とIF文:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IF-Statement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/3)条件分岐とIF文.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6_アセンブラプログラム(1).pdf,,単純な式計算や条件分岐を機械命令で書いてみる 〜 どのように命令を組み合わせるかを理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf);|
| 7|11/06 |アセンブラプログラム(2)〜ループ・配列 |資料 | [[ループを書く:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/For-Statement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/4)ループを書く.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[配列と指標アドレシング:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IndexAddressing.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/5)配列と指標アドレシング.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_7_アセンブラプログラム(2).pdf,,アセンブラプログラムでループの書き方、配列の処理の仕方を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 8|11/13 |ハーバードアーキテクチャ・RISCとCISC、(中間試験)、|p33-49,&br;p56-63 | [[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:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/RiscCisc_HarvardArchitecture.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/CISCとRISC.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_8_ハーバードアーキテクチャ.pdf,,いろいろなCPUでの命令の体系・実行方法の違いを理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 9|11/20 |メモリとメモリ装置、|p64-77 | [[メモリの概念:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/WhatIsMemory.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリの考え方.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[半導体メモリのいろいろ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryICDevice.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリデバイス.pdf,,上記PDFファイル);&br; [[磁気メモリ・光学メモリ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryOtherDevice.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリデバイス2.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_9_メモリ_メモリ装置.pdf,,いろいろなメモリ素子・装置の仕組・性質を理解する);|  &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|10|11/27 |メモリ階層とキャッシュメモリ |p78-88 | [[メモリ階層とキャッシュメモリ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryHierarchyAndCache.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/階層とキャッシュ.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_10_メモリ階層_キャッシュ.pdf,,メモリの階層に基く高速化の手法(キャッシュ・仮想メモリ)を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|11|12/04 |キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデル |p78-88 | [[キャッシュの追い出し:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Cache-Replace.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/キャッシュの追い出し.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_11_マッピング方式_不一致.pdf,,キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデルについて理解する);| ;&ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|12|12/11 |割込み・入出力アーキテクチャ |p89-95 | [[割込み:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Interrupt.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/割込みとは.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[入出力の接続法(アーキテクチャ):http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IO-Architecture.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/入出力アーキテクチャ.pdf,,上記PDFファイル);  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_12_割込_入出力アーキテクチャ.pdf,,割込みの原理と使い方、入出力のCPUからの制御法について理解する);|&ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|13|12/18 |入出力デバイス|p107-116 | [[各入出力装置の動作原理:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IO-Devices.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/各装置の動作原理.pdf,,上記PDFファイル); &br; 以下教材用ビデオへのリンク &br; [[ 機械式マウスの動作1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-1-A.mpg]] &br; [[ 機械式マウスの動作2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-2-A.mpg]] &br; [[ 光学式マウスの動作1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-3-A.mpg]] &br; [[ 光学式マウスの動作2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-4-A.mpg]] &br; [[ キーボードの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1304/1304-1-A.mpg]] &br; [[ ディスプレイの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1605/1605-1-A.mpg]] &br; [[ インクジェットプリンタの仕組1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1608/1608-1-A.mpg]] &br; [[ インクジェットプリンタの仕組2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1680/1608-2-A.mpg]] &br; [[ ページプリンタの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1610/1610-1-A.mpg]]  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_13_入出力デバイス.pdf,,キーボード・プリンタ等のいろいろな入出力装置の動作原理を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|14| 1/08 |パイプライン|p96-106 | [[パイプライン:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Pipeline.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/パイプライン.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_14_パイプライン.pdf,,パイプライン方式による高速化について理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|| 1/ |期末試験|||||

***評価 [#q66e4d97]
平常点(授業参加等) 30%  +  中間試験 30%  +  期末試験 40%~
平常点は、積極的な質問や問題提示に対して、加点する。~

授業ホームページ: http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp をアクセス~
   ⇒ 左欄メニューの「授業のページ」 ⇒ 「2013年度授業  秋 コンピュータアーキテクチャ」
山内へのコンタクト: 弦羇曖騎4541室、047-472-1176、メール:yamanouc at is.sci.toho-u.ac.jp (atを@に置き換えること)~
スケジュール: 授業枠はpepper.is.sci.toho-u.ac.jp、 通年スケジュールはwww.yy.is.sci.toho-u.ac.jpの左メニューで「カレンダー」

***ポインタ [#z834f638]
-[[CASL II / COMET II 仕様(ver. 2, H23/7/11付):http://www.jitec.jp/1_13download/shiken_yougo_ver2_0.pdf]]
-[[COMET II オンラインシミュレータ:http://www.officedaytime.com/dcaslj/index.html]]
-[[Intel Software Developer's Manual-Basic:http://download.intel.com/design/processor/manuals/253665.pdf]]
-MIPS クロスコンパイラ http://www.spacelan.ne.jp/~m-yana/micro/gnu/mips/mipsegcs.htm
[[山内の授業のページ]]

アクセス数 &counter();  このページの最終更新 &lastmod();

**13年度秋学期 コンピュータアーキテクチャ [#n1b9ff0f]
水曜日2限~

金岡先生のクラスと同じ内容をカバーする予定。授業の進め方や試験・評価等は若干異なる可能性あり。

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。

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、森北出版)~
参考書:基本情報技術者試験学習テキスト1 テクノロジ系(浅井宗海、 実教出版、2009/12)~
    ITパスポート学習テキスト(浅井宗海、実教出版、2009/01)~
~
授業の進め方~
理解しなければならない内容が多いのと、自分で勉強する習慣を付けてほしいので、基本は&color(red){自習};で勉強して下さい。~
授業は「基本わかっているもの」として、演習形式で行います。内容についての講義はほとんどしません。~
その代わり、分からないときは出来る限りつき合います。~
  1) 自習の結果よく分からなかったことや疑問に思ったことを、あらかじめ(=授業より前に)&color(red){質問シート};にメモしてきて下さい。~
  2) そのメモを使って、授業中に&color(red);{質問}して下さい。授業の殆どの時間を質問とその説明に使います。~
  3) といっても、質問が出ないと困るので、授業後半で簡単な演習問題を考えてもらいます。この演習について更にわからないところを質問して下さい。~
  4) 授業時間外での質問も歓迎します。オフィスアワーの他、メールでの質問や、メールで時間を約束して質問に来るのもOKです。~
授業終了時に、質問シートと、演習問題の結果を回収します。~
~
授業予定(as of 2013/09/17):
|  |日程 |テーマ   |教科書範囲| 予習スライド | 2012年版予習問題 | 確認問題 |
| 1| 9/25 |数の表現(1)|p41-46 |[[2進数の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryNumbers.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/2進数の原理.pdf,,上記PDFファイル);  |&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_1_数の表現(1).pdf,,2進数を確認する、2進⇔10進変換ができる);|&ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 2|10/02 |数の表現(2)|p41-46 | [[16進数の利用を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/HexadecimalNumbers.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/16進数での表現.pdf,,上記PDFファイル); &br;[[数の表現おまけ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/NumbersSupplement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/マイナスの数おまけ.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[マイナスの数の(補数)表現を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/NegativeNumbers.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/マイナスの数をどう表す?.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[小数の表現(固定小数点・浮動小数点表現)を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/FractionalNumbers.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/小数をどう表す?.pdf,,上記PDFファイル);  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_2_数の表現(2).pdf,,数の表現(2)、負数の2の補数表現、小数の表現を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf);  |
| 3|10/09 |演算の仕組(演算アルゴリズムと回路)|p47-55 | [[2進数の加減算の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryAddition.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/加減算の原理.pdf,,上記PDFファイル); &br;  [[2進数の乗算の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryMultiplication.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/乗算の原理.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_3_演算の仕組.pdf,,機械による加算・減算・乗算の計算方法を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 4|10/16 |命令とその実行の仕組|p12-23,&br;p24-26 | [[コンピュータの構造のあらまし:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ComputerStructure.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/コンピュータの構造概略.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[コンピュータは命令で動く:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/HowInstructionsWork.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/コンピュータは命令で動く.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[命令が実行される仕組:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ExecutionSteps.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令が実行される仕組.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_4_命令とその実行の仕組.pdf,,命令とは何か、どのように命令が実行されるのか、どのような命令があるのか、を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 5|10/23 |アドレッシング、命令セット、命令処理性能|p27-32 | [[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:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/InstructionFormat.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令の形式.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[CPI(命令当りサイクル数)・MIPS値を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ExecutionPerformance.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令の実行性能.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_5_アドレシング_命令セット_性能.pdf,,いろいろなアドレッシングを理解する、命令をセットとして考える、CPI・MIPS等の命令処理性能の考え方を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 6| 10/30 |アセンブラプログラム(1)|資料 | [[Comet-IIのプログラミング:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Comet-IIProgramming.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/1)COMET-IIのプログラミング.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[計算式と代入:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Assignment.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/2)計算式と代入.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[条件分岐とIF文:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IF-Statement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/3)条件分岐とIF文.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6_アセンブラプログラム(1).pdf,,単純な式計算や条件分岐を機械命令で書いてみる 〜 どのように命令を組み合わせるかを理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf);|
| 7|11/06 |アセンブラプログラム(2)〜ループ・配列 |資料 | [[ループを書く:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/For-Statement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/4)ループを書く.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[配列と指標アドレシング:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IndexAddressing.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/5)配列と指標アドレシング.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_7_アセンブラプログラム(2).pdf,,アセンブラプログラムでループの書き方、配列の処理の仕方を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 8|11/13 |ハーバードアーキテクチャ・RISCとCISC、(中間試験)、|p33-49,&br;p56-63 | [[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:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/RiscCisc_HarvardArchitecture.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/CISCとRISC.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_8_ハーバードアーキテクチャ.pdf,,いろいろなCPUでの命令の体系・実行方法の違いを理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 9|11/20 |メモリとメモリ装置、|p64-77 | [[メモリの概念:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/WhatIsMemory.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリの考え方.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[半導体メモリのいろいろ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryICDevice.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリデバイス.pdf,,上記PDFファイル);&br; [[磁気メモリ・光学メモリ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryOtherDevice.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリデバイス2.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_9_メモリ_メモリ装置.pdf,,いろいろなメモリ素子・装置の仕組・性質を理解する);|  &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|10|11/27 |メモリ階層とキャッシュメモリ |p78-88 | [[メモリ階層とキャッシュメモリ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryHierarchyAndCache.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/階層とキャッシュ.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_10_メモリ階層_キャッシュ.pdf,,メモリの階層に基く高速化の手法(キャッシュ・仮想メモリ)を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|11|12/04 |キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデル |p78-88 | [[キャッシュの追い出し:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Cache-Replace.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/キャッシュの追い出し.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_11_マッピング方式_不一致.pdf,,キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデルについて理解する);| ;&ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|12|12/11 |割込み・入出力アーキテクチャ |p89-95 | [[割込み:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Interrupt.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/割込みとは.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[入出力の接続法(アーキテクチャ):http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IO-Architecture.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/入出力アーキテクチャ.pdf,,上記PDFファイル);  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_12_割込_入出力アーキテクチャ.pdf,,割込みの原理と使い方、入出力のCPUからの制御法について理解する);|&ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|13|12/18 |入出力デバイス|p107-116 | [[各入出力装置の動作原理:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IO-Devices.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/各装置の動作原理.pdf,,上記PDFファイル); &br; 以下教材用ビデオへのリンク &br; [[ 機械式マウスの動作1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-1-A.mpg]] &br; [[ 機械式マウスの動作2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-2-A.mpg]] &br; [[ 光学式マウスの動作1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-3-A.mpg]] &br; [[ 光学式マウスの動作2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-4-A.mpg]] &br; [[ キーボードの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1304/1304-1-A.mpg]] &br; [[ ディスプレイの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1605/1605-1-A.mpg]] &br; [[ インクジェットプリンタの仕組1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1608/1608-1-A.mpg]] &br; [[ インクジェットプリンタの仕組2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1680/1608-2-A.mpg]] &br; [[ ページプリンタの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1610/1610-1-A.mpg]]  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_13_入出力デバイス.pdf,,キーボード・プリンタ等のいろいろな入出力装置の動作原理を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|14| 1/08 |パイプライン|p96-106 | [[パイプライン:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Pipeline.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/パイプライン.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_14_パイプライン.pdf,,パイプライン方式による高速化について理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|| 1/ |期末試験|||||

***評価 [#q66e4d97]
平常点(授業参加等) 30%  +  中間試験 30%  +  期末試験 40%~
平常点は、積極的な質問や問題提示に対して、加点する。~

授業ホームページ: http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp をアクセス~
   ⇒ 左欄メニューの「授業のページ」 ⇒ 「2013年度授業  秋 コンピュータアーキテクチャ」
   ⇒ 左欄メニューの「授業のページ」 ⇒ 「2013年度授業  秋 コンピュータアーキテクチャ」~
山内へのコンタクト: 弦羇曖騎4541室、047-472-1176、メール:yamanouc at is.sci.toho-u.ac.jp (atを@に置き換えること)~
スケジュール: 授業枠はpepper.is.sci.toho-u.ac.jp、 通年スケジュールはwww.yy.is.sci.toho-u.ac.jpの左メニューで「カレンダー」

***ポインタ [#z834f638]
-[[CASL II / COMET II 仕様(ver. 2, H23/7/11付):http://www.jitec.jp/1_13download/shiken_yougo_ver2_0.pdf]]
-[[COMET II オンラインシミュレータ:http://www.officedaytime.com/dcaslj/index.html]]
-[[Intel Software Developer's Manual-Basic:http://download.intel.com/design/processor/manuals/253665.pdf]]
-MIPS クロスコンパイラ http://www.spacelan.ne.jp/~m-yana/micro/gnu/mips/mipsegcs.htm
[[山内の授業のページ]]

アクセス数 &counter();  このページの最終更新 &lastmod();

**13年度秋学期 コンピュータアーキテクチャ [#n1b9ff0f]
水曜日2限~

金岡先生のクラスと同じ内容をカバーする予定。授業の進め方や試験・評価等は若干異なる可能性あり。

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。

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、森北出版)~
参考書:基本情報技術者試験学習テキスト1 テクノロジ系(浅井宗海、 実教出版、2009/12)~
    ITパスポート学習テキスト(浅井宗海、実教出版、2009/01)~
~
授業の進め方~
理解しなければならない内容が多いのと、自分で勉強する習慣を付けてほしいので、基本は&color(red){自習};で勉強して下さい。~
授業は「基本わかっているもの」として、演習形式で行います。内容についての講義はほとんどしません。~
その代わり、分からないときは出来る限りつき合います。~
  1) 自習の結果よく分からなかったことや疑問に思ったことを、あらかじめ(=授業より前に)&color(red){質問シート};にメモしてきて下さい。~
  2) そのメモを使って、授業中に&color(red);{質問}して下さい。授業の殆どの時間を質問とその説明に使います。~
  3) といっても、質問が出ないと困るので、授業後半で簡単な演習問題を考えてもらいます。この演習について更にわからないところを質問して下さい。~
  4) 授業時間外での質問も歓迎します。オフィスアワーの他、メールでの質問や、メールで時間を約束して質問に来るのもOKです。~
授業終了時に、質問シートと、演習問題の結果を回収します。~
~
授業予定(as of 2013/09/17):
|  |日程 |テーマ   |教科書範囲| 予習スライド | 2012年版予習問題 | 確認問題 |
| 1| 9/25 |数の表現(1)|p41-46 |[[2進数の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryNumbers.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/2進数の原理.pdf,,上記PDFファイル);  |&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_1_数の表現(1).pdf,,2進数を確認する、2進⇔10進変換ができる);|&ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 2|10/02 |数の表現(2)|p41-46 | [[16進数の利用を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/HexadecimalNumbers.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/16進数での表現.pdf,,上記PDFファイル); &br;[[数の表現おまけ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/NumbersSupplement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/マイナスの数おまけ.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[マイナスの数の(補数)表現を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/NegativeNumbers.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/マイナスの数をどう表す?.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[小数の表現(固定小数点・浮動小数点表現)を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/FractionalNumbers.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/小数をどう表す?.pdf,,上記PDFファイル);  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_2_数の表現(2).pdf,,数の表現(2)、負数の2の補数表現、小数の表現を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf);  |
| 3|10/09 |演算の仕組(演算アルゴリズムと回路)|p47-55 | [[2進数の加減算の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryAddition.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/加減算の原理.pdf,,上記PDFファイル); &br;  [[2進数の乗算の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryMultiplication.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/乗算の原理.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_3_演算の仕組.pdf,,機械による加算・減算・乗算の計算方法を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 4|10/16 |命令とその実行の仕組|p12-23,&br;p24-26 | [[コンピュータの構造のあらまし:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ComputerStructure.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/コンピュータの構造概略.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[コンピュータは命令で動く:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/HowInstructionsWork.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/コンピュータは命令で動く.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[命令が実行される仕組:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ExecutionSteps.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令が実行される仕組.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_4_命令とその実行の仕組.pdf,,命令とは何か、どのように命令が実行されるのか、どのような命令があるのか、を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 5|10/23 |アドレッシング、命令セット、命令処理性能|p27-32 | [[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:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/InstructionFormat.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令の形式.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[CPI(命令当りサイクル数)・MIPS値を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ExecutionPerformance.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令の実行性能.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_5_アドレシング_命令セット_性能.pdf,,いろいろなアドレッシングを理解する、命令をセットとして考える、CPI・MIPS等の命令処理性能の考え方を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 6| 10/30 |アセンブラプログラム(1)|資料 | [[Comet-IIのプログラミング:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Comet-IIProgramming.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/1)COMET-IIのプログラミング.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[計算式と代入:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Assignment.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/2)計算式と代入.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[条件分岐とIF文:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IF-Statement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/3)条件分岐とIF文.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6_アセンブラプログラム(1).pdf,,単純な式計算や条件分岐を機械命令で書いてみる 〜 どのように命令を組み合わせるかを理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf);|
| 7|11/06 |アセンブラプログラム(2)〜ループ・配列 |資料 | [[ループを書く:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/For-Statement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/4)ループを書く.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[配列と指標アドレシング:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IndexAddressing.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/5)配列と指標アドレシング.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_7_アセンブラプログラム(2).pdf,,アセンブラプログラムでループの書き方、配列の処理の仕方を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 8|11/13 |ハーバードアーキテクチャ・RISCとCISC、(中間試験)、|p33-49,&br;p56-63 | [[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:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/RiscCisc_HarvardArchitecture.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/CISCとRISC.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_8_ハーバードアーキテクチャ.pdf,,いろいろなCPUでの命令の体系・実行方法の違いを理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 9|11/20 |メモリとメモリ装置、|p64-77 | [[メモリの概念:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/WhatIsMemory.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリの考え方.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[半導体メモリのいろいろ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryICDevice.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリデバイス.pdf,,上記PDFファイル);&br; [[磁気メモリ・光学メモリ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryOtherDevice.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリデバイス2.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_9_メモリ_メモリ装置.pdf,,いろいろなメモリ素子・装置の仕組・性質を理解する);|  &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|10|11/27 |メモリ階層とキャッシュメモリ |p78-88 | [[メモリ階層とキャッシュメモリ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryHierarchyAndCache.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/階層とキャッシュ.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_10_メモリ階層_キャッシュ.pdf,,メモリの階層に基く高速化の手法(キャッシュ・仮想メモリ)を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|11|12/04 |キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデル |p78-88 | [[キャッシュの追い出し:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Cache-Replace.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/キャッシュの追い出し.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_11_マッピング方式_不一致.pdf,,キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデルについて理解する);| ;&ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|12|12/11 |割込み・入出力アーキテクチャ |p89-95 | [[割込み:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Interrupt.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/割込みとは.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[入出力の接続法(アーキテクチャ):http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IO-Architecture.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/入出力アーキテクチャ.pdf,,上記PDFファイル);  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_12_割込_入出力アーキテクチャ.pdf,,割込みの原理と使い方、入出力のCPUからの制御法について理解する);|&ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|13|12/18 |入出力デバイス|p107-116 | [[各入出力装置の動作原理:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IO-Devices.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/各装置の動作原理.pdf,,上記PDFファイル); &br; 以下教材用ビデオへのリンク &br; [[ 機械式マウスの動作1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-1-A.mpg]] &br; [[ 機械式マウスの動作2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-2-A.mpg]] &br; [[ 光学式マウスの動作1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-3-A.mpg]] &br; [[ 光学式マウスの動作2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-4-A.mpg]] &br; [[ キーボードの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1304/1304-1-A.mpg]] &br; [[ ディスプレイの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1605/1605-1-A.mpg]] &br; [[ インクジェットプリンタの仕組1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1608/1608-1-A.mpg]] &br; [[ インクジェットプリンタの仕組2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1680/1608-2-A.mpg]] &br; [[ ページプリンタの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1610/1610-1-A.mpg]]  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_13_入出力デバイス.pdf,,キーボード・プリンタ等のいろいろな入出力装置の動作原理を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|14| 1/08 |パイプライン|p96-106 | [[パイプライン:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Pipeline.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/パイプライン.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_14_パイプライン.pdf,,パイプライン方式による高速化について理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|| 1/ |期末試験|||||

***評価 [#q66e4d97]
平常点(授業参加等) 30%  +  中間試験 30%  +  期末試験 40%~
平常点は、積極的な質問や問題提示に対して、加点する。~
平常点は、質問や問題提起に対して、加点(+5点)する。~

授業ホームページ: http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp をアクセス~
   ⇒ 左欄メニューの「授業のページ」 ⇒ 「2013年度授業  秋 コンピュータアーキテクチャ」~
山内へのコンタクト: 弦羇曖騎4541室、047-472-1176、メール:yamanouc at is.sci.toho-u.ac.jp (atを@に置き換えること)~
スケジュール: 授業枠はpepper.is.sci.toho-u.ac.jp、 通年スケジュールはwww.yy.is.sci.toho-u.ac.jpの左メニューで「カレンダー」

***ポインタ [#z834f638]
-[[CASL II / COMET II 仕様(ver. 2, H23/7/11付):http://www.jitec.jp/1_13download/shiken_yougo_ver2_0.pdf]]
-[[COMET II オンラインシミュレータ:http://www.officedaytime.com/dcaslj/index.html]]
-[[Intel Software Developer's Manual-Basic:http://download.intel.com/design/processor/manuals/253665.pdf]]
-MIPS クロスコンパイラ http://www.spacelan.ne.jp/~m-yana/micro/gnu/mips/mipsegcs.htm
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**13年度秋学期 コンピュータアーキテクチャ [#n1b9ff0f]
水曜日2限~

金岡先生のクラスと同じ内容をカバーする予定。授業の進め方や試験・評価等は若干異なる可能性あり。

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。

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、森北出版)~
参考書:基本情報技術者試験学習テキスト1 テクノロジ系(浅井宗海、 実教出版、2009/12)~
    ITパスポート学習テキスト(浅井宗海、実教出版、2009/01)~
~
授業の進め方~
理解しなければならない内容が多いのと、自分で勉強する習慣を付けてほしいので、基本は&color(red){自習};で勉強して下さい。~
授業は「基本わかっているもの」として、演習形式で行います。内容についての講義はほとんどしません。~
その代わり、分からないときは出来る限りつき合います。~
  1) 自習の結果よく分からなかったことや疑問に思ったことを、あらかじめ(=授業より前に)&color(red){質問シート};にメモしてきて下さい。~
  2) そのメモを使って、授業中に&color(red);{質問}して下さい。授業の殆どの時間を質問とその説明に使います。~
  3) といっても、質問が出ないと困るので、授業後半で簡単な演習問題を考えてもらいます。この演習について更にわからないところを質問して下さい。~
  4) 授業時間外での質問も歓迎します。オフィスアワーの他、メールでの質問や、メールで時間を約束して質問に来るのもOKです。~
授業終了時に、質問シートと、演習問題の結果を回収します。~
~
授業予定(as of 2013/09/17):
|  |日程 |テーマ   |教科書範囲| 予習スライド | 2012年版予習問題 | 確認問題 |
| 1| 9/25 |数の表現(1)|p41-46 |[[2進数の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryNumbers.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/2進数の原理.pdf,,上記PDFファイル);  |&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_1_数の表現(1).pdf,,2進数を確認する、2進⇔10進変換ができる);|&ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 2|10/02 |数の表現(2)|p41-46 | [[16進数の利用を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/HexadecimalNumbers.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/16進数での表現.pdf,,上記PDFファイル); &br;[[数の表現おまけ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/NumbersSupplement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/マイナスの数おまけ.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[マイナスの数の(補数)表現を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/NegativeNumbers.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/マイナスの数をどう表す?.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[小数の表現(固定小数点・浮動小数点表現)を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/FractionalNumbers.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/小数をどう表す?.pdf,,上記PDFファイル);  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_2_数の表現(2).pdf,,数の表現(2)、負数の2の補数表現、小数の表現を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf);  |
| 3|10/09 |演算の仕組(演算アルゴリズムと回路)|p47-55 | [[2進数の加減算の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryAddition.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/加減算の原理.pdf,,上記PDFファイル); &br;  [[2進数の乗算の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryMultiplication.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/乗算の原理.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_3_演算の仕組.pdf,,機械による加算・減算・乗算の計算方法を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 4|10/16 |命令とその実行の仕組|p12-23,&br;p24-26 | [[コンピュータの構造のあらまし:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ComputerStructure.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/コンピュータの構造概略.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[コンピュータは命令で動く:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/HowInstructionsWork.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/コンピュータは命令で動く.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[命令が実行される仕組:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ExecutionSteps.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令が実行される仕組.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_4_命令とその実行の仕組.pdf,,命令とは何か、どのように命令が実行されるのか、どのような命令があるのか、を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 5|10/23 |アドレッシング、命令セット、命令処理性能|p27-32 | [[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:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/InstructionFormat.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令の形式.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[CPI(命令当りサイクル数)・MIPS値を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ExecutionPerformance.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令の実行性能.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_5_アドレシング_命令セット_性能.pdf,,いろいろなアドレッシングを理解する、命令をセットとして考える、CPI・MIPS等の命令処理性能の考え方を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 6| 10/30 |アセンブラプログラム(1)|資料 | [[Comet-IIのプログラミング:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Comet-IIProgramming.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/1)COMET-IIのプログラミング.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[計算式と代入:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Assignment.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/2)計算式と代入.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[条件分岐とIF文:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IF-Statement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/3)条件分岐とIF文.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6_アセンブラプログラム(1).pdf,,単純な式計算や条件分岐を機械命令で書いてみる 〜 どのように命令を組み合わせるかを理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf);|
| 7|11/06 |アセンブラプログラム(2)〜ループ・配列 |資料 | [[ループを書く:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/For-Statement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/4)ループを書く.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[配列と指標アドレシング:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IndexAddressing.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/5)配列と指標アドレシング.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_7_アセンブラプログラム(2).pdf,,アセンブラプログラムでループの書き方、配列の処理の仕方を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 8|11/13 |ハーバードアーキテクチャ・RISCとCISC、(中間試験)、|p33-49,&br;p56-63 | [[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:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/RiscCisc_HarvardArchitecture.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/CISCとRISC.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_8_ハーバードアーキテクチャ.pdf,,いろいろなCPUでの命令の体系・実行方法の違いを理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 9|11/20 |メモリとメモリ装置、|p64-77 | [[メモリの概念:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/WhatIsMemory.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリの考え方.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[半導体メモリのいろいろ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryICDevice.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリデバイス.pdf,,上記PDFファイル);&br; [[磁気メモリ・光学メモリ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryOtherDevice.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリデバイス2.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_9_メモリ_メモリ装置.pdf,,いろいろなメモリ素子・装置の仕組・性質を理解する);|  &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|10|11/27 |メモリ階層とキャッシュメモリ |p78-88 | [[メモリ階層とキャッシュメモリ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryHierarchyAndCache.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/階層とキャッシュ.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_10_メモリ階層_キャッシュ.pdf,,メモリの階層に基く高速化の手法(キャッシュ・仮想メモリ)を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|11|12/04 |キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデル |p78-88 | [[キャッシュの追い出し:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Cache-Replace.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/キャッシュの追い出し.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_11_マッピング方式_不一致.pdf,,キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデルについて理解する);| ;&ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|12|12/11 |割込み・入出力アーキテクチャ |p89-95 | [[割込み:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Interrupt.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/割込みとは.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[入出力の接続法(アーキテクチャ):http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IO-Architecture.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/入出力アーキテクチャ.pdf,,上記PDFファイル);  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_12_割込_入出力アーキテクチャ.pdf,,割込みの原理と使い方、入出力のCPUからの制御法について理解する);|&ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|13|12/18 |入出力デバイス|p107-116 | [[各入出力装置の動作原理:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IO-Devices.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/各装置の動作原理.pdf,,上記PDFファイル); &br; 以下教材用ビデオへのリンク &br; [[ 機械式マウスの動作1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-1-A.mpg]] &br; [[ 機械式マウスの動作2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-2-A.mpg]] &br; [[ 光学式マウスの動作1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-3-A.mpg]] &br; [[ 光学式マウスの動作2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-4-A.mpg]] &br; [[ キーボードの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1304/1304-1-A.mpg]] &br; [[ ディスプレイの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1605/1605-1-A.mpg]] &br; [[ インクジェットプリンタの仕組1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1608/1608-1-A.mpg]] &br; [[ インクジェットプリンタの仕組2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1680/1608-2-A.mpg]] &br; [[ ページプリンタの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1610/1610-1-A.mpg]]  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_13_入出力デバイス.pdf,,キーボード・プリンタ等のいろいろな入出力装置の動作原理を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|14| 1/08 |パイプライン|p96-106 | [[パイプライン:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Pipeline.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/パイプライン.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_14_パイプライン.pdf,,パイプライン方式による高速化について理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|| 1/ |期末試験|||||

***評価 [#q66e4d97]
平常点(授業参加等) 30%  +  中間試験 30%  +  期末試験 40%~
平常点は、質問や問題提起に対して、加点(+5点)する。~

授業ホームページ: http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp をアクセス~
   ⇒ 左欄メニューの「授業のページ」 ⇒ 「2013年度授業  秋 コンピュータアーキテクチャ」~
   配布物はこのページあたりから取れるようにしておきます。~
山内へのコンタクト: 弦羇曖騎4541室、047-472-1176、メール:yamanouc at is.sci.toho-u.ac.jp (atを@に置き換えること)~
スケジュール: 授業枠はpepper.is.sci.toho-u.ac.jp、 通年スケジュールはwww.yy.is.sci.toho-u.ac.jpの左メニューで「カレンダー」

***ポインタ [#z834f638]
-[[CASL II / COMET II 仕様(ver. 2, H23/7/11付):http://www.jitec.jp/1_13download/shiken_yougo_ver2_0.pdf]]
-[[COMET II オンラインシミュレータ:http://www.officedaytime.com/dcaslj/index.html]]
-[[Intel Software Developer's Manual-Basic:http://download.intel.com/design/processor/manuals/253665.pdf]]
-MIPS クロスコンパイラ http://www.spacelan.ne.jp/~m-yana/micro/gnu/mips/mipsegcs.htm
[[山内の授業のページ]]

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**13年度秋学期 コンピュータアーキテクチャ [#n1b9ff0f]
水曜日2限~

金岡先生のクラスと同じ内容をカバーする予定。授業の進め方や試験・評価等は若干異なる可能性あり。

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。

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、森北出版)~
参考書:基本情報技術者試験学習テキスト1 テクノロジ系(浅井宗海、 実教出版、2009/12)~
    ITパスポート学習テキスト(浅井宗海、実教出版、2009/01)~
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授業の進め方~
理解しなければならない内容が多いのと、自分で勉強する習慣を付けてほしいので、基本は&color(red){自習};で勉強して下さい。~
授業は「基本わかっているもの」として、演習形式で行います。内容についての講義はほとんどしません。~
その代わり、分からないときは出来る限りつき合います。~
  1) 自習の結果よく分からなかったことや疑問に思ったことを、あらかじめ(=授業より前に)&color(red){質問シート};にメモしてきて下さい。~
  1) 自習の結果よく分からなかったことや疑問に思ったことを、あらかじめ(=授業より前に)&ref(ar2013質問シート.pdf,,質問シート);にメモしてきて下さい。~
  2) そのメモを使って、授業中に&color(red);{質問}して下さい。授業の殆どの時間を質問とその説明に使います。~
  3) といっても、質問が出ないと困るので、授業後半で簡単な演習問題を考えてもらいます。この演習について更にわからないところを質問して下さい。~
  4) 授業時間外での質問も歓迎します。オフィスアワーの他、メールでの質問や、メールで時間を約束して質問に来るのもOKです。~
授業終了時に、質問シートと、演習問題の結果を回収します。~
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授業予定(as of 2013/09/17):
|  |日程 |テーマ   |教科書範囲| 予習スライド | 2012年版予習問題 | 確認問題 |
| 1| 9/25 |数の表現(1)|p41-46 |[[2進数の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryNumbers.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/2進数の原理.pdf,,上記PDFファイル);  |&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_1_数の表現(1).pdf,,2進数を確認する、2進⇔10進変換ができる);|&ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 2|10/02 |数の表現(2)|p41-46 | [[16進数の利用を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/HexadecimalNumbers.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/16進数での表現.pdf,,上記PDFファイル); &br;[[数の表現おまけ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/NumbersSupplement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/マイナスの数おまけ.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[マイナスの数の(補数)表現を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/NegativeNumbers.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/マイナスの数をどう表す?.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[小数の表現(固定小数点・浮動小数点表現)を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/FractionalNumbers.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/小数をどう表す?.pdf,,上記PDFファイル);  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_2_数の表現(2).pdf,,数の表現(2)、負数の2の補数表現、小数の表現を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf);  |
| 3|10/09 |演算の仕組(演算アルゴリズムと回路)|p47-55 | [[2進数の加減算の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryAddition.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/加減算の原理.pdf,,上記PDFファイル); &br;  [[2進数の乗算の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryMultiplication.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/乗算の原理.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_3_演算の仕組.pdf,,機械による加算・減算・乗算の計算方法を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 4|10/16 |命令とその実行の仕組|p12-23,&br;p24-26 | [[コンピュータの構造のあらまし:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ComputerStructure.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/コンピュータの構造概略.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[コンピュータは命令で動く:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/HowInstructionsWork.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/コンピュータは命令で動く.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[命令が実行される仕組:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ExecutionSteps.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令が実行される仕組.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_4_命令とその実行の仕組.pdf,,命令とは何か、どのように命令が実行されるのか、どのような命令があるのか、を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 5|10/23 |アドレッシング、命令セット、命令処理性能|p27-32 | [[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:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/InstructionFormat.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令の形式.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[CPI(命令当りサイクル数)・MIPS値を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ExecutionPerformance.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令の実行性能.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_5_アドレシング_命令セット_性能.pdf,,いろいろなアドレッシングを理解する、命令をセットとして考える、CPI・MIPS等の命令処理性能の考え方を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 6| 10/30 |アセンブラプログラム(1)|資料 | [[Comet-IIのプログラミング:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Comet-IIProgramming.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/1)COMET-IIのプログラミング.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[計算式と代入:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Assignment.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/2)計算式と代入.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[条件分岐とIF文:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IF-Statement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/3)条件分岐とIF文.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6_アセンブラプログラム(1).pdf,,単純な式計算や条件分岐を機械命令で書いてみる 〜 どのように命令を組み合わせるかを理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf);|
| 7|11/06 |アセンブラプログラム(2)〜ループ・配列 |資料 | [[ループを書く:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/For-Statement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/4)ループを書く.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[配列と指標アドレシング:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IndexAddressing.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/5)配列と指標アドレシング.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_7_アセンブラプログラム(2).pdf,,アセンブラプログラムでループの書き方、配列の処理の仕方を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 8|11/13 |ハーバードアーキテクチャ・RISCとCISC、(中間試験)、|p33-49,&br;p56-63 | [[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:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/RiscCisc_HarvardArchitecture.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/CISCとRISC.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_8_ハーバードアーキテクチャ.pdf,,いろいろなCPUでの命令の体系・実行方法の違いを理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 9|11/20 |メモリとメモリ装置、|p64-77 | [[メモリの概念:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/WhatIsMemory.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリの考え方.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[半導体メモリのいろいろ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryICDevice.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリデバイス.pdf,,上記PDFファイル);&br; [[磁気メモリ・光学メモリ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryOtherDevice.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリデバイス2.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_9_メモリ_メモリ装置.pdf,,いろいろなメモリ素子・装置の仕組・性質を理解する);|  &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|10|11/27 |メモリ階層とキャッシュメモリ |p78-88 | [[メモリ階層とキャッシュメモリ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryHierarchyAndCache.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/階層とキャッシュ.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_10_メモリ階層_キャッシュ.pdf,,メモリの階層に基く高速化の手法(キャッシュ・仮想メモリ)を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|11|12/04 |キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデル |p78-88 | [[キャッシュの追い出し:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Cache-Replace.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/キャッシュの追い出し.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_11_マッピング方式_不一致.pdf,,キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデルについて理解する);| ;&ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|12|12/11 |割込み・入出力アーキテクチャ |p89-95 | [[割込み:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Interrupt.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/割込みとは.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[入出力の接続法(アーキテクチャ):http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IO-Architecture.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/入出力アーキテクチャ.pdf,,上記PDFファイル);  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_12_割込_入出力アーキテクチャ.pdf,,割込みの原理と使い方、入出力のCPUからの制御法について理解する);|&ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|13|12/18 |入出力デバイス|p107-116 | [[各入出力装置の動作原理:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IO-Devices.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/各装置の動作原理.pdf,,上記PDFファイル); &br; 以下教材用ビデオへのリンク &br; [[ 機械式マウスの動作1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-1-A.mpg]] &br; [[ 機械式マウスの動作2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-2-A.mpg]] &br; [[ 光学式マウスの動作1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-3-A.mpg]] &br; [[ 光学式マウスの動作2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-4-A.mpg]] &br; [[ キーボードの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1304/1304-1-A.mpg]] &br; [[ ディスプレイの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1605/1605-1-A.mpg]] &br; [[ インクジェットプリンタの仕組1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1608/1608-1-A.mpg]] &br; [[ インクジェットプリンタの仕組2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1680/1608-2-A.mpg]] &br; [[ ページプリンタの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1610/1610-1-A.mpg]]  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_13_入出力デバイス.pdf,,キーボード・プリンタ等のいろいろな入出力装置の動作原理を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|14| 1/08 |パイプライン|p96-106 | [[パイプライン:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Pipeline.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/パイプライン.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_14_パイプライン.pdf,,パイプライン方式による高速化について理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|| 1/ |期末試験|||||

***評価 [#q66e4d97]
平常点(授業参加等) 30%  +  中間試験 30%  +  期末試験 40%~
平常点は、質問や問題提起に対して、加点(+5点)する。~

授業ホームページ: http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp をアクセス~
   ⇒ 左欄メニューの「授業のページ」 ⇒ 「2013年度授業  秋 コンピュータアーキテクチャ」~
   配布物はこのページあたりから取れるようにしておきます。~
山内へのコンタクト: 弦羇曖騎4541室、047-472-1176、メール:yamanouc at is.sci.toho-u.ac.jp (atを@に置き換えること)~
スケジュール: 授業枠はpepper.is.sci.toho-u.ac.jp、 通年スケジュールはwww.yy.is.sci.toho-u.ac.jpの左メニューで「カレンダー」

***ポインタ [#z834f638]
-[[CASL II / COMET II 仕様(ver. 2, H23/7/11付):http://www.jitec.jp/1_13download/shiken_yougo_ver2_0.pdf]]
-[[COMET II オンラインシミュレータ:http://www.officedaytime.com/dcaslj/index.html]]
-[[Intel Software Developer's Manual-Basic:http://download.intel.com/design/processor/manuals/253665.pdf]]
-MIPS クロスコンパイラ http://www.spacelan.ne.jp/~m-yana/micro/gnu/mips/mipsegcs.htm
[[山内の授業のページ]]

アクセス数 &counter();  このページの最終更新 &lastmod();

**13年度秋学期 コンピュータアーキテクチャ [#n1b9ff0f]
水曜日2限~

金岡先生のクラスと同じ内容をカバーする予定。授業の進め方や試験・評価等は若干異なる可能性あり。

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。

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、森北出版)~
参考書:基本情報技術者試験学習テキスト1 テクノロジ系(浅井宗海、 実教出版、2009/12)~
    ITパスポート学習テキスト(浅井宗海、実教出版、2009/01)~
~
授業の進め方~
理解しなければならない内容が多いのと、自分で勉強する習慣を付けてほしいので、基本は&color(red){自習};で勉強して下さい。~
授業は「基本わかっているもの」として、演習形式で行います。内容についての講義はほとんどしません。~
その代わり、分からないときは出来る限りつき合います。~
  1) 自習の結果よく分からなかったことや疑問に思ったことを、あらかじめ(=授業より前に)&ref(ar2013質問シート.pdf,,質問シート);にメモしてきて下さい。~
  2) そのメモを使って、授業中に&color(red);{質問}して下さい。授業の殆どの時間を質問とその説明に使います。~
  3) といっても、質問が出ないと困るので、授業後半で簡単な演習問題を考えてもらいます。この演習について更にわからないところを質問して下さい。~
  4) 授業時間外での質問も歓迎します。オフィスアワーの他、メールでの質問や、メールで時間を約束して質問に来るのもOKです。~
授業終了時に、質問シートと、演習問題の結果を回収します。~
~
授業予定(as of 2013/09/17):
|  |日程 |テーマ   |教科書範囲| 予習スライド | 2012年版予習問題 | 確認問題 |
| 1| 9/25 |数の表現(1)|p41-46 |[[2進数の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryNumbers.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/2進数の原理.pdf,,上記PDFファイル);  |&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_1_数の表現(1).pdf,,2進数を確認する、2進⇔10進変換ができる);|&ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 1| 9/25 |数の表現(1)|p41-46 |[[2進数の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryNumbers.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/2進数の原理.pdf,,上記PDFファイル);  |&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_1_数の表現(1).pdf,,2進数を確認する、2進⇔10進変換ができる);|&ref(ar_1_作業課題.pdf); |
| 2|10/02 |数の表現(2)|p41-46 | [[16進数の利用を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/HexadecimalNumbers.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/16進数での表現.pdf,,上記PDFファイル); &br;[[数の表現おまけ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/NumbersSupplement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/マイナスの数おまけ.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[マイナスの数の(補数)表現を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/NegativeNumbers.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/マイナスの数をどう表す?.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[小数の表現(固定小数点・浮動小数点表現)を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/FractionalNumbers.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/小数をどう表す?.pdf,,上記PDFファイル);  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_2_数の表現(2).pdf,,数の表現(2)、負数の2の補数表現、小数の表現を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf);  |
| 3|10/09 |演算の仕組(演算アルゴリズムと回路)|p47-55 | [[2進数の加減算の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryAddition.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/加減算の原理.pdf,,上記PDFファイル); &br;  [[2進数の乗算の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryMultiplication.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/乗算の原理.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_3_演算の仕組.pdf,,機械による加算・減算・乗算の計算方法を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 4|10/16 |命令とその実行の仕組|p12-23,&br;p24-26 | [[コンピュータの構造のあらまし:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ComputerStructure.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/コンピュータの構造概略.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[コンピュータは命令で動く:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/HowInstructionsWork.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/コンピュータは命令で動く.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[命令が実行される仕組:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ExecutionSteps.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令が実行される仕組.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_4_命令とその実行の仕組.pdf,,命令とは何か、どのように命令が実行されるのか、どのような命令があるのか、を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 5|10/23 |アドレッシング、命令セット、命令処理性能|p27-32 | [[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:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/InstructionFormat.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令の形式.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[CPI(命令当りサイクル数)・MIPS値を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ExecutionPerformance.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令の実行性能.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_5_アドレシング_命令セット_性能.pdf,,いろいろなアドレッシングを理解する、命令をセットとして考える、CPI・MIPS等の命令処理性能の考え方を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 6| 10/30 |アセンブラプログラム(1)|資料 | [[Comet-IIのプログラミング:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Comet-IIProgramming.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/1)COMET-IIのプログラミング.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[計算式と代入:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Assignment.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/2)計算式と代入.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[条件分岐とIF文:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IF-Statement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/3)条件分岐とIF文.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6_アセンブラプログラム(1).pdf,,単純な式計算や条件分岐を機械命令で書いてみる 〜 どのように命令を組み合わせるかを理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf);|
| 7|11/06 |アセンブラプログラム(2)〜ループ・配列 |資料 | [[ループを書く:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/For-Statement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/4)ループを書く.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[配列と指標アドレシング:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IndexAddressing.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/5)配列と指標アドレシング.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_7_アセンブラプログラム(2).pdf,,アセンブラプログラムでループの書き方、配列の処理の仕方を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 8|11/13 |ハーバードアーキテクチャ・RISCとCISC、(中間試験)、|p33-49,&br;p56-63 | [[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:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/RiscCisc_HarvardArchitecture.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/CISCとRISC.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_8_ハーバードアーキテクチャ.pdf,,いろいろなCPUでの命令の体系・実行方法の違いを理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 9|11/20 |メモリとメモリ装置、|p64-77 | [[メモリの概念:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/WhatIsMemory.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリの考え方.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[半導体メモリのいろいろ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryICDevice.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリデバイス.pdf,,上記PDFファイル);&br; [[磁気メモリ・光学メモリ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryOtherDevice.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリデバイス2.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_9_メモリ_メモリ装置.pdf,,いろいろなメモリ素子・装置の仕組・性質を理解する);|  &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|10|11/27 |メモリ階層とキャッシュメモリ |p78-88 | [[メモリ階層とキャッシュメモリ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryHierarchyAndCache.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/階層とキャッシュ.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_10_メモリ階層_キャッシュ.pdf,,メモリの階層に基く高速化の手法(キャッシュ・仮想メモリ)を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|11|12/04 |キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデル |p78-88 | [[キャッシュの追い出し:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Cache-Replace.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/キャッシュの追い出し.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_11_マッピング方式_不一致.pdf,,キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデルについて理解する);| ;&ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|12|12/11 |割込み・入出力アーキテクチャ |p89-95 | [[割込み:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Interrupt.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/割込みとは.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[入出力の接続法(アーキテクチャ):http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IO-Architecture.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/入出力アーキテクチャ.pdf,,上記PDFファイル);  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_12_割込_入出力アーキテクチャ.pdf,,割込みの原理と使い方、入出力のCPUからの制御法について理解する);|&ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|13|12/18 |入出力デバイス|p107-116 | [[各入出力装置の動作原理:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IO-Devices.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/各装置の動作原理.pdf,,上記PDFファイル); &br; 以下教材用ビデオへのリンク &br; [[ 機械式マウスの動作1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-1-A.mpg]] &br; [[ 機械式マウスの動作2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-2-A.mpg]] &br; [[ 光学式マウスの動作1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-3-A.mpg]] &br; [[ 光学式マウスの動作2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-4-A.mpg]] &br; [[ キーボードの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1304/1304-1-A.mpg]] &br; [[ ディスプレイの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1605/1605-1-A.mpg]] &br; [[ インクジェットプリンタの仕組1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1608/1608-1-A.mpg]] &br; [[ インクジェットプリンタの仕組2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1680/1608-2-A.mpg]] &br; [[ ページプリンタの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1610/1610-1-A.mpg]]  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_13_入出力デバイス.pdf,,キーボード・プリンタ等のいろいろな入出力装置の動作原理を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|14| 1/08 |パイプライン|p96-106 | [[パイプライン:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Pipeline.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/パイプライン.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_14_パイプライン.pdf,,パイプライン方式による高速化について理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|| 1/ |期末試験|||||

***評価 [#q66e4d97]
平常点(授業参加等) 30%  +  中間試験 30%  +  期末試験 40%~
平常点は、質問や問題提起に対して、加点(+5点)する。~

授業ホームページ: http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp をアクセス~
   ⇒ 左欄メニューの「授業のページ」 ⇒ 「2013年度授業  秋 コンピュータアーキテクチャ」~
   配布物はこのページあたりから取れるようにしておきます。~
山内へのコンタクト: 弦羇曖騎4541室、047-472-1176、メール:yamanouc at is.sci.toho-u.ac.jp (atを@に置き換えること)~
スケジュール: 授業枠はpepper.is.sci.toho-u.ac.jp、 通年スケジュールはwww.yy.is.sci.toho-u.ac.jpの左メニューで「カレンダー」

***ポインタ [#z834f638]
-[[CASL II / COMET II 仕様(ver. 2, H23/7/11付):http://www.jitec.jp/1_13download/shiken_yougo_ver2_0.pdf]]
-[[COMET II オンラインシミュレータ:http://www.officedaytime.com/dcaslj/index.html]]
-[[Intel Software Developer's Manual-Basic:http://download.intel.com/design/processor/manuals/253665.pdf]]
-MIPS クロスコンパイラ http://www.spacelan.ne.jp/~m-yana/micro/gnu/mips/mipsegcs.htm
[[山内の授業のページ]]

アクセス数 &counter();  このページの最終更新 &lastmod();

**13年度秋学期 コンピュータアーキテクチャ [#n1b9ff0f]
水曜日2限~

金岡先生のクラスと同じ内容をカバーする予定。授業の進め方や試験・評価等は若干異なる可能性あり。

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。

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、森北出版)~
参考書:基本情報技術者試験学習テキスト1 テクノロジ系(浅井宗海、 実教出版、2009/12)~
    ITパスポート学習テキスト(浅井宗海、実教出版、2009/01)~
~
授業の進め方~
理解しなければならない内容が多いのと、自分で勉強する習慣を付けてほしいので、基本は&color(red){自習};で勉強して下さい。~
授業は「基本わかっているもの」として、演習形式で行います。内容についての講義はほとんどしません。~
その代わり、分からないときは出来る限りつき合います。~
  1) 自習の結果よく分からなかったことや疑問に思ったことを、あらかじめ(=授業より前に)&ref(ar2013質問シート.pdf,,質問シート);にメモしてきて下さい。~
  1) 自習の結果よく分からなかったことや疑問に思ったことを、あらかじめ(=授業より前に)&ref(ar2013質問シート.pdf,,質問シート(ここからダウンロード可));にメモしてきて下さい。~
  2) そのメモを使って、授業中に&color(red);{質問}して下さい。授業の殆どの時間を質問とその説明に使います。~
  3) といっても、質問が出ないと困るので、授業後半で簡単な演習問題を考えてもらいます。この演習について更にわからないところを質問して下さい。~
  4) 授業時間外での質問も歓迎します。オフィスアワーの他、メールでの質問や、メールで時間を約束して質問に来るのもOKです。~
授業終了時に、質問シートと、演習問題の結果を回収します。~
~
授業予定(as of 2013/09/17):
|  |日程 |テーマ   |教科書範囲| 予習スライド | 2012年版予習問題 | 確認問題 |
| 1| 9/25 |数の表現(1)|p41-46 |[[2進数の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryNumbers.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/2進数の原理.pdf,,上記PDFファイル);  |&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_1_数の表現(1).pdf,,2進数を確認する、2進⇔10進変換ができる);|&ref(ar_1_作業課題.pdf); |
| 2|10/02 |数の表現(2)|p41-46 | [[16進数の利用を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/HexadecimalNumbers.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/16進数での表現.pdf,,上記PDFファイル); &br;[[数の表現おまけ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/NumbersSupplement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/マイナスの数おまけ.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[マイナスの数の(補数)表現を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/NegativeNumbers.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/マイナスの数をどう表す?.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[小数の表現(固定小数点・浮動小数点表現)を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/FractionalNumbers.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/小数をどう表す?.pdf,,上記PDFファイル);  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_2_数の表現(2).pdf,,数の表現(2)、負数の2の補数表現、小数の表現を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf);  |
| 3|10/09 |演算の仕組(演算アルゴリズムと回路)|p47-55 | [[2進数の加減算の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryAddition.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/加減算の原理.pdf,,上記PDFファイル); &br;  [[2進数の乗算の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryMultiplication.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/乗算の原理.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_3_演算の仕組.pdf,,機械による加算・減算・乗算の計算方法を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 4|10/16 |命令とその実行の仕組|p12-23,&br;p24-26 | [[コンピュータの構造のあらまし:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ComputerStructure.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/コンピュータの構造概略.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[コンピュータは命令で動く:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/HowInstructionsWork.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/コンピュータは命令で動く.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[命令が実行される仕組:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ExecutionSteps.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令が実行される仕組.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_4_命令とその実行の仕組.pdf,,命令とは何か、どのように命令が実行されるのか、どのような命令があるのか、を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 5|10/23 |アドレッシング、命令セット、命令処理性能|p27-32 | [[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:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/InstructionFormat.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令の形式.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[CPI(命令当りサイクル数)・MIPS値を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ExecutionPerformance.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令の実行性能.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_5_アドレシング_命令セット_性能.pdf,,いろいろなアドレッシングを理解する、命令をセットとして考える、CPI・MIPS等の命令処理性能の考え方を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 6| 10/30 |アセンブラプログラム(1)|資料 | [[Comet-IIのプログラミング:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Comet-IIProgramming.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/1)COMET-IIのプログラミング.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[計算式と代入:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Assignment.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/2)計算式と代入.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[条件分岐とIF文:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IF-Statement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/3)条件分岐とIF文.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6_アセンブラプログラム(1).pdf,,単純な式計算や条件分岐を機械命令で書いてみる 〜 どのように命令を組み合わせるかを理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf);|
| 7|11/06 |アセンブラプログラム(2)〜ループ・配列 |資料 | [[ループを書く:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/For-Statement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/4)ループを書く.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[配列と指標アドレシング:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IndexAddressing.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/5)配列と指標アドレシング.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_7_アセンブラプログラム(2).pdf,,アセンブラプログラムでループの書き方、配列の処理の仕方を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 8|11/13 |ハーバードアーキテクチャ・RISCとCISC、(中間試験)、|p33-49,&br;p56-63 | [[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:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/RiscCisc_HarvardArchitecture.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/CISCとRISC.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_8_ハーバードアーキテクチャ.pdf,,いろいろなCPUでの命令の体系・実行方法の違いを理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 9|11/20 |メモリとメモリ装置、|p64-77 | [[メモリの概念:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/WhatIsMemory.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリの考え方.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[半導体メモリのいろいろ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryICDevice.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリデバイス.pdf,,上記PDFファイル);&br; [[磁気メモリ・光学メモリ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryOtherDevice.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリデバイス2.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_9_メモリ_メモリ装置.pdf,,いろいろなメモリ素子・装置の仕組・性質を理解する);|  &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|10|11/27 |メモリ階層とキャッシュメモリ |p78-88 | [[メモリ階層とキャッシュメモリ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryHierarchyAndCache.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/階層とキャッシュ.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_10_メモリ階層_キャッシュ.pdf,,メモリの階層に基く高速化の手法(キャッシュ・仮想メモリ)を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|11|12/04 |キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデル |p78-88 | [[キャッシュの追い出し:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Cache-Replace.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/キャッシュの追い出し.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_11_マッピング方式_不一致.pdf,,キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデルについて理解する);| ;&ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|12|12/11 |割込み・入出力アーキテクチャ |p89-95 | [[割込み:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Interrupt.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/割込みとは.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[入出力の接続法(アーキテクチャ):http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IO-Architecture.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/入出力アーキテクチャ.pdf,,上記PDFファイル);  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_12_割込_入出力アーキテクチャ.pdf,,割込みの原理と使い方、入出力のCPUからの制御法について理解する);|&ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|13|12/18 |入出力デバイス|p107-116 | [[各入出力装置の動作原理:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IO-Devices.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/各装置の動作原理.pdf,,上記PDFファイル); &br; 以下教材用ビデオへのリンク &br; [[ 機械式マウスの動作1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-1-A.mpg]] &br; [[ 機械式マウスの動作2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-2-A.mpg]] &br; [[ 光学式マウスの動作1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-3-A.mpg]] &br; [[ 光学式マウスの動作2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-4-A.mpg]] &br; [[ キーボードの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1304/1304-1-A.mpg]] &br; [[ ディスプレイの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1605/1605-1-A.mpg]] &br; [[ インクジェットプリンタの仕組1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1608/1608-1-A.mpg]] &br; [[ インクジェットプリンタの仕組2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1680/1608-2-A.mpg]] &br; [[ ページプリンタの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1610/1610-1-A.mpg]]  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_13_入出力デバイス.pdf,,キーボード・プリンタ等のいろいろな入出力装置の動作原理を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|14| 1/08 |パイプライン|p96-106 | [[パイプライン:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Pipeline.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/パイプライン.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_14_パイプライン.pdf,,パイプライン方式による高速化について理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|| 1/ |期末試験|||||

***評価 [#q66e4d97]
平常点(授業参加等) 30%  +  中間試験 30%  +  期末試験 40%~
平常点は、質問や問題提起に対して、加点(+5点)する。~

授業ホームページ: http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp をアクセス~
   ⇒ 左欄メニューの「授業のページ」 ⇒ 「2013年度授業  秋 コンピュータアーキテクチャ」~
   配布物はこのページあたりから取れるようにしておきます。~
山内へのコンタクト: 弦羇曖騎4541室、047-472-1176、メール:yamanouc at is.sci.toho-u.ac.jp (atを@に置き換えること)~
スケジュール: 授業枠はpepper.is.sci.toho-u.ac.jp、 通年スケジュールはwww.yy.is.sci.toho-u.ac.jpの左メニューで「カレンダー」

***ポインタ [#z834f638]
-[[CASL II / COMET II 仕様(ver. 2, H23/7/11付):http://www.jitec.jp/1_13download/shiken_yougo_ver2_0.pdf]]
-[[COMET II オンラインシミュレータ:http://www.officedaytime.com/dcaslj/index.html]]
-[[Intel Software Developer's Manual-Basic:http://download.intel.com/design/processor/manuals/253665.pdf]]
-MIPS クロスコンパイラ http://www.spacelan.ne.jp/~m-yana/micro/gnu/mips/mipsegcs.htm
[[山内の授業のページ]]

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**13年度秋学期 コンピュータアーキテクチャ [#n1b9ff0f]
水曜日2限~

金岡先生のクラスと同じ内容をカバーする予定。授業の進め方や試験・評価等は若干異なる可能性あり。

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。

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、森北出版)~
参考書:基本情報技術者試験学習テキスト1 テクノロジ系(浅井宗海、 実教出版、2009/12)~
    ITパスポート学習テキスト(浅井宗海、実教出版、2009/01)~
~
授業の進め方~
理解しなければならない内容が多いのと、自分で勉強する習慣を付けてほしいので、基本は&color(red){自習};で勉強して下さい。~
授業は「基本わかっているもの」として、演習形式で行います。内容についての講義はほとんどしません。~
その代わり、分からないときは出来る限りつき合います。~
  1) 自習の結果よく分からなかったことや疑問に思ったことを、あらかじめ(=授業より前に)&ref(ar2013質問シート.pdf,,質問シート(ここからダウンロード可));にメモしてきて下さい。~
  2) そのメモを使って、授業中に&color(red);{質問}して下さい。授業の殆どの時間を質問とその説明に使います。~
  3) といっても、質問が出ないと困るので、授業後半で簡単な演習問題を考えてもらいます。この演習について更にわからないところを質問して下さい。~
  4) 授業時間外での質問も歓迎します。オフィスアワーの他、メールでの質問や、メールで時間を約束して質問に来るのもOKです。~
授業終了時に、質問シートと、演習問題の結果を回収します。~
~
授業予定(as of 2013/09/17):
|  |日程 |テーマ   |教科書範囲| 予習スライド | 2012年版予習問題 | 確認問題 |
| 1| 9/25 |数の表現(1)|p41-46 |[[2進数の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryNumbers.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/2進数の原理.pdf,,上記PDFファイル);  |&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_1_数の表現(1).pdf,,2進数を確認する、2進⇔10進変換ができる);|&ref(ar_1_作業課題.pdf); |
| 2|10/02 |数の表現(2)|p41-46 | [[16進数の利用を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/HexadecimalNumbers.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/16進数での表現.pdf,,上記PDFファイル); &br;[[数の表現おまけ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/NumbersSupplement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/マイナスの数おまけ.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[マイナスの数の(補数)表現を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/NegativeNumbers.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/マイナスの数をどう表す?.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[小数の表現(固定小数点・浮動小数点表現)を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/FractionalNumbers.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/小数をどう表す?.pdf,,上記PDFファイル);  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_2_数の表現(2).pdf,,数の表現(2)、負数の2の補数表現、小数の表現を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf);  |
| 3|10/09 |演算の仕組(演算アルゴリズムと回路)|p47-55 | [[2進数の加減算の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryAddition.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/加減算の原理.pdf,,上記PDFファイル); &br;  [[2進数の乗算の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryMultiplication.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/乗算の原理.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_3_演算の仕組.pdf,,機械による加算・減算・乗算の計算方法を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 2|10/02 |数の表現(2)|p41-46 | [[16進数の利用を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/HexadecimalNumbers.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/16進数での表現.pdf,,上記PDFファイル); &br;[[数の表現おまけ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/NumbersSupplement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/マイナスの数おまけ.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[マイナスの数の(補数)表現を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/NegativeNumbers.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/マイナスの数をどう表す?.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[小数の表現(固定小数点・浮動小数点表現)を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/FractionalNumbers.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/小数をどう表す?.pdf,,上記PDFファイル);  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_2_数の表現(2).pdf,,数の表現(2)、負数の2の補数表現、小数の表現を理解する);| &ref(ar_2_作業課題.pdf);  |
| 3|10/09 |演算の仕組(演算アルゴリズムと回路)|p47-55 | [[2進数の加減算の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryAddition.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/加減算の原理.pdf,,上記PDFファイル); &br;  [[2進数の乗算の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryMultiplication.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/乗算の原理.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_3_演算の仕組.pdf,,機械による加算・減算・乗算の計算方法を理解する);| &ref(ar_3_作業課題.pdf); |
| 4|10/16 |命令とその実行の仕組|p12-23,&br;p24-26 | [[コンピュータの構造のあらまし:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ComputerStructure.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/コンピュータの構造概略.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[コンピュータは命令で動く:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/HowInstructionsWork.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/コンピュータは命令で動く.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[命令が実行される仕組:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ExecutionSteps.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令が実行される仕組.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_4_命令とその実行の仕組.pdf,,命令とは何か、どのように命令が実行されるのか、どのような命令があるのか、を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 5|10/23 |アドレッシング、命令セット、命令処理性能|p27-32 | [[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:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/InstructionFormat.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令の形式.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[CPI(命令当りサイクル数)・MIPS値を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ExecutionPerformance.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令の実行性能.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_5_アドレシング_命令セット_性能.pdf,,いろいろなアドレッシングを理解する、命令をセットとして考える、CPI・MIPS等の命令処理性能の考え方を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 6| 10/30 |アセンブラプログラム(1)|資料 | [[Comet-IIのプログラミング:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Comet-IIProgramming.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/1)COMET-IIのプログラミング.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[計算式と代入:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Assignment.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/2)計算式と代入.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[条件分岐とIF文:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IF-Statement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/3)条件分岐とIF文.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6_アセンブラプログラム(1).pdf,,単純な式計算や条件分岐を機械命令で書いてみる 〜 どのように命令を組み合わせるかを理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf);|
| 7|11/06 |アセンブラプログラム(2)〜ループ・配列 |資料 | [[ループを書く:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/For-Statement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/4)ループを書く.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[配列と指標アドレシング:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IndexAddressing.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/5)配列と指標アドレシング.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_7_アセンブラプログラム(2).pdf,,アセンブラプログラムでループの書き方、配列の処理の仕方を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 8|11/13 |ハーバードアーキテクチャ・RISCとCISC、(中間試験)、|p33-49,&br;p56-63 | [[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:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/RiscCisc_HarvardArchitecture.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/CISCとRISC.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_8_ハーバードアーキテクチャ.pdf,,いろいろなCPUでの命令の体系・実行方法の違いを理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 9|11/20 |メモリとメモリ装置、|p64-77 | [[メモリの概念:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/WhatIsMemory.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリの考え方.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[半導体メモリのいろいろ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryICDevice.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリデバイス.pdf,,上記PDFファイル);&br; [[磁気メモリ・光学メモリ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryOtherDevice.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリデバイス2.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_9_メモリ_メモリ装置.pdf,,いろいろなメモリ素子・装置の仕組・性質を理解する);|  &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|10|11/27 |メモリ階層とキャッシュメモリ |p78-88 | [[メモリ階層とキャッシュメモリ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryHierarchyAndCache.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/階層とキャッシュ.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_10_メモリ階層_キャッシュ.pdf,,メモリの階層に基く高速化の手法(キャッシュ・仮想メモリ)を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|11|12/04 |キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデル |p78-88 | [[キャッシュの追い出し:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Cache-Replace.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/キャッシュの追い出し.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_11_マッピング方式_不一致.pdf,,キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデルについて理解する);| ;&ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|12|12/11 |割込み・入出力アーキテクチャ |p89-95 | [[割込み:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Interrupt.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/割込みとは.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[入出力の接続法(アーキテクチャ):http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IO-Architecture.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/入出力アーキテクチャ.pdf,,上記PDFファイル);  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_12_割込_入出力アーキテクチャ.pdf,,割込みの原理と使い方、入出力のCPUからの制御法について理解する);|&ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|13|12/18 |入出力デバイス|p107-116 | [[各入出力装置の動作原理:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IO-Devices.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/各装置の動作原理.pdf,,上記PDFファイル); &br; 以下教材用ビデオへのリンク &br; [[ 機械式マウスの動作1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-1-A.mpg]] &br; [[ 機械式マウスの動作2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-2-A.mpg]] &br; [[ 光学式マウスの動作1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-3-A.mpg]] &br; [[ 光学式マウスの動作2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-4-A.mpg]] &br; [[ キーボードの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1304/1304-1-A.mpg]] &br; [[ ディスプレイの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1605/1605-1-A.mpg]] &br; [[ インクジェットプリンタの仕組1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1608/1608-1-A.mpg]] &br; [[ インクジェットプリンタの仕組2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1680/1608-2-A.mpg]] &br; [[ ページプリンタの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1610/1610-1-A.mpg]]  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_13_入出力デバイス.pdf,,キーボード・プリンタ等のいろいろな入出力装置の動作原理を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|14| 1/08 |パイプライン|p96-106 | [[パイプライン:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Pipeline.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/パイプライン.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_14_パイプライン.pdf,,パイプライン方式による高速化について理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|| 1/ |期末試験|||||

***評価 [#q66e4d97]
平常点(授業参加等) 30%  +  中間試験 30%  +  期末試験 40%~
平常点は、質問や問題提起に対して、加点(+5点)する。~

授業ホームページ: http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp をアクセス~
   ⇒ 左欄メニューの「授業のページ」 ⇒ 「2013年度授業  秋 コンピュータアーキテクチャ」~
   配布物はこのページあたりから取れるようにしておきます。~
山内へのコンタクト: 弦羇曖騎4541室、047-472-1176、メール:yamanouc at is.sci.toho-u.ac.jp (atを@に置き換えること)~
スケジュール: 授業枠はpepper.is.sci.toho-u.ac.jp、 通年スケジュールはwww.yy.is.sci.toho-u.ac.jpの左メニューで「カレンダー」

***ポインタ [#z834f638]
-[[CASL II / COMET II 仕様(ver. 2, H23/7/11付):http://www.jitec.jp/1_13download/shiken_yougo_ver2_0.pdf]]
-[[COMET II オンラインシミュレータ:http://www.officedaytime.com/dcaslj/index.html]]
-[[Intel Software Developer's Manual-Basic:http://download.intel.com/design/processor/manuals/253665.pdf]]
-MIPS クロスコンパイラ http://www.spacelan.ne.jp/~m-yana/micro/gnu/mips/mipsegcs.htm
[[山内の授業のページ]]

アクセス数 &counter();  このページの最終更新 &lastmod();

**13年度秋学期 コンピュータアーキテクチャ [#n1b9ff0f]
水曜日2限~

金岡先生のクラスと同じ内容をカバーする予定。授業の進め方や試験・評価等は若干異なる可能性あり。

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。

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、森北出版)~
参考書:基本情報技術者試験学習テキスト1 テクノロジ系(浅井宗海、 実教出版、2009/12)~
    ITパスポート学習テキスト(浅井宗海、実教出版、2009/01)~
~
授業の進め方~
理解しなければならない内容が多いのと、自分で勉強する習慣を付けてほしいので、基本は&color(red){自習};で勉強して下さい。~
授業は「基本わかっているもの」として、演習形式で行います。内容についての講義はほとんどしません。~
その代わり、分からないときは出来る限りつき合います。~
  1) 自習の結果よく分からなかったことや疑問に思ったことを、あらかじめ(=授業より前に)&ref(ar2013質問シート.pdf,,質問シート(ここからダウンロード可));にメモしてきて下さい。~
  2) そのメモを使って、授業中に&color(red);{質問}して下さい。授業の殆どの時間を質問とその説明に使います。~
  3) といっても、質問が出ないと困るので、授業後半で簡単な演習問題を考えてもらいます。この演習について更にわからないところを質問して下さい。~
  4) 授業時間外での質問も歓迎します。オフィスアワーの他、メールでの質問や、メールで時間を約束して質問に来るのもOKです。~
授業終了時に、質問シートと、演習問題の結果を回収します。~
~
授業予定(as of 2013/09/17):
|  |日程 |テーマ   |教科書範囲| 予習スライド | 2012年版予習問題 | 確認問題 |
| 1| 9/25 |数の表現(1)|p41-46 |[[2進数の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryNumbers.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/2進数の原理.pdf,,上記PDFファイル);  |&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_1_数の表現(1).pdf,,2進数を確認する、2進⇔10進変換ができる);|&ref(ar_1_作業課題.pdf); |
| 2|10/02 |数の表現(2)|p41-46 | [[16進数の利用を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/HexadecimalNumbers.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/16進数での表現.pdf,,上記PDFファイル); &br;[[数の表現おまけ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/NumbersSupplement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/マイナスの数おまけ.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[マイナスの数の(補数)表現を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/NegativeNumbers.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/マイナスの数をどう表す?.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[小数の表現(固定小数点・浮動小数点表現)を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/FractionalNumbers.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/小数をどう表す?.pdf,,上記PDFファイル);  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_2_数の表現(2).pdf,,数の表現(2)、負数の2の補数表現、小数の表現を理解する);| &ref(ar_2_作業課題.pdf);  |
| 3|10/09 |演算の仕組(演算アルゴリズムと回路)|p47-55 | [[2進数の加減算の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryAddition.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/加減算の原理.pdf,,上記PDFファイル); &br;  [[2進数の乗算の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryMultiplication.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/乗算の原理.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_3_演算の仕組.pdf,,機械による加算・減算・乗算の計算方法を理解する);| &ref(ar_3_作業課題.pdf); |
| 4|10/16 |命令とその実行の仕組|p12-23,&br;p24-26 | [[コンピュータの構造のあらまし:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ComputerStructure.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/コンピュータの構造概略.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[コンピュータは命令で動く:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/HowInstructionsWork.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/コンピュータは命令で動く.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[命令が実行される仕組:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ExecutionSteps.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令が実行される仕組.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_4_命令とその実行の仕組.pdf,,命令とは何か、どのように命令が実行されるのか、どのような命令があるのか、を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 4|10/16 |命令とその実行の仕組|p12-23,&br;p24-26 | [[コンピュータの構造のあらまし:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ComputerStructure.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/コンピュータの構造概略.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[コンピュータは命令で動く:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/HowInstructionsWork.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/コンピュータは命令で動く.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[命令が実行される仕組:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ExecutionSteps.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令が実行される仕組.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_4_命令とその実行の仕組.pdf,,命令とは何か、どのように命令が実行されるのか、どのような命令があるのか、を理解する);| &ref(ar_4_作業課題.pdf); |
| 5|10/23 |アドレッシング、命令セット、命令処理性能|p27-32 | [[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:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/InstructionFormat.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令の形式.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[CPI(命令当りサイクル数)・MIPS値を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ExecutionPerformance.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令の実行性能.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_5_アドレシング_命令セット_性能.pdf,,いろいろなアドレッシングを理解する、命令をセットとして考える、CPI・MIPS等の命令処理性能の考え方を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 6| 10/30 |アセンブラプログラム(1)|資料 | [[Comet-IIのプログラミング:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Comet-IIProgramming.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/1)COMET-IIのプログラミング.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[計算式と代入:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Assignment.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/2)計算式と代入.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[条件分岐とIF文:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IF-Statement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/3)条件分岐とIF文.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6_アセンブラプログラム(1).pdf,,単純な式計算や条件分岐を機械命令で書いてみる 〜 どのように命令を組み合わせるかを理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf);|
| 7|11/06 |アセンブラプログラム(2)〜ループ・配列 |資料 | [[ループを書く:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/For-Statement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/4)ループを書く.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[配列と指標アドレシング:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IndexAddressing.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/5)配列と指標アドレシング.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_7_アセンブラプログラム(2).pdf,,アセンブラプログラムでループの書き方、配列の処理の仕方を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 8|11/13 |ハーバードアーキテクチャ・RISCとCISC、(中間試験)、|p33-49,&br;p56-63 | [[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:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/RiscCisc_HarvardArchitecture.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/CISCとRISC.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_8_ハーバードアーキテクチャ.pdf,,いろいろなCPUでの命令の体系・実行方法の違いを理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 9|11/20 |メモリとメモリ装置、|p64-77 | [[メモリの概念:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/WhatIsMemory.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリの考え方.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[半導体メモリのいろいろ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryICDevice.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリデバイス.pdf,,上記PDFファイル);&br; [[磁気メモリ・光学メモリ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryOtherDevice.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリデバイス2.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_9_メモリ_メモリ装置.pdf,,いろいろなメモリ素子・装置の仕組・性質を理解する);|  &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|10|11/27 |メモリ階層とキャッシュメモリ |p78-88 | [[メモリ階層とキャッシュメモリ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryHierarchyAndCache.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/階層とキャッシュ.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_10_メモリ階層_キャッシュ.pdf,,メモリの階層に基く高速化の手法(キャッシュ・仮想メモリ)を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|11|12/04 |キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデル |p78-88 | [[キャッシュの追い出し:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Cache-Replace.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/キャッシュの追い出し.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_11_マッピング方式_不一致.pdf,,キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデルについて理解する);| ;&ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|12|12/11 |割込み・入出力アーキテクチャ |p89-95 | [[割込み:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Interrupt.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/割込みとは.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[入出力の接続法(アーキテクチャ):http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IO-Architecture.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/入出力アーキテクチャ.pdf,,上記PDFファイル);  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_12_割込_入出力アーキテクチャ.pdf,,割込みの原理と使い方、入出力のCPUからの制御法について理解する);|&ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|13|12/18 |入出力デバイス|p107-116 | [[各入出力装置の動作原理:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IO-Devices.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/各装置の動作原理.pdf,,上記PDFファイル); &br; 以下教材用ビデオへのリンク &br; [[ 機械式マウスの動作1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-1-A.mpg]] &br; [[ 機械式マウスの動作2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-2-A.mpg]] &br; [[ 光学式マウスの動作1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-3-A.mpg]] &br; [[ 光学式マウスの動作2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-4-A.mpg]] &br; [[ キーボードの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1304/1304-1-A.mpg]] &br; [[ ディスプレイの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1605/1605-1-A.mpg]] &br; [[ インクジェットプリンタの仕組1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1608/1608-1-A.mpg]] &br; [[ インクジェットプリンタの仕組2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1680/1608-2-A.mpg]] &br; [[ ページプリンタの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1610/1610-1-A.mpg]]  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_13_入出力デバイス.pdf,,キーボード・プリンタ等のいろいろな入出力装置の動作原理を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|14| 1/08 |パイプライン|p96-106 | [[パイプライン:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Pipeline.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/パイプライン.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_14_パイプライン.pdf,,パイプライン方式による高速化について理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|| 1/ |期末試験|||||

***評価 [#q66e4d97]
平常点(授業参加等) 30%  +  中間試験 30%  +  期末試験 40%~
平常点は、質問や問題提起に対して、加点(+5点)する。~

授業ホームページ: http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp をアクセス~
   ⇒ 左欄メニューの「授業のページ」 ⇒ 「2013年度授業  秋 コンピュータアーキテクチャ」~
   配布物はこのページあたりから取れるようにしておきます。~
山内へのコンタクト: 弦羇曖騎4541室、047-472-1176、メール:yamanouc at is.sci.toho-u.ac.jp (atを@に置き換えること)~
スケジュール: 授業枠はpepper.is.sci.toho-u.ac.jp、 通年スケジュールはwww.yy.is.sci.toho-u.ac.jpの左メニューで「カレンダー」

***ポインタ [#z834f638]
-[[CASL II / COMET II 仕様(ver. 2, H23/7/11付):http://www.jitec.jp/1_13download/shiken_yougo_ver2_0.pdf]]
-[[COMET II オンラインシミュレータ:http://www.officedaytime.com/dcaslj/index.html]]
-[[Intel Software Developer's Manual-Basic:http://download.intel.com/design/processor/manuals/253665.pdf]]
-MIPS クロスコンパイラ http://www.spacelan.ne.jp/~m-yana/micro/gnu/mips/mipsegcs.htm
[[山内の授業のページ]]

アクセス数 &counter();  このページの最終更新 &lastmod();

**13年度秋学期 コンピュータアーキテクチャ [#n1b9ff0f]
水曜日2限~

金岡先生のクラスと同じ内容をカバーする予定。授業の進め方や試験・評価等は若干異なる可能性あり。

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。

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、森北出版)~
参考書:基本情報技術者試験学習テキスト1 テクノロジ系(浅井宗海、 実教出版、2009/12)~
    ITパスポート学習テキスト(浅井宗海、実教出版、2009/01)~
~
授業の進め方~
理解しなければならない内容が多いのと、自分で勉強する習慣を付けてほしいので、基本は&color(red){自習};で勉強して下さい。~
授業は「基本わかっているもの」として、演習形式で行います。内容についての講義はほとんどしません。~
その代わり、分からないときは出来る限りつき合います。~
  1) 自習の結果よく分からなかったことや疑問に思ったことを、あらかじめ(=授業より前に)&ref(ar2013質問シート.pdf,,質問シート(ここからダウンロード可));にメモしてきて下さい。~
  2) そのメモを使って、授業中に&color(red);{質問}して下さい。授業の殆どの時間を質問とその説明に使います。~
  3) といっても、質問が出ないと困るので、授業後半で簡単な演習問題を考えてもらいます。この演習について更にわからないところを質問して下さい。~
  4) 授業時間外での質問も歓迎します。オフィスアワーの他、メールでの質問や、メールで時間を約束して質問に来るのもOKです。~
授業終了時に、質問シートと、演習問題の結果を回収します。~
~
授業予定(as of 2013/09/17):
|  |日程 |テーマ   |教科書範囲| 予習スライド | 2012年版予習問題 | 確認問題 |
| 1| 9/25 |数の表現(1)|p41-46 |[[2進数の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryNumbers.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/2進数の原理.pdf,,上記PDFファイル);  |&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_1_数の表現(1).pdf,,2進数を確認する、2進⇔10進変換ができる);|&ref(ar_1_作業課題.pdf); |
| 2|10/02 |数の表現(2)|p41-46 | [[16進数の利用を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/HexadecimalNumbers.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/16進数での表現.pdf,,上記PDFファイル); &br;[[数の表現おまけ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/NumbersSupplement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/マイナスの数おまけ.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[マイナスの数の(補数)表現を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/NegativeNumbers.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/マイナスの数をどう表す?.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[小数の表現(固定小数点・浮動小数点表現)を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/FractionalNumbers.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/小数をどう表す?.pdf,,上記PDFファイル);  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_2_数の表現(2).pdf,,数の表現(2)、負数の2の補数表現、小数の表現を理解する);| &ref(ar_2_作業課題.pdf);  |
| 3|10/09 |演算の仕組(演算アルゴリズムと回路)|p47-55 | [[2進数の加減算の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryAddition.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/加減算の原理.pdf,,上記PDFファイル); &br;  [[2進数の乗算の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryMultiplication.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/乗算の原理.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_3_演算の仕組.pdf,,機械による加算・減算・乗算の計算方法を理解する);| &ref(ar_3_作業課題.pdf); |
| 4|10/16 |命令とその実行の仕組|p12-23,&br;p24-26 | [[コンピュータの構造のあらまし:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ComputerStructure.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/コンピュータの構造概略.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[コンピュータは命令で動く:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/HowInstructionsWork.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/コンピュータは命令で動く.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[命令が実行される仕組:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ExecutionSteps.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令が実行される仕組.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_4_命令とその実行の仕組.pdf,,命令とは何か、どのように命令が実行されるのか、どのような命令があるのか、を理解する);| &ref(ar_4_作業課題.pdf); |
| 4|10/%%16%% |命令とその実行の仕組|p12-23,&br;p24-26 | [[コンピュータの構造のあらまし:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ComputerStructure.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/コンピュータの構造概略.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[コンピュータは命令で動く:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/HowInstructionsWork.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/コンピュータは命令で動く.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[命令が実行される仕組:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ExecutionSteps.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令が実行される仕組.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_4_命令とその実行の仕組.pdf,,命令とは何か、どのように命令が実行されるのか、どのような命令があるのか、を理解する);| &ref(ar_4_作業課題.pdf); |
| 5|10/23 |アドレッシング、命令セット、命令処理性能|p27-32 | [[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:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/InstructionFormat.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令の形式.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[CPI(命令当りサイクル数)・MIPS値を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ExecutionPerformance.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令の実行性能.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_5_アドレシング_命令セット_性能.pdf,,いろいろなアドレッシングを理解する、命令をセットとして考える、CPI・MIPS等の命令処理性能の考え方を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 6| 10/30 |アセンブラプログラム(1)|資料 | [[Comet-IIのプログラミング:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Comet-IIProgramming.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/1)COMET-IIのプログラミング.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[計算式と代入:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Assignment.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/2)計算式と代入.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[条件分岐とIF文:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IF-Statement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/3)条件分岐とIF文.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6_アセンブラプログラム(1).pdf,,単純な式計算や条件分岐を機械命令で書いてみる 〜 どのように命令を組み合わせるかを理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf);|
| 7|11/06 |アセンブラプログラム(2)〜ループ・配列 |資料 | [[ループを書く:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/For-Statement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/4)ループを書く.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[配列と指標アドレシング:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IndexAddressing.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/5)配列と指標アドレシング.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_7_アセンブラプログラム(2).pdf,,アセンブラプログラムでループの書き方、配列の処理の仕方を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 8|11/13 |ハーバードアーキテクチャ・RISCとCISC、(中間試験)、|p33-49,&br;p56-63 | [[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:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/RiscCisc_HarvardArchitecture.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/CISCとRISC.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_8_ハーバードアーキテクチャ.pdf,,いろいろなCPUでの命令の体系・実行方法の違いを理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 9|11/20 |メモリとメモリ装置、|p64-77 | [[メモリの概念:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/WhatIsMemory.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリの考え方.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[半導体メモリのいろいろ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryICDevice.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリデバイス.pdf,,上記PDFファイル);&br; [[磁気メモリ・光学メモリ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryOtherDevice.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリデバイス2.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_9_メモリ_メモリ装置.pdf,,いろいろなメモリ素子・装置の仕組・性質を理解する);|  &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|10|11/27 |メモリ階層とキャッシュメモリ |p78-88 | [[メモリ階層とキャッシュメモリ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryHierarchyAndCache.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/階層とキャッシュ.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_10_メモリ階層_キャッシュ.pdf,,メモリの階層に基く高速化の手法(キャッシュ・仮想メモリ)を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|11|12/04 |キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデル |p78-88 | [[キャッシュの追い出し:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Cache-Replace.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/キャッシュの追い出し.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_11_マッピング方式_不一致.pdf,,キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデルについて理解する);| ;&ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|12|12/11 |割込み・入出力アーキテクチャ |p89-95 | [[割込み:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Interrupt.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/割込みとは.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[入出力の接続法(アーキテクチャ):http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IO-Architecture.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/入出力アーキテクチャ.pdf,,上記PDFファイル);  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_12_割込_入出力アーキテクチャ.pdf,,割込みの原理と使い方、入出力のCPUからの制御法について理解する);|&ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|13|12/18 |入出力デバイス|p107-116 | [[各入出力装置の動作原理:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IO-Devices.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/各装置の動作原理.pdf,,上記PDFファイル); &br; 以下教材用ビデオへのリンク &br; [[ 機械式マウスの動作1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-1-A.mpg]] &br; [[ 機械式マウスの動作2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-2-A.mpg]] &br; [[ 光学式マウスの動作1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-3-A.mpg]] &br; [[ 光学式マウスの動作2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-4-A.mpg]] &br; [[ キーボードの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1304/1304-1-A.mpg]] &br; [[ ディスプレイの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1605/1605-1-A.mpg]] &br; [[ インクジェットプリンタの仕組1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1608/1608-1-A.mpg]] &br; [[ インクジェットプリンタの仕組2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1680/1608-2-A.mpg]] &br; [[ ページプリンタの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1610/1610-1-A.mpg]]  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_13_入出力デバイス.pdf,,キーボード・プリンタ等のいろいろな入出力装置の動作原理を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|14| 1/08 |パイプライン|p96-106 | [[パイプライン:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Pipeline.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/パイプライン.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_14_パイプライン.pdf,,パイプライン方式による高速化について理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|| 1/ |期末試験|||||

***評価 [#q66e4d97]
平常点(授業参加等) 30%  +  中間試験 30%  +  期末試験 40%~
平常点は、質問や問題提起に対して、加点(+5点)する。~

授業ホームページ: http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp をアクセス~
   ⇒ 左欄メニューの「授業のページ」 ⇒ 「2013年度授業  秋 コンピュータアーキテクチャ」~
   配布物はこのページあたりから取れるようにしておきます。~
山内へのコンタクト: 弦羇曖騎4541室、047-472-1176、メール:yamanouc at is.sci.toho-u.ac.jp (atを@に置き換えること)~
スケジュール: 授業枠はpepper.is.sci.toho-u.ac.jp、 通年スケジュールはwww.yy.is.sci.toho-u.ac.jpの左メニューで「カレンダー」

***ポインタ [#z834f638]
-[[CASL II / COMET II 仕様(ver. 2, H23/7/11付):http://www.jitec.jp/1_13download/shiken_yougo_ver2_0.pdf]]
-[[COMET II オンラインシミュレータ:http://www.officedaytime.com/dcaslj/index.html]]
-[[Intel Software Developer's Manual-Basic:http://download.intel.com/design/processor/manuals/253665.pdf]]
-MIPS クロスコンパイラ http://www.spacelan.ne.jp/~m-yana/micro/gnu/mips/mipsegcs.htm
[[山内の授業のページ]]

アクセス数 &counter();  このページの最終更新 &lastmod();

**13年度秋学期 コンピュータアーキテクチャ [#n1b9ff0f]
水曜日2限~

金岡先生のクラスと同じ内容をカバーする予定。授業の進め方や試験・評価等は若干異なる可能性あり。

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。

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、森北出版)~
参考書:基本情報技術者試験学習テキスト1 テクノロジ系(浅井宗海、 実教出版、2009/12)~
    ITパスポート学習テキスト(浅井宗海、実教出版、2009/01)~
~
授業の進め方~
理解しなければならない内容が多いのと、自分で勉強する習慣を付けてほしいので、基本は&color(red){自習};で勉強して下さい。~
授業は「基本わかっているもの」として、演習形式で行います。内容についての講義はほとんどしません。~
その代わり、分からないときは出来る限りつき合います。~
  1) 自習の結果よく分からなかったことや疑問に思ったことを、あらかじめ(=授業より前に)&ref(ar2013質問シート.pdf,,質問シート(ここからダウンロード可));にメモしてきて下さい。~
  2) そのメモを使って、授業中に&color(red);{質問}して下さい。授業の殆どの時間を質問とその説明に使います。~
  3) といっても、質問が出ないと困るので、授業後半で簡単な演習問題を考えてもらいます。この演習について更にわからないところを質問して下さい。~
  4) 授業時間外での質問も歓迎します。オフィスアワーの他、メールでの質問や、メールで時間を約束して質問に来るのもOKです。~
授業終了時に、質問シートと、演習問題の結果を回収します。~
~
授業予定(as of 2013/09/17):
|  |日程 |テーマ   |教科書範囲| 予習スライド | 2012年版予習問題 | 確認問題 |
| 1| 9/25 |数の表現(1)|p41-46 |[[2進数の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryNumbers.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/2進数の原理.pdf,,上記PDFファイル);  |&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_1_数の表現(1).pdf,,2進数を確認する、2進⇔10進変換ができる);|&ref(ar_1_作業課題.pdf); |
| 2|10/02 |数の表現(2)|p41-46 | [[16進数の利用を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/HexadecimalNumbers.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/16進数での表現.pdf,,上記PDFファイル); &br;[[数の表現おまけ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/NumbersSupplement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/マイナスの数おまけ.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[マイナスの数の(補数)表現を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/NegativeNumbers.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/マイナスの数をどう表す?.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[小数の表現(固定小数点・浮動小数点表現)を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/FractionalNumbers.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/小数をどう表す?.pdf,,上記PDFファイル);  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_2_数の表現(2).pdf,,数の表現(2)、負数の2の補数表現、小数の表現を理解する);| &ref(ar_2_作業課題.pdf);  |
| 3|10/09 |演算の仕組(演算アルゴリズムと回路)|p47-55 | [[2進数の加減算の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryAddition.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/加減算の原理.pdf,,上記PDFファイル); &br;  [[2進数の乗算の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryMultiplication.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/乗算の原理.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_3_演算の仕組.pdf,,機械による加算・減算・乗算の計算方法を理解する);| &ref(ar_3_作業課題.pdf); |
| 4|10/%%16%% |命令とその実行の仕組|p12-23,&br;p24-26 | [[コンピュータの構造のあらまし:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ComputerStructure.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/コンピュータの構造概略.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[コンピュータは命令で動く:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/HowInstructionsWork.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/コンピュータは命令で動く.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[命令が実行される仕組:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ExecutionSteps.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令が実行される仕組.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_4_命令とその実行の仕組.pdf,,命令とは何か、どのように命令が実行されるのか、どのような命令があるのか、を理解する);| &ref(ar_4_作業課題.pdf); |
| 4|%%10/16%%&br;10/23 |命令とその実行の仕組|p12-23,&br;p24-26 | [[コンピュータの構造のあらまし:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ComputerStructure.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/コンピュータの構造概略.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[コンピュータは命令で動く:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/HowInstructionsWork.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/コンピュータは命令で動く.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[命令が実行される仕組:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ExecutionSteps.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令が実行される仕組.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_4_命令とその実行の仕組.pdf,,命令とは何か、どのように命令が実行されるのか、どのような命令があるのか、を理解する);| &ref(ar_4_作業課題.pdf); |
| 5|10/23 |アドレッシング、命令セット、命令処理性能|p27-32 | [[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:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/InstructionFormat.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令の形式.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[CPI(命令当りサイクル数)・MIPS値を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ExecutionPerformance.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令の実行性能.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_5_アドレシング_命令セット_性能.pdf,,いろいろなアドレッシングを理解する、命令をセットとして考える、CPI・MIPS等の命令処理性能の考え方を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 6| 10/30 |アセンブラプログラム(1)|資料 | [[Comet-IIのプログラミング:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Comet-IIProgramming.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/1)COMET-IIのプログラミング.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[計算式と代入:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Assignment.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/2)計算式と代入.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[条件分岐とIF文:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IF-Statement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/3)条件分岐とIF文.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6_アセンブラプログラム(1).pdf,,単純な式計算や条件分岐を機械命令で書いてみる 〜 どのように命令を組み合わせるかを理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf);|
| 7|11/06 |アセンブラプログラム(2)〜ループ・配列 |資料 | [[ループを書く:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/For-Statement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/4)ループを書く.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[配列と指標アドレシング:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IndexAddressing.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/5)配列と指標アドレシング.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_7_アセンブラプログラム(2).pdf,,アセンブラプログラムでループの書き方、配列の処理の仕方を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 8|11/13 |ハーバードアーキテクチャ・RISCとCISC、(中間試験)、|p33-49,&br;p56-63 | [[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:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/RiscCisc_HarvardArchitecture.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/CISCとRISC.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_8_ハーバードアーキテクチャ.pdf,,いろいろなCPUでの命令の体系・実行方法の違いを理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 9|11/20 |メモリとメモリ装置、|p64-77 | [[メモリの概念:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/WhatIsMemory.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリの考え方.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[半導体メモリのいろいろ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryICDevice.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリデバイス.pdf,,上記PDFファイル);&br; [[磁気メモリ・光学メモリ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryOtherDevice.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリデバイス2.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_9_メモリ_メモリ装置.pdf,,いろいろなメモリ素子・装置の仕組・性質を理解する);|  &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|10|11/27 |メモリ階層とキャッシュメモリ |p78-88 | [[メモリ階層とキャッシュメモリ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryHierarchyAndCache.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/階層とキャッシュ.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_10_メモリ階層_キャッシュ.pdf,,メモリの階層に基く高速化の手法(キャッシュ・仮想メモリ)を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|11|12/04 |キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデル |p78-88 | [[キャッシュの追い出し:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Cache-Replace.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/キャッシュの追い出し.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_11_マッピング方式_不一致.pdf,,キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデルについて理解する);| ;&ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|12|12/11 |割込み・入出力アーキテクチャ |p89-95 | [[割込み:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Interrupt.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/割込みとは.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[入出力の接続法(アーキテクチャ):http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IO-Architecture.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/入出力アーキテクチャ.pdf,,上記PDFファイル);  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_12_割込_入出力アーキテクチャ.pdf,,割込みの原理と使い方、入出力のCPUからの制御法について理解する);|&ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|13|12/18 |入出力デバイス|p107-116 | [[各入出力装置の動作原理:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IO-Devices.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/各装置の動作原理.pdf,,上記PDFファイル); &br; 以下教材用ビデオへのリンク &br; [[ 機械式マウスの動作1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-1-A.mpg]] &br; [[ 機械式マウスの動作2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-2-A.mpg]] &br; [[ 光学式マウスの動作1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-3-A.mpg]] &br; [[ 光学式マウスの動作2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-4-A.mpg]] &br; [[ キーボードの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1304/1304-1-A.mpg]] &br; [[ ディスプレイの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1605/1605-1-A.mpg]] &br; [[ インクジェットプリンタの仕組1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1608/1608-1-A.mpg]] &br; [[ インクジェットプリンタの仕組2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1680/1608-2-A.mpg]] &br; [[ ページプリンタの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1610/1610-1-A.mpg]]  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_13_入出力デバイス.pdf,,キーボード・プリンタ等のいろいろな入出力装置の動作原理を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|14| 1/08 |パイプライン|p96-106 | [[パイプライン:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Pipeline.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/パイプライン.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_14_パイプライン.pdf,,パイプライン方式による高速化について理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|| 1/ |期末試験|||||

***評価 [#q66e4d97]
平常点(授業参加等) 30%  +  中間試験 30%  +  期末試験 40%~
平常点は、質問や問題提起に対して、加点(+5点)する。~

授業ホームページ: http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp をアクセス~
   ⇒ 左欄メニューの「授業のページ」 ⇒ 「2013年度授業  秋 コンピュータアーキテクチャ」~
   配布物はこのページあたりから取れるようにしておきます。~
山内へのコンタクト: 弦羇曖騎4541室、047-472-1176、メール:yamanouc at is.sci.toho-u.ac.jp (atを@に置き換えること)~
スケジュール: 授業枠はpepper.is.sci.toho-u.ac.jp、 通年スケジュールはwww.yy.is.sci.toho-u.ac.jpの左メニューで「カレンダー」

***ポインタ [#z834f638]
-[[CASL II / COMET II 仕様(ver. 2, H23/7/11付):http://www.jitec.jp/1_13download/shiken_yougo_ver2_0.pdf]]
-[[COMET II オンラインシミュレータ:http://www.officedaytime.com/dcaslj/index.html]]
-[[Intel Software Developer's Manual-Basic:http://download.intel.com/design/processor/manuals/253665.pdf]]
-MIPS クロスコンパイラ http://www.spacelan.ne.jp/~m-yana/micro/gnu/mips/mipsegcs.htm
[[山内の授業のページ]]

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**13年度秋学期 コンピュータアーキテクチャ [#n1b9ff0f]
水曜日2限~

金岡先生のクラスと同じ内容をカバーする予定。授業の進め方や試験・評価等は若干異なる可能性あり。

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。

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、森北出版)~
参考書:基本情報技術者試験学習テキスト1 テクノロジ系(浅井宗海、 実教出版、2009/12)~
    ITパスポート学習テキスト(浅井宗海、実教出版、2009/01)~
~
授業の進め方~
理解しなければならない内容が多いのと、自分で勉強する習慣を付けてほしいので、基本は&color(red){自習};で勉強して下さい。~
授業は「基本わかっているもの」として、演習形式で行います。内容についての講義はほとんどしません。~
その代わり、分からないときは出来る限りつき合います。~
  1) 自習の結果よく分からなかったことや疑問に思ったことを、あらかじめ(=授業より前に)&ref(ar2013質問シート.pdf,,質問シート(ここからダウンロード可));にメモしてきて下さい。~
  2) そのメモを使って、授業中に&color(red);{質問}して下さい。授業の殆どの時間を質問とその説明に使います。~
  3) といっても、質問が出ないと困るので、授業後半で簡単な演習問題を考えてもらいます。この演習について更にわからないところを質問して下さい。~
  4) 授業時間外での質問も歓迎します。オフィスアワーの他、メールでの質問や、メールで時間を約束して質問に来るのもOKです。~
授業終了時に、質問シートと、演習問題の結果を回収します。~
~
授業予定(as of 2013/09/17):
|  |日程 |テーマ   |教科書範囲| 予習スライド | 2012年版予習問題 | 確認問題 |
| 1| 9/25 |数の表現(1)|p41-46 |[[2進数の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryNumbers.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/2進数の原理.pdf,,上記PDFファイル);  |&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_1_数の表現(1).pdf,,2進数を確認する、2進⇔10進変換ができる);|&ref(ar_1_作業課題.pdf); |
| 2|10/02 |数の表現(2)|p41-46 | [[16進数の利用を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/HexadecimalNumbers.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/16進数での表現.pdf,,上記PDFファイル); &br;[[数の表現おまけ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/NumbersSupplement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/マイナスの数おまけ.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[マイナスの数の(補数)表現を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/NegativeNumbers.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/マイナスの数をどう表す?.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[小数の表現(固定小数点・浮動小数点表現)を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/FractionalNumbers.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/小数をどう表す?.pdf,,上記PDFファイル);  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_2_数の表現(2).pdf,,数の表現(2)、負数の2の補数表現、小数の表現を理解する);| &ref(ar_2_作業課題.pdf);  |
| 3|10/09 |演算の仕組(演算アルゴリズムと回路)|p47-55 | [[2進数の加減算の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryAddition.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/加減算の原理.pdf,,上記PDFファイル); &br;  [[2進数の乗算の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryMultiplication.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/乗算の原理.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_3_演算の仕組.pdf,,機械による加算・減算・乗算の計算方法を理解する);| &ref(ar_3_作業課題.pdf); |
| 4|%%10/16%%&br;10/23 |命令とその実行の仕組|p12-23,&br;p24-26 | [[コンピュータの構造のあらまし:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ComputerStructure.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/コンピュータの構造概略.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[コンピュータは命令で動く:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/HowInstructionsWork.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/コンピュータは命令で動く.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[命令が実行される仕組:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ExecutionSteps.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令が実行される仕組.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_4_命令とその実行の仕組.pdf,,命令とは何か、どのように命令が実行されるのか、どのような命令があるのか、を理解する);| &ref(ar_4_作業課題.pdf); |
| 5|10/23 |アドレッシング、命令セット、命令処理性能|p27-32 | [[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:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/InstructionFormat.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令の形式.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[CPI(命令当りサイクル数)・MIPS値を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ExecutionPerformance.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令の実行性能.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_5_アドレシング_命令セット_性能.pdf,,いろいろなアドレッシングを理解する、命令をセットとして考える、CPI・MIPS等の命令処理性能の考え方を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 6| 10/30 |アセンブラプログラム(1)|資料 | [[Comet-IIのプログラミング:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Comet-IIProgramming.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/1)COMET-IIのプログラミング.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[計算式と代入:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Assignment.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/2)計算式と代入.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[条件分岐とIF文:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IF-Statement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/3)条件分岐とIF文.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6_アセンブラプログラム(1).pdf,,単純な式計算や条件分岐を機械命令で書いてみる 〜 どのように命令を組み合わせるかを理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf);|
| 7|11/06 |アセンブラプログラム(2)〜ループ・配列 |資料 | [[ループを書く:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/For-Statement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/4)ループを書く.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[配列と指標アドレシング:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IndexAddressing.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/5)配列と指標アドレシング.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_7_アセンブラプログラム(2).pdf,,アセンブラプログラムでループの書き方、配列の処理の仕方を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 8|11/13 |ハーバードアーキテクチャ・RISCとCISC、(中間試験)、|p33-49,&br;p56-63 | [[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:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/RiscCisc_HarvardArchitecture.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/CISCとRISC.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_8_ハーバードアーキテクチャ.pdf,,いろいろなCPUでの命令の体系・実行方法の違いを理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 9|11/20 |メモリとメモリ装置、|p64-77 | [[メモリの概念:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/WhatIsMemory.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリの考え方.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[半導体メモリのいろいろ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryICDevice.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリデバイス.pdf,,上記PDFファイル);&br; [[磁気メモリ・光学メモリ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryOtherDevice.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリデバイス2.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_9_メモリ_メモリ装置.pdf,,いろいろなメモリ素子・装置の仕組・性質を理解する);|  &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|10|11/27 |メモリ階層とキャッシュメモリ |p78-88 | [[メモリ階層とキャッシュメモリ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryHierarchyAndCache.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/階層とキャッシュ.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_10_メモリ階層_キャッシュ.pdf,,メモリの階層に基く高速化の手法(キャッシュ・仮想メモリ)を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|11|12/04 |キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデル |p78-88 | [[キャッシュの追い出し:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Cache-Replace.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/キャッシュの追い出し.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_11_マッピング方式_不一致.pdf,,キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデルについて理解する);| ;&ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|12|12/11 |割込み・入出力アーキテクチャ |p89-95 | [[割込み:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Interrupt.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/割込みとは.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[入出力の接続法(アーキテクチャ):http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IO-Architecture.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/入出力アーキテクチャ.pdf,,上記PDFファイル);  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_12_割込_入出力アーキテクチャ.pdf,,割込みの原理と使い方、入出力のCPUからの制御法について理解する);|&ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|13|12/18 |入出力デバイス|p107-116 | [[各入出力装置の動作原理:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IO-Devices.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/各装置の動作原理.pdf,,上記PDFファイル); &br; 以下教材用ビデオへのリンク &br; [[ 機械式マウスの動作1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-1-A.mpg]] &br; [[ 機械式マウスの動作2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-2-A.mpg]] &br; [[ 光学式マウスの動作1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-3-A.mpg]] &br; [[ 光学式マウスの動作2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-4-A.mpg]] &br; [[ キーボードの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1304/1304-1-A.mpg]] &br; [[ ディスプレイの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1605/1605-1-A.mpg]] &br; [[ インクジェットプリンタの仕組1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1608/1608-1-A.mpg]] &br; [[ インクジェットプリンタの仕組2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1680/1608-2-A.mpg]] &br; [[ ページプリンタの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1610/1610-1-A.mpg]]  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_13_入出力デバイス.pdf,,キーボード・プリンタ等のいろいろな入出力装置の動作原理を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|14| 1/08 |パイプライン|p96-106 | [[パイプライン:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Pipeline.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/パイプライン.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_14_パイプライン.pdf,,パイプライン方式による高速化について理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 5|%%10/23%%&br;10/30 |アドレッシング、命令セット、命令処理性能|p27-32 | [[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:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/InstructionFormat.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令の形式.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[CPI(命令当りサイクル数)・MIPS値を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ExecutionPerformance.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令の実行性能.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_5_アドレシング_命令セット_性能.pdf,,いろいろなアドレッシングを理解する、命令をセットとして考える、CPI・MIPS等の命令処理性能の考え方を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 6| %%10/30%%&br;11/06 |アセンブラプログラム(1)|資料 | [[Comet-IIのプログラミング:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Comet-IIProgramming.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/1)COMET-IIのプログラミング.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[計算式と代入:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Assignment.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/2)計算式と代入.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[条件分岐とIF文:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IF-Statement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/3)条件分岐とIF文.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6_アセンブラプログラム(1).pdf,,単純な式計算や条件分岐を機械命令で書いてみる 〜 どのように命令を組み合わせるかを理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf);|
| 7|%%11/06%%&br;11/13 |アセンブラプログラム(2)〜ループ・配列 |資料 | [[ループを書く:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/For-Statement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/4)ループを書く.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[配列と指標アドレシング:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IndexAddressing.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/5)配列と指標アドレシング.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_7_アセンブラプログラム(2).pdf,,アセンブラプログラムでループの書き方、配列の処理の仕方を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 8|%%11/13%%&br;11/20 |ハーバードアーキテクチャ・RISCとCISC、(中間試験)、|p33-49,&br;p56-63 | [[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:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/RiscCisc_HarvardArchitecture.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/CISCとRISC.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_8_ハーバードアーキテクチャ.pdf,,いろいろなCPUでの命令の体系・実行方法の違いを理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 9|%%11/20%%&br;11/27 |メモリとメモリ装置、|p64-77 | [[メモリの概念:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/WhatIsMemory.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリの考え方.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[半導体メモリのいろいろ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryICDevice.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリデバイス.pdf,,上記PDFファイル);&br; [[磁気メモリ・光学メモリ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryOtherDevice.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリデバイス2.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_9_メモリ_メモリ装置.pdf,,いろいろなメモリ素子・装置の仕組・性質を理解する);|  &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|10|%%11/27%%&br;12/04 |メモリ階層とキャッシュメモリ |p78-88 | [[メモリ階層とキャッシュメモリ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryHierarchyAndCache.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/階層とキャッシュ.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_10_メモリ階層_キャッシュ.pdf,,メモリの階層に基く高速化の手法(キャッシュ・仮想メモリ)を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|11|%%12/04%%&br;12/11 |キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデル |p78-88 | [[キャッシュの追い出し:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Cache-Replace.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/キャッシュの追い出し.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_11_マッピング方式_不一致.pdf,,キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデルについて理解する);| ;&ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|12|%%12/11%%&br;12/18 |割込み・入出力アーキテクチャ |p89-95 | [[割込み:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Interrupt.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/割込みとは.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[入出力の接続法(アーキテクチャ):http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IO-Architecture.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/入出力アーキテクチャ.pdf,,上記PDFファイル);  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_12_割込_入出力アーキテクチャ.pdf,,割込みの原理と使い方、入出力のCPUからの制御法について理解する);|&ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|13|%%12/18%%&br;1/08 |入出力デバイス|p107-116 | [[各入出力装置の動作原理:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IO-Devices.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/各装置の動作原理.pdf,,上記PDFファイル); &br; 以下教材用ビデオへのリンク &br; [[ 機械式マウスの動作1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-1-A.mpg]] &br; [[ 機械式マウスの動作2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-2-A.mpg]] &br; [[ 光学式マウスの動作1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-3-A.mpg]] &br; [[ 光学式マウスの動作2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-4-A.mpg]] &br; [[ キーボードの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1304/1304-1-A.mpg]] &br; [[ ディスプレイの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1605/1605-1-A.mpg]] &br; [[ インクジェットプリンタの仕組1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1608/1608-1-A.mpg]] &br; [[ インクジェットプリンタの仕組2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1680/1608-2-A.mpg]] &br; [[ ページプリンタの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1610/1610-1-A.mpg]]  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_13_入出力デバイス.pdf,,キーボード・プリンタ等のいろいろな入出力装置の動作原理を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|14| %%1/08%%&br;1/17 |パイプライン|p96-106 | [[パイプライン:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Pipeline.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/パイプライン.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_14_パイプライン.pdf,,パイプライン方式による高速化について理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|| 1/ |期末試験|||||

***評価 [#q66e4d97]
平常点(授業参加等) 30%  +  中間試験 30%  +  期末試験 40%~
平常点は、質問や問題提起に対して、加点(+5点)する。~

授業ホームページ: http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp をアクセス~
   ⇒ 左欄メニューの「授業のページ」 ⇒ 「2013年度授業  秋 コンピュータアーキテクチャ」~
   配布物はこのページあたりから取れるようにしておきます。~
山内へのコンタクト: 弦羇曖騎4541室、047-472-1176、メール:yamanouc at is.sci.toho-u.ac.jp (atを@に置き換えること)~
スケジュール: 授業枠はpepper.is.sci.toho-u.ac.jp、 通年スケジュールはwww.yy.is.sci.toho-u.ac.jpの左メニューで「カレンダー」

***ポインタ [#z834f638]
-[[CASL II / COMET II 仕様(ver. 2, H23/7/11付):http://www.jitec.jp/1_13download/shiken_yougo_ver2_0.pdf]]
-[[COMET II オンラインシミュレータ:http://www.officedaytime.com/dcaslj/index.html]]
-[[Intel Software Developer's Manual-Basic:http://download.intel.com/design/processor/manuals/253665.pdf]]
-MIPS クロスコンパイラ http://www.spacelan.ne.jp/~m-yana/micro/gnu/mips/mipsegcs.htm
[[山内の授業のページ]]

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**13年度秋学期 コンピュータアーキテクチャ [#n1b9ff0f]
水曜日2限~

金岡先生のクラスと同じ内容をカバーする予定。授業の進め方や試験・評価等は若干異なる可能性あり。

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。

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、森北出版)~
参考書:基本情報技術者試験学習テキスト1 テクノロジ系(浅井宗海、 実教出版、2009/12)~
    ITパスポート学習テキスト(浅井宗海、実教出版、2009/01)~
~
授業の進め方~
理解しなければならない内容が多いのと、自分で勉強する習慣を付けてほしいので、基本は&color(red){自習};で勉強して下さい。~
授業は「基本わかっているもの」として、演習形式で行います。内容についての講義はほとんどしません。~
その代わり、分からないときは出来る限りつき合います。~
  1) 自習の結果よく分からなかったことや疑問に思ったことを、あらかじめ(=授業より前に)&ref(ar2013質問シート.pdf,,質問シート(ここからダウンロード可));にメモしてきて下さい。~
  2) そのメモを使って、授業中に&color(red);{質問}して下さい。授業の殆どの時間を質問とその説明に使います。~
  3) といっても、質問が出ないと困るので、授業後半で簡単な演習問題を考えてもらいます。この演習について更にわからないところを質問して下さい。~
  4) 授業時間外での質問も歓迎します。オフィスアワーの他、メールでの質問や、メールで時間を約束して質問に来るのもOKです。~
授業終了時に、質問シートと、演習問題の結果を回収します。~
~
授業予定(as of 2013/09/17):
|  |日程 |テーマ   |教科書範囲| 予習スライド | 2012年版予習問題 | 確認問題 |
| 1| 9/25 |数の表現(1)|p41-46 |[[2進数の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryNumbers.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/2進数の原理.pdf,,上記PDFファイル);  |&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_1_数の表現(1).pdf,,2進数を確認する、2進⇔10進変換ができる);|&ref(ar_1_作業課題.pdf); |
| 2|10/02 |数の表現(2)|p41-46 | [[16進数の利用を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/HexadecimalNumbers.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/16進数での表現.pdf,,上記PDFファイル); &br;[[数の表現おまけ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/NumbersSupplement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/マイナスの数おまけ.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[マイナスの数の(補数)表現を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/NegativeNumbers.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/マイナスの数をどう表す?.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[小数の表現(固定小数点・浮動小数点表現)を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/FractionalNumbers.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/小数をどう表す?.pdf,,上記PDFファイル);  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_2_数の表現(2).pdf,,数の表現(2)、負数の2の補数表現、小数の表現を理解する);| &ref(ar_2_作業課題.pdf);  |
| 3|10/09 |演算の仕組(演算アルゴリズムと回路)|p47-55 | [[2進数の加減算の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryAddition.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/加減算の原理.pdf,,上記PDFファイル); &br;  [[2進数の乗算の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryMultiplication.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/乗算の原理.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_3_演算の仕組.pdf,,機械による加算・減算・乗算の計算方法を理解する);| &ref(ar_3_作業課題.pdf); |
| 4|%%10/16%%&br;10/23 |命令とその実行の仕組|p12-23,&br;p24-26 | [[コンピュータの構造のあらまし:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ComputerStructure.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/コンピュータの構造概略.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[コンピュータは命令で動く:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/HowInstructionsWork.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/コンピュータは命令で動く.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[命令が実行される仕組:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ExecutionSteps.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令が実行される仕組.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_4_命令とその実行の仕組.pdf,,命令とは何か、どのように命令が実行されるのか、どのような命令があるのか、を理解する);| &ref(ar_4_作業課題.pdf); |
| 5|%%10/23%%&br;10/30 |アドレッシング、命令セット、命令処理性能|p27-32 | [[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:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/InstructionFormat.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令の形式.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[CPI(命令当りサイクル数)・MIPS値を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ExecutionPerformance.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令の実行性能.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_5_アドレシング_命令セット_性能.pdf,,いろいろなアドレッシングを理解する、命令をセットとして考える、CPI・MIPS等の命令処理性能の考え方を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 5|%%10/23%%&br;10/30 |アドレッシング、命令セット、命令処理性能|p27-32 | [[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:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/InstructionFormat.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令の形式.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[CPI(命令当りサイクル数)・MIPS値を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ExecutionPerformance.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令の実行性能.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_5_アドレシング_命令セット_性能.pdf,,いろいろなアドレッシングを理解する、命令をセットとして考える、CPI・MIPS等の命令処理性能の考え方を理解する);| &ref(ar_5_作業課題.pdf); |
| 6| %%10/30%%&br;11/06 |アセンブラプログラム(1)|資料 | [[Comet-IIのプログラミング:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Comet-IIProgramming.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/1)COMET-IIのプログラミング.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[計算式と代入:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Assignment.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/2)計算式と代入.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[条件分岐とIF文:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IF-Statement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/3)条件分岐とIF文.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6_アセンブラプログラム(1).pdf,,単純な式計算や条件分岐を機械命令で書いてみる 〜 どのように命令を組み合わせるかを理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf);|
| 7|%%11/06%%&br;11/13 |アセンブラプログラム(2)〜ループ・配列 |資料 | [[ループを書く:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/For-Statement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/4)ループを書く.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[配列と指標アドレシング:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IndexAddressing.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/5)配列と指標アドレシング.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_7_アセンブラプログラム(2).pdf,,アセンブラプログラムでループの書き方、配列の処理の仕方を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 8|%%11/13%%&br;11/20 |ハーバードアーキテクチャ・RISCとCISC、(中間試験)、|p33-49,&br;p56-63 | [[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:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/RiscCisc_HarvardArchitecture.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/CISCとRISC.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_8_ハーバードアーキテクチャ.pdf,,いろいろなCPUでの命令の体系・実行方法の違いを理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 9|%%11/20%%&br;11/27 |メモリとメモリ装置、|p64-77 | [[メモリの概念:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/WhatIsMemory.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリの考え方.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[半導体メモリのいろいろ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryICDevice.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリデバイス.pdf,,上記PDFファイル);&br; [[磁気メモリ・光学メモリ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryOtherDevice.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリデバイス2.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_9_メモリ_メモリ装置.pdf,,いろいろなメモリ素子・装置の仕組・性質を理解する);|  &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|10|%%11/27%%&br;12/04 |メモリ階層とキャッシュメモリ |p78-88 | [[メモリ階層とキャッシュメモリ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryHierarchyAndCache.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/階層とキャッシュ.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_10_メモリ階層_キャッシュ.pdf,,メモリの階層に基く高速化の手法(キャッシュ・仮想メモリ)を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|11|%%12/04%%&br;12/11 |キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデル |p78-88 | [[キャッシュの追い出し:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Cache-Replace.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/キャッシュの追い出し.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_11_マッピング方式_不一致.pdf,,キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデルについて理解する);| ;&ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|12|%%12/11%%&br;12/18 |割込み・入出力アーキテクチャ |p89-95 | [[割込み:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Interrupt.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/割込みとは.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[入出力の接続法(アーキテクチャ):http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IO-Architecture.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/入出力アーキテクチャ.pdf,,上記PDFファイル);  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_12_割込_入出力アーキテクチャ.pdf,,割込みの原理と使い方、入出力のCPUからの制御法について理解する);|&ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|13|%%12/18%%&br;1/08 |入出力デバイス|p107-116 | [[各入出力装置の動作原理:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IO-Devices.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/各装置の動作原理.pdf,,上記PDFファイル); &br; 以下教材用ビデオへのリンク &br; [[ 機械式マウスの動作1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-1-A.mpg]] &br; [[ 機械式マウスの動作2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-2-A.mpg]] &br; [[ 光学式マウスの動作1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-3-A.mpg]] &br; [[ 光学式マウスの動作2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-4-A.mpg]] &br; [[ キーボードの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1304/1304-1-A.mpg]] &br; [[ ディスプレイの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1605/1605-1-A.mpg]] &br; [[ インクジェットプリンタの仕組1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1608/1608-1-A.mpg]] &br; [[ インクジェットプリンタの仕組2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1680/1608-2-A.mpg]] &br; [[ ページプリンタの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1610/1610-1-A.mpg]]  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_13_入出力デバイス.pdf,,キーボード・プリンタ等のいろいろな入出力装置の動作原理を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|14| %%1/08%%&br;1/17 |パイプライン|p96-106 | [[パイプライン:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Pipeline.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/パイプライン.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_14_パイプライン.pdf,,パイプライン方式による高速化について理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|| 1/ |期末試験|||||

***評価 [#q66e4d97]
平常点(授業参加等) 30%  +  中間試験 30%  +  期末試験 40%~
平常点は、質問や問題提起に対して、加点(+5点)する。~

授業ホームページ: http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp をアクセス~
   ⇒ 左欄メニューの「授業のページ」 ⇒ 「2013年度授業  秋 コンピュータアーキテクチャ」~
   配布物はこのページあたりから取れるようにしておきます。~
山内へのコンタクト: 弦羇曖騎4541室、047-472-1176、メール:yamanouc at is.sci.toho-u.ac.jp (atを@に置き換えること)~
スケジュール: 授業枠はpepper.is.sci.toho-u.ac.jp、 通年スケジュールはwww.yy.is.sci.toho-u.ac.jpの左メニューで「カレンダー」

***ポインタ [#z834f638]
-[[CASL II / COMET II 仕様(ver. 2, H23/7/11付):http://www.jitec.jp/1_13download/shiken_yougo_ver2_0.pdf]]
-[[COMET II オンラインシミュレータ:http://www.officedaytime.com/dcaslj/index.html]]
-[[Intel Software Developer's Manual-Basic:http://download.intel.com/design/processor/manuals/253665.pdf]]
-MIPS クロスコンパイラ http://www.spacelan.ne.jp/~m-yana/micro/gnu/mips/mipsegcs.htm
[[山内の授業のページ]]

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**13年度秋学期 コンピュータアーキテクチャ [#n1b9ff0f]
水曜日2限~

金岡先生のクラスと同じ内容をカバーする予定。授業の進め方や試験・評価等は若干異なる可能性あり。

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。

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、森北出版)~
参考書:基本情報技術者試験学習テキスト1 テクノロジ系(浅井宗海、 実教出版、2009/12)~
    ITパスポート学習テキスト(浅井宗海、実教出版、2009/01)~
~
授業の進め方~
理解しなければならない内容が多いのと、自分で勉強する習慣を付けてほしいので、基本は&color(red){自習};で勉強して下さい。~
授業は「基本わかっているもの」として、演習形式で行います。内容についての講義はほとんどしません。~
その代わり、分からないときは出来る限りつき合います。~
  1) 自習の結果よく分からなかったことや疑問に思ったことを、あらかじめ(=授業より前に)&ref(ar2013質問シート.pdf,,質問シート(ここからダウンロード可));にメモしてきて下さい。~
  2) そのメモを使って、授業中に&color(red);{質問}して下さい。授業の殆どの時間を質問とその説明に使います。~
  3) といっても、質問が出ないと困るので、授業後半で簡単な演習問題を考えてもらいます。この演習について更にわからないところを質問して下さい。~
  4) 授業時間外での質問も歓迎します。オフィスアワーの他、メールでの質問や、メールで時間を約束して質問に来るのもOKです。~
授業終了時に、質問シートと、演習問題の結果を回収します。~
~
授業予定(as of 2013/09/17):
|  |日程 |テーマ   |教科書範囲| 予習スライド | 2012年版予習問題 | 確認問題 |
| 1| 9/25 |数の表現(1)|p41-46 |[[2進数の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryNumbers.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/2進数の原理.pdf,,上記PDFファイル);  |&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_1_数の表現(1).pdf,,2進数を確認する、2進⇔10進変換ができる);|&ref(ar_1_作業課題.pdf); |
| 2|10/02 |数の表現(2)|p41-46 | [[16進数の利用を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/HexadecimalNumbers.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/16進数での表現.pdf,,上記PDFファイル); &br;[[数の表現おまけ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/NumbersSupplement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/マイナスの数おまけ.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[マイナスの数の(補数)表現を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/NegativeNumbers.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/マイナスの数をどう表す?.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[小数の表現(固定小数点・浮動小数点表現)を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/FractionalNumbers.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/小数をどう表す?.pdf,,上記PDFファイル);  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_2_数の表現(2).pdf,,数の表現(2)、負数の2の補数表現、小数の表現を理解する);| &ref(ar_2_作業課題.pdf);  |
| 3|10/09 |演算の仕組(演算アルゴリズムと回路)|p47-55 | [[2進数の加減算の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryAddition.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/加減算の原理.pdf,,上記PDFファイル); &br;  [[2進数の乗算の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryMultiplication.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/乗算の原理.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_3_演算の仕組.pdf,,機械による加算・減算・乗算の計算方法を理解する);| &ref(ar_3_作業課題.pdf); |
| 3|10/09 |演算の仕組(演算アルゴリズムと回路)|p47-55 | [[2進数の加減算の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryAddition.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/加減算の原理.pdf,,上記PDFファイル); &br;  [[2進数の乗算の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryMultiplication.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/乗算の原理.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_3_演算の仕組.pdf,,機械による加算・減算・乗算の計算方法を理解する);| &ref(ar_3_作業課題.pdf); &br; &ref(ar_03_追加メモ_論理回路入門.pdf); |
| 4|%%10/16%%&br;10/23 |命令とその実行の仕組|p12-23,&br;p24-26 | [[コンピュータの構造のあらまし:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ComputerStructure.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/コンピュータの構造概略.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[コンピュータは命令で動く:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/HowInstructionsWork.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/コンピュータは命令で動く.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[命令が実行される仕組:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ExecutionSteps.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令が実行される仕組.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_4_命令とその実行の仕組.pdf,,命令とは何か、どのように命令が実行されるのか、どのような命令があるのか、を理解する);| &ref(ar_4_作業課題.pdf); |
| 5|%%10/23%%&br;10/30 |アドレッシング、命令セット、命令処理性能|p27-32 | [[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:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/InstructionFormat.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令の形式.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[CPI(命令当りサイクル数)・MIPS値を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ExecutionPerformance.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令の実行性能.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_5_アドレシング_命令セット_性能.pdf,,いろいろなアドレッシングを理解する、命令をセットとして考える、CPI・MIPS等の命令処理性能の考え方を理解する);| &ref(ar_5_作業課題.pdf); |
| 6| %%10/30%%&br;11/06 |アセンブラプログラム(1)|資料 | [[Comet-IIのプログラミング:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Comet-IIProgramming.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/1)COMET-IIのプログラミング.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[計算式と代入:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Assignment.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/2)計算式と代入.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[条件分岐とIF文:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IF-Statement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/3)条件分岐とIF文.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6_アセンブラプログラム(1).pdf,,単純な式計算や条件分岐を機械命令で書いてみる 〜 どのように命令を組み合わせるかを理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf);|
| 7|%%11/06%%&br;11/13 |アセンブラプログラム(2)〜ループ・配列 |資料 | [[ループを書く:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/For-Statement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/4)ループを書く.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[配列と指標アドレシング:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IndexAddressing.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/5)配列と指標アドレシング.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_7_アセンブラプログラム(2).pdf,,アセンブラプログラムでループの書き方、配列の処理の仕方を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 8|%%11/13%%&br;11/20 |ハーバードアーキテクチャ・RISCとCISC、(中間試験)、|p33-49,&br;p56-63 | [[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:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/RiscCisc_HarvardArchitecture.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/CISCとRISC.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_8_ハーバードアーキテクチャ.pdf,,いろいろなCPUでの命令の体系・実行方法の違いを理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 9|%%11/20%%&br;11/27 |メモリとメモリ装置、|p64-77 | [[メモリの概念:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/WhatIsMemory.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリの考え方.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[半導体メモリのいろいろ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryICDevice.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリデバイス.pdf,,上記PDFファイル);&br; [[磁気メモリ・光学メモリ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryOtherDevice.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリデバイス2.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_9_メモリ_メモリ装置.pdf,,いろいろなメモリ素子・装置の仕組・性質を理解する);|  &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|10|%%11/27%%&br;12/04 |メモリ階層とキャッシュメモリ |p78-88 | [[メモリ階層とキャッシュメモリ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryHierarchyAndCache.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/階層とキャッシュ.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_10_メモリ階層_キャッシュ.pdf,,メモリの階層に基く高速化の手法(キャッシュ・仮想メモリ)を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|11|%%12/04%%&br;12/11 |キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデル |p78-88 | [[キャッシュの追い出し:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Cache-Replace.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/キャッシュの追い出し.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_11_マッピング方式_不一致.pdf,,キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデルについて理解する);| ;&ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|12|%%12/11%%&br;12/18 |割込み・入出力アーキテクチャ |p89-95 | [[割込み:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Interrupt.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/割込みとは.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[入出力の接続法(アーキテクチャ):http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IO-Architecture.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/入出力アーキテクチャ.pdf,,上記PDFファイル);  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_12_割込_入出力アーキテクチャ.pdf,,割込みの原理と使い方、入出力のCPUからの制御法について理解する);|&ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|13|%%12/18%%&br;1/08 |入出力デバイス|p107-116 | [[各入出力装置の動作原理:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IO-Devices.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/各装置の動作原理.pdf,,上記PDFファイル); &br; 以下教材用ビデオへのリンク &br; [[ 機械式マウスの動作1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-1-A.mpg]] &br; [[ 機械式マウスの動作2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-2-A.mpg]] &br; [[ 光学式マウスの動作1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-3-A.mpg]] &br; [[ 光学式マウスの動作2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-4-A.mpg]] &br; [[ キーボードの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1304/1304-1-A.mpg]] &br; [[ ディスプレイの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1605/1605-1-A.mpg]] &br; [[ インクジェットプリンタの仕組1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1608/1608-1-A.mpg]] &br; [[ インクジェットプリンタの仕組2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1680/1608-2-A.mpg]] &br; [[ ページプリンタの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1610/1610-1-A.mpg]]  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_13_入出力デバイス.pdf,,キーボード・プリンタ等のいろいろな入出力装置の動作原理を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|14| %%1/08%%&br;1/17 |パイプライン|p96-106 | [[パイプライン:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Pipeline.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/パイプライン.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_14_パイプライン.pdf,,パイプライン方式による高速化について理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|| 1/ |期末試験|||||

***評価 [#q66e4d97]
平常点(授業参加等) 30%  +  中間試験 30%  +  期末試験 40%~
平常点は、質問や問題提起に対して、加点(+5点)する。~

授業ホームページ: http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp をアクセス~
   ⇒ 左欄メニューの「授業のページ」 ⇒ 「2013年度授業  秋 コンピュータアーキテクチャ」~
   配布物はこのページあたりから取れるようにしておきます。~
山内へのコンタクト: 弦羇曖騎4541室、047-472-1176、メール:yamanouc at is.sci.toho-u.ac.jp (atを@に置き換えること)~
スケジュール: 授業枠はpepper.is.sci.toho-u.ac.jp、 通年スケジュールはwww.yy.is.sci.toho-u.ac.jpの左メニューで「カレンダー」

***ポインタ [#z834f638]
-[[CASL II / COMET II 仕様(ver. 2, H23/7/11付):http://www.jitec.jp/1_13download/shiken_yougo_ver2_0.pdf]]
-[[COMET II オンラインシミュレータ:http://www.officedaytime.com/dcaslj/index.html]]
-[[Intel Software Developer's Manual-Basic:http://download.intel.com/design/processor/manuals/253665.pdf]]
-MIPS クロスコンパイラ http://www.spacelan.ne.jp/~m-yana/micro/gnu/mips/mipsegcs.htm
[[山内の授業のページ]]

アクセス数 &counter();  このページの最終更新 &lastmod();

**13年度秋学期 コンピュータアーキテクチャ [#n1b9ff0f]
水曜日2限~

金岡先生のクラスと同じ内容をカバーする予定。授業の進め方や試験・評価等は若干異なる可能性あり。

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。

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、森北出版)~
参考書:基本情報技術者試験学習テキスト1 テクノロジ系(浅井宗海、 実教出版、2009/12)~
    ITパスポート学習テキスト(浅井宗海、実教出版、2009/01)~
~
授業の進め方~
理解しなければならない内容が多いのと、自分で勉強する習慣を付けてほしいので、基本は&color(red){自習};で勉強して下さい。~
授業は「基本わかっているもの」として、演習形式で行います。内容についての講義はほとんどしません。~
その代わり、分からないときは出来る限りつき合います。~
  1) 自習の結果よく分からなかったことや疑問に思ったことを、あらかじめ(=授業より前に)&ref(ar2013質問シート.pdf,,質問シート(ここからダウンロード可));にメモしてきて下さい。~
  2) そのメモを使って、授業中に&color(red);{質問}して下さい。授業の殆どの時間を質問とその説明に使います。~
  3) といっても、質問が出ないと困るので、授業後半で簡単な演習問題を考えてもらいます。この演習について更にわからないところを質問して下さい。~
  4) 授業時間外での質問も歓迎します。オフィスアワーの他、メールでの質問や、メールで時間を約束して質問に来るのもOKです。~
授業終了時に、質問シートと、演習問題の結果を回収します。~
~
授業予定(as of 2013/09/17):
|  |日程 |テーマ   |教科書範囲| 予習スライド | 2012年版予習問題 | 確認問題 |
| 1| 9/25 |数の表現(1)|p41-46 |[[2進数の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryNumbers.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/2進数の原理.pdf,,上記PDFファイル);  |&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_1_数の表現(1).pdf,,2進数を確認する、2進⇔10進変換ができる);|&ref(ar_1_作業課題.pdf); |
| 2|10/02 |数の表現(2)|p41-46 | [[16進数の利用を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/HexadecimalNumbers.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/16進数での表現.pdf,,上記PDFファイル); &br;[[数の表現おまけ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/NumbersSupplement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/マイナスの数おまけ.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[マイナスの数の(補数)表現を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/NegativeNumbers.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/マイナスの数をどう表す?.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[小数の表現(固定小数点・浮動小数点表現)を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/FractionalNumbers.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/小数をどう表す?.pdf,,上記PDFファイル);  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_2_数の表現(2).pdf,,数の表現(2)、負数の2の補数表現、小数の表現を理解する);| &ref(ar_2_作業課題.pdf);  |
| 3|10/09 |演算の仕組(演算アルゴリズムと回路)|p47-55 | [[2進数の加減算の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryAddition.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/加減算の原理.pdf,,上記PDFファイル); &br;  [[2進数の乗算の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryMultiplication.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/乗算の原理.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_3_演算の仕組.pdf,,機械による加算・減算・乗算の計算方法を理解する);| &ref(ar_3_作業課題.pdf); &br; &ref(ar_03_追加メモ_論理回路入門.pdf); |
| 3|10/09 |演算の仕組(演算アルゴリズムと回路)|p47-55 | [[2進数の加減算の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryAddition.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/加減算の原理.pdf,,上記PDFファイル); &br;  [[2進数の乗算の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryMultiplication.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/乗算の原理.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_3_演算の仕組.pdf,,機械による加算・減算・乗算の計算方法を理解する);| &ref(ar_3_作業課題.pdf); &br; &ref(ar_3_追加メモ_論理回路入門.pdf); |
| 4|%%10/16%%&br;10/23 |命令とその実行の仕組|p12-23,&br;p24-26 | [[コンピュータの構造のあらまし:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ComputerStructure.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/コンピュータの構造概略.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[コンピュータは命令で動く:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/HowInstructionsWork.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/コンピュータは命令で動く.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[命令が実行される仕組:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ExecutionSteps.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令が実行される仕組.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_4_命令とその実行の仕組.pdf,,命令とは何か、どのように命令が実行されるのか、どのような命令があるのか、を理解する);| &ref(ar_4_作業課題.pdf); |
| 5|%%10/23%%&br;10/30 |アドレッシング、命令セット、命令処理性能|p27-32 | [[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:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/InstructionFormat.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令の形式.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[CPI(命令当りサイクル数)・MIPS値を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ExecutionPerformance.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令の実行性能.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_5_アドレシング_命令セット_性能.pdf,,いろいろなアドレッシングを理解する、命令をセットとして考える、CPI・MIPS等の命令処理性能の考え方を理解する);| &ref(ar_5_作業課題.pdf); |
| 6| %%10/30%%&br;11/06 |アセンブラプログラム(1)|資料 | [[Comet-IIのプログラミング:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Comet-IIProgramming.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/1)COMET-IIのプログラミング.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[計算式と代入:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Assignment.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/2)計算式と代入.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[条件分岐とIF文:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IF-Statement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/3)条件分岐とIF文.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6_アセンブラプログラム(1).pdf,,単純な式計算や条件分岐を機械命令で書いてみる 〜 どのように命令を組み合わせるかを理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf);|
| 7|%%11/06%%&br;11/13 |アセンブラプログラム(2)〜ループ・配列 |資料 | [[ループを書く:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/For-Statement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/4)ループを書く.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[配列と指標アドレシング:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IndexAddressing.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/5)配列と指標アドレシング.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_7_アセンブラプログラム(2).pdf,,アセンブラプログラムでループの書き方、配列の処理の仕方を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 8|%%11/13%%&br;11/20 |ハーバードアーキテクチャ・RISCとCISC、(中間試験)、|p33-49,&br;p56-63 | [[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:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/RiscCisc_HarvardArchitecture.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/CISCとRISC.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_8_ハーバードアーキテクチャ.pdf,,いろいろなCPUでの命令の体系・実行方法の違いを理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 9|%%11/20%%&br;11/27 |メモリとメモリ装置、|p64-77 | [[メモリの概念:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/WhatIsMemory.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリの考え方.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[半導体メモリのいろいろ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryICDevice.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリデバイス.pdf,,上記PDFファイル);&br; [[磁気メモリ・光学メモリ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryOtherDevice.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリデバイス2.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_9_メモリ_メモリ装置.pdf,,いろいろなメモリ素子・装置の仕組・性質を理解する);|  &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|10|%%11/27%%&br;12/04 |メモリ階層とキャッシュメモリ |p78-88 | [[メモリ階層とキャッシュメモリ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryHierarchyAndCache.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/階層とキャッシュ.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_10_メモリ階層_キャッシュ.pdf,,メモリの階層に基く高速化の手法(キャッシュ・仮想メモリ)を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|11|%%12/04%%&br;12/11 |キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデル |p78-88 | [[キャッシュの追い出し:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Cache-Replace.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/キャッシュの追い出し.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_11_マッピング方式_不一致.pdf,,キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデルについて理解する);| ;&ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|12|%%12/11%%&br;12/18 |割込み・入出力アーキテクチャ |p89-95 | [[割込み:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Interrupt.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/割込みとは.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[入出力の接続法(アーキテクチャ):http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IO-Architecture.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/入出力アーキテクチャ.pdf,,上記PDFファイル);  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_12_割込_入出力アーキテクチャ.pdf,,割込みの原理と使い方、入出力のCPUからの制御法について理解する);|&ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|13|%%12/18%%&br;1/08 |入出力デバイス|p107-116 | [[各入出力装置の動作原理:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IO-Devices.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/各装置の動作原理.pdf,,上記PDFファイル); &br; 以下教材用ビデオへのリンク &br; [[ 機械式マウスの動作1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-1-A.mpg]] &br; [[ 機械式マウスの動作2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-2-A.mpg]] &br; [[ 光学式マウスの動作1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-3-A.mpg]] &br; [[ 光学式マウスの動作2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-4-A.mpg]] &br; [[ キーボードの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1304/1304-1-A.mpg]] &br; [[ ディスプレイの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1605/1605-1-A.mpg]] &br; [[ インクジェットプリンタの仕組1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1608/1608-1-A.mpg]] &br; [[ インクジェットプリンタの仕組2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1680/1608-2-A.mpg]] &br; [[ ページプリンタの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1610/1610-1-A.mpg]]  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_13_入出力デバイス.pdf,,キーボード・プリンタ等のいろいろな入出力装置の動作原理を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|14| %%1/08%%&br;1/17 |パイプライン|p96-106 | [[パイプライン:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Pipeline.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/パイプライン.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_14_パイプライン.pdf,,パイプライン方式による高速化について理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|| 1/ |期末試験|||||

***評価 [#q66e4d97]
平常点(授業参加等) 30%  +  中間試験 30%  +  期末試験 40%~
平常点は、質問や問題提起に対して、加点(+5点)する。~

授業ホームページ: http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp をアクセス~
   ⇒ 左欄メニューの「授業のページ」 ⇒ 「2013年度授業  秋 コンピュータアーキテクチャ」~
   配布物はこのページあたりから取れるようにしておきます。~
山内へのコンタクト: 弦羇曖騎4541室、047-472-1176、メール:yamanouc at is.sci.toho-u.ac.jp (atを@に置き換えること)~
スケジュール: 授業枠はpepper.is.sci.toho-u.ac.jp、 通年スケジュールはwww.yy.is.sci.toho-u.ac.jpの左メニューで「カレンダー」

***ポインタ [#z834f638]
-[[CASL II / COMET II 仕様(ver. 2, H23/7/11付):http://www.jitec.jp/1_13download/shiken_yougo_ver2_0.pdf]]
-[[COMET II オンラインシミュレータ:http://www.officedaytime.com/dcaslj/index.html]]
-[[Intel Software Developer's Manual-Basic:http://download.intel.com/design/processor/manuals/253665.pdf]]
-MIPS クロスコンパイラ http://www.spacelan.ne.jp/~m-yana/micro/gnu/mips/mipsegcs.htm
[[山内の授業のページ]]

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**13年度秋学期 コンピュータアーキテクチャ [#n1b9ff0f]
水曜日2限~

金岡先生のクラスと同じ内容をカバーする予定。授業の進め方や試験・評価等は若干異なる可能性あり。

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。

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、森北出版)~
参考書:基本情報技術者試験学習テキスト1 テクノロジ系(浅井宗海、 実教出版、2009/12)~
    ITパスポート学習テキスト(浅井宗海、実教出版、2009/01)~
~
授業の進め方~
理解しなければならない内容が多いのと、自分で勉強する習慣を付けてほしいので、基本は&color(red){自習};で勉強して下さい。~
授業は「基本わかっているもの」として、演習形式で行います。内容についての講義はほとんどしません。~
その代わり、分からないときは出来る限りつき合います。~
  1) 自習の結果よく分からなかったことや疑問に思ったことを、あらかじめ(=授業より前に)&ref(ar2013質問シート.pdf,,質問シート(ここからダウンロード可));にメモしてきて下さい。~
  2) そのメモを使って、授業中に&color(red);{質問}して下さい。授業の殆どの時間を質問とその説明に使います。~
  3) といっても、質問が出ないと困るので、授業後半で簡単な演習問題を考えてもらいます。この演習について更にわからないところを質問して下さい。~
  4) 授業時間外での質問も歓迎します。オフィスアワーの他、メールでの質問や、メールで時間を約束して質問に来るのもOKです。~
授業終了時に、質問シートと、演習問題の結果を回収します。~
~
授業予定(as of 2013/09/17):
|  |日程 |テーマ   |教科書範囲| 予習スライド | 2012年版予習問題 | 確認問題 |
| 1| 9/25 |数の表現(1)|p41-46 |[[2進数の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryNumbers.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/2進数の原理.pdf,,上記PDFファイル);  |&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_1_数の表現(1).pdf,,2進数を確認する、2進⇔10進変換ができる);|&ref(ar_1_作業課題.pdf); |
| 2|10/02 |数の表現(2)|p41-46 | [[16進数の利用を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/HexadecimalNumbers.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/16進数での表現.pdf,,上記PDFファイル); &br;[[数の表現おまけ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/NumbersSupplement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/マイナスの数おまけ.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[マイナスの数の(補数)表現を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/NegativeNumbers.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/マイナスの数をどう表す?.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[小数の表現(固定小数点・浮動小数点表現)を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/FractionalNumbers.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/小数をどう表す?.pdf,,上記PDFファイル);  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_2_数の表現(2).pdf,,数の表現(2)、負数の2の補数表現、小数の表現を理解する);| &ref(ar_2_作業課題.pdf);  |
| 3|10/09 |演算の仕組(演算アルゴリズムと回路)|p47-55 | [[2進数の加減算の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryAddition.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/加減算の原理.pdf,,上記PDFファイル); &br;  [[2進数の乗算の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryMultiplication.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/乗算の原理.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_3_演算の仕組.pdf,,機械による加算・減算・乗算の計算方法を理解する);| &ref(ar_3_作業課題.pdf); &br; &ref(ar_3_追加メモ_論理回路入門.pdf); |
| 4|%%10/16%%&br;10/23 |命令とその実行の仕組|p12-23,&br;p24-26 | [[コンピュータの構造のあらまし:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ComputerStructure.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/コンピュータの構造概略.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[コンピュータは命令で動く:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/HowInstructionsWork.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/コンピュータは命令で動く.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[命令が実行される仕組:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ExecutionSteps.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令が実行される仕組.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_4_命令とその実行の仕組.pdf,,命令とは何か、どのように命令が実行されるのか、どのような命令があるのか、を理解する);| &ref(ar_4_作業課題.pdf); |
| 4|%%10/16%%&br;10/23 |命令とその実行の仕組|p12-23,&br;p24-26 | [[コンピュータの構造のあらまし:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ComputerStructure.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/コンピュータの構造概略.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[コンピュータは命令で動く:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/HowInstructionsWork.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/コンピュータは命令で動く.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[命令が実行される仕組:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ExecutionSteps.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令が実行される仕組.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_4_命令とその実行の仕組.pdf,,命令とは何か、どのように命令が実行されるのか、どのような命令があるのか、を理解する);| &ref(ar_4_作業課題.pdf); &br; &ref(ar_4_追加メモ_CPU内部構造.pdf);|
| 5|%%10/23%%&br;10/30 |アドレッシング、命令セット、命令処理性能|p27-32 | [[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:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/InstructionFormat.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令の形式.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[CPI(命令当りサイクル数)・MIPS値を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ExecutionPerformance.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令の実行性能.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_5_アドレシング_命令セット_性能.pdf,,いろいろなアドレッシングを理解する、命令をセットとして考える、CPI・MIPS等の命令処理性能の考え方を理解する);| &ref(ar_5_作業課題.pdf); |
| 6| %%10/30%%&br;11/06 |アセンブラプログラム(1)|資料 | [[Comet-IIのプログラミング:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Comet-IIProgramming.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/1)COMET-IIのプログラミング.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[計算式と代入:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Assignment.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/2)計算式と代入.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[条件分岐とIF文:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IF-Statement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/3)条件分岐とIF文.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6_アセンブラプログラム(1).pdf,,単純な式計算や条件分岐を機械命令で書いてみる 〜 どのように命令を組み合わせるかを理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf);|
| 7|%%11/06%%&br;11/13 |アセンブラプログラム(2)〜ループ・配列 |資料 | [[ループを書く:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/For-Statement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/4)ループを書く.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[配列と指標アドレシング:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IndexAddressing.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/5)配列と指標アドレシング.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_7_アセンブラプログラム(2).pdf,,アセンブラプログラムでループの書き方、配列の処理の仕方を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 8|%%11/13%%&br;11/20 |ハーバードアーキテクチャ・RISCとCISC、(中間試験)、|p33-49,&br;p56-63 | [[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:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/RiscCisc_HarvardArchitecture.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/CISCとRISC.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_8_ハーバードアーキテクチャ.pdf,,いろいろなCPUでの命令の体系・実行方法の違いを理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 9|%%11/20%%&br;11/27 |メモリとメモリ装置、|p64-77 | [[メモリの概念:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/WhatIsMemory.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリの考え方.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[半導体メモリのいろいろ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryICDevice.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリデバイス.pdf,,上記PDFファイル);&br; [[磁気メモリ・光学メモリ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryOtherDevice.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリデバイス2.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_9_メモリ_メモリ装置.pdf,,いろいろなメモリ素子・装置の仕組・性質を理解する);|  &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|10|%%11/27%%&br;12/04 |メモリ階層とキャッシュメモリ |p78-88 | [[メモリ階層とキャッシュメモリ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryHierarchyAndCache.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/階層とキャッシュ.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_10_メモリ階層_キャッシュ.pdf,,メモリの階層に基く高速化の手法(キャッシュ・仮想メモリ)を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|11|%%12/04%%&br;12/11 |キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデル |p78-88 | [[キャッシュの追い出し:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Cache-Replace.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/キャッシュの追い出し.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_11_マッピング方式_不一致.pdf,,キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデルについて理解する);| ;&ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|12|%%12/11%%&br;12/18 |割込み・入出力アーキテクチャ |p89-95 | [[割込み:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Interrupt.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/割込みとは.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[入出力の接続法(アーキテクチャ):http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IO-Architecture.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/入出力アーキテクチャ.pdf,,上記PDFファイル);  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_12_割込_入出力アーキテクチャ.pdf,,割込みの原理と使い方、入出力のCPUからの制御法について理解する);|&ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|13|%%12/18%%&br;1/08 |入出力デバイス|p107-116 | [[各入出力装置の動作原理:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IO-Devices.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/各装置の動作原理.pdf,,上記PDFファイル); &br; 以下教材用ビデオへのリンク &br; [[ 機械式マウスの動作1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-1-A.mpg]] &br; [[ 機械式マウスの動作2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-2-A.mpg]] &br; [[ 光学式マウスの動作1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-3-A.mpg]] &br; [[ 光学式マウスの動作2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-4-A.mpg]] &br; [[ キーボードの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1304/1304-1-A.mpg]] &br; [[ ディスプレイの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1605/1605-1-A.mpg]] &br; [[ インクジェットプリンタの仕組1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1608/1608-1-A.mpg]] &br; [[ インクジェットプリンタの仕組2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1680/1608-2-A.mpg]] &br; [[ ページプリンタの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1610/1610-1-A.mpg]]  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_13_入出力デバイス.pdf,,キーボード・プリンタ等のいろいろな入出力装置の動作原理を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|14| %%1/08%%&br;1/17 |パイプライン|p96-106 | [[パイプライン:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Pipeline.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/パイプライン.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_14_パイプライン.pdf,,パイプライン方式による高速化について理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|| 1/ |期末試験|||||

***評価 [#q66e4d97]
平常点(授業参加等) 30%  +  中間試験 30%  +  期末試験 40%~
平常点は、質問や問題提起に対して、加点(+5点)する。~

授業ホームページ: http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp をアクセス~
   ⇒ 左欄メニューの「授業のページ」 ⇒ 「2013年度授業  秋 コンピュータアーキテクチャ」~
   配布物はこのページあたりから取れるようにしておきます。~
山内へのコンタクト: 弦羇曖騎4541室、047-472-1176、メール:yamanouc at is.sci.toho-u.ac.jp (atを@に置き換えること)~
スケジュール: 授業枠はpepper.is.sci.toho-u.ac.jp、 通年スケジュールはwww.yy.is.sci.toho-u.ac.jpの左メニューで「カレンダー」

***ポインタ [#z834f638]
-[[CASL II / COMET II 仕様(ver. 2, H23/7/11付):http://www.jitec.jp/1_13download/shiken_yougo_ver2_0.pdf]]
-[[COMET II オンラインシミュレータ:http://www.officedaytime.com/dcaslj/index.html]]
-[[Intel Software Developer's Manual-Basic:http://download.intel.com/design/processor/manuals/253665.pdf]]
-MIPS クロスコンパイラ http://www.spacelan.ne.jp/~m-yana/micro/gnu/mips/mipsegcs.htm

[[山内の授業のページ]]

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**13年度秋学期 コンピュータアーキテクチャ [#n1b9ff0f]
水曜日2限~

金岡先生のクラスと同じ内容をカバーする予定。授業の進め方や試験・評価等は若干異なる可能性あり。

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。

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、森北出版)~
参考書:基本情報技術者試験学習テキスト1 テクノロジ系(浅井宗海、 実教出版、2009/12)~
    ITパスポート学習テキスト(浅井宗海、実教出版、2009/01)~
~
授業の進め方~
理解しなければならない内容が多いのと、自分で勉強する習慣を付けてほしいので、基本は&color(red){自習};で勉強して下さい。~
授業は「基本わかっているもの」として、演習形式で行います。内容についての講義はほとんどしません。~
その代わり、分からないときは出来る限りつき合います。~
  1) 自習の結果よく分からなかったことや疑問に思ったことを、あらかじめ(=授業より前に)&ref(ar2013質問シート.pdf,,質問シート(ここからダウンロード可));にメモしてきて下さい。~
  2) そのメモを使って、授業中に&color(red);{質問}して下さい。授業の殆どの時間を質問とその説明に使います。~
  3) といっても、質問が出ないと困るので、授業後半で簡単な演習問題を考えてもらいます。この演習について更にわからないところを質問して下さい。~
  4) 授業時間外での質問も歓迎します。オフィスアワーの他、メールでの質問や、メールで時間を約束して質問に来るのもOKです。~
授業終了時に、質問シートと、演習問題の結果を回収します。~
~
授業予定(as of 2013/09/17):
|  |日程 |テーマ   |教科書範囲| 予習スライド | 2012年版予習問題 | 確認問題 |
| 1| 9/25 |数の表現(1)|p41-46 |[[2進数の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryNumbers.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/2進数の原理.pdf,,上記PDFファイル);  |&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_1_数の表現(1).pdf,,2進数を確認する、2進⇔10進変換ができる);|&ref(ar_1_作業課題.pdf); |
| 2|10/02 |数の表現(2)|p41-46 | [[16進数の利用を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/HexadecimalNumbers.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/16進数での表現.pdf,,上記PDFファイル); &br;[[数の表現おまけ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/NumbersSupplement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/マイナスの数おまけ.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[マイナスの数の(補数)表現を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/NegativeNumbers.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/マイナスの数をどう表す?.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[小数の表現(固定小数点・浮動小数点表現)を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/FractionalNumbers.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/小数をどう表す?.pdf,,上記PDFファイル);  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_2_数の表現(2).pdf,,数の表現(2)、負数の2の補数表現、小数の表現を理解する);| &ref(ar_2_作業課題.pdf);  |
| 3|10/09 |演算の仕組(演算アルゴリズムと回路)|p47-55 | [[2進数の加減算の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryAddition.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/加減算の原理.pdf,,上記PDFファイル); &br;  [[2進数の乗算の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryMultiplication.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/乗算の原理.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_3_演算の仕組.pdf,,機械による加算・減算・乗算の計算方法を理解する);| &ref(ar_3_作業課題.pdf); &br; &ref(ar_3_追加メモ_論理回路入門.pdf); |
| 4|%%10/16%%&br;10/23 |命令とその実行の仕組|p12-23,&br;p24-26 | [[コンピュータの構造のあらまし:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ComputerStructure.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/コンピュータの構造概略.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[コンピュータは命令で動く:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/HowInstructionsWork.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/コンピュータは命令で動く.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[命令が実行される仕組:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ExecutionSteps.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令が実行される仕組.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_4_命令とその実行の仕組.pdf,,命令とは何か、どのように命令が実行されるのか、どのような命令があるのか、を理解する);| &ref(ar_4_作業課題.pdf); &br; &ref(ar_4_追加メモ_CPU内部構造.pdf);|
| 5|%%10/23%%&br;10/30 |アドレッシング、命令セット、命令処理性能|p27-32 | [[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:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/InstructionFormat.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令の形式.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[CPI(命令当りサイクル数)・MIPS値を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ExecutionPerformance.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令の実行性能.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_5_アドレシング_命令セット_性能.pdf,,いろいろなアドレッシングを理解する、命令をセットとして考える、CPI・MIPS等の命令処理性能の考え方を理解する);| &ref(ar_5_作業課題.pdf); |
| 5|%%10/23%%&br;10/30 |アドレッシング、命令セット、命令処理性能|p27-32 | [[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:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/InstructionFormat.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令の形式.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[CPI(命令当りサイクル数)・MIPS値を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ExecutionPerformance.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令の実行性能.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_5_アドレシング_命令セット_性能.pdf,,いろいろなアドレッシングを理解する、命令をセットとして考える、CPI・MIPS等の命令処理性能の考え方を理解する);| &ref(ar_5_作業課題.pdf); &br; &ref(ar_5_追加メモ_アドレシング_命令セット性能.pdf);|
| 6| %%10/30%%&br;11/06 |アセンブラプログラム(1)|資料 | [[Comet-IIのプログラミング:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Comet-IIProgramming.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/1)COMET-IIのプログラミング.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[計算式と代入:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Assignment.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/2)計算式と代入.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[条件分岐とIF文:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IF-Statement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/3)条件分岐とIF文.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6_アセンブラプログラム(1).pdf,,単純な式計算や条件分岐を機械命令で書いてみる 〜 どのように命令を組み合わせるかを理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf);|
| 7|%%11/06%%&br;11/13 |アセンブラプログラム(2)〜ループ・配列 |資料 | [[ループを書く:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/For-Statement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/4)ループを書く.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[配列と指標アドレシング:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IndexAddressing.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/5)配列と指標アドレシング.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_7_アセンブラプログラム(2).pdf,,アセンブラプログラムでループの書き方、配列の処理の仕方を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 8|%%11/13%%&br;11/20 |ハーバードアーキテクチャ・RISCとCISC、(中間試験)、|p33-49,&br;p56-63 | [[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:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/RiscCisc_HarvardArchitecture.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/CISCとRISC.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_8_ハーバードアーキテクチャ.pdf,,いろいろなCPUでの命令の体系・実行方法の違いを理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 9|%%11/20%%&br;11/27 |メモリとメモリ装置、|p64-77 | [[メモリの概念:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/WhatIsMemory.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリの考え方.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[半導体メモリのいろいろ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryICDevice.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリデバイス.pdf,,上記PDFファイル);&br; [[磁気メモリ・光学メモリ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryOtherDevice.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリデバイス2.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_9_メモリ_メモリ装置.pdf,,いろいろなメモリ素子・装置の仕組・性質を理解する);|  &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|10|%%11/27%%&br;12/04 |メモリ階層とキャッシュメモリ |p78-88 | [[メモリ階層とキャッシュメモリ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryHierarchyAndCache.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/階層とキャッシュ.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_10_メモリ階層_キャッシュ.pdf,,メモリの階層に基く高速化の手法(キャッシュ・仮想メモリ)を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|11|%%12/04%%&br;12/11 |キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデル |p78-88 | [[キャッシュの追い出し:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Cache-Replace.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/キャッシュの追い出し.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_11_マッピング方式_不一致.pdf,,キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデルについて理解する);| ;&ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|12|%%12/11%%&br;12/18 |割込み・入出力アーキテクチャ |p89-95 | [[割込み:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Interrupt.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/割込みとは.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[入出力の接続法(アーキテクチャ):http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IO-Architecture.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/入出力アーキテクチャ.pdf,,上記PDFファイル);  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_12_割込_入出力アーキテクチャ.pdf,,割込みの原理と使い方、入出力のCPUからの制御法について理解する);|&ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|13|%%12/18%%&br;1/08 |入出力デバイス|p107-116 | [[各入出力装置の動作原理:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IO-Devices.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/各装置の動作原理.pdf,,上記PDFファイル); &br; 以下教材用ビデオへのリンク &br; [[ 機械式マウスの動作1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-1-A.mpg]] &br; [[ 機械式マウスの動作2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-2-A.mpg]] &br; [[ 光学式マウスの動作1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-3-A.mpg]] &br; [[ 光学式マウスの動作2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-4-A.mpg]] &br; [[ キーボードの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1304/1304-1-A.mpg]] &br; [[ ディスプレイの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1605/1605-1-A.mpg]] &br; [[ インクジェットプリンタの仕組1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1608/1608-1-A.mpg]] &br; [[ インクジェットプリンタの仕組2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1680/1608-2-A.mpg]] &br; [[ ページプリンタの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1610/1610-1-A.mpg]]  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_13_入出力デバイス.pdf,,キーボード・プリンタ等のいろいろな入出力装置の動作原理を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|14| %%1/08%%&br;1/17 |パイプライン|p96-106 | [[パイプライン:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Pipeline.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/パイプライン.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_14_パイプライン.pdf,,パイプライン方式による高速化について理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|| 1/ |期末試験|||||

***評価 [#q66e4d97]
平常点(授業参加等) 30%  +  中間試験 30%  +  期末試験 40%~
平常点は、質問や問題提起に対して、加点(+5点)する。~

授業ホームページ: http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp をアクセス~
   ⇒ 左欄メニューの「授業のページ」 ⇒ 「2013年度授業  秋 コンピュータアーキテクチャ」~
   配布物はこのページあたりから取れるようにしておきます。~
山内へのコンタクト: 弦羇曖騎4541室、047-472-1176、メール:yamanouc at is.sci.toho-u.ac.jp (atを@に置き換えること)~
スケジュール: 授業枠はpepper.is.sci.toho-u.ac.jp、 通年スケジュールはwww.yy.is.sci.toho-u.ac.jpの左メニューで「カレンダー」

***ポインタ [#z834f638]
-[[CASL II / COMET II 仕様(ver. 2, H23/7/11付):http://www.jitec.jp/1_13download/shiken_yougo_ver2_0.pdf]]
-[[COMET II オンラインシミュレータ:http://www.officedaytime.com/dcaslj/index.html]]
-[[Intel Software Developer's Manual-Basic:http://download.intel.com/design/processor/manuals/253665.pdf]]
-MIPS クロスコンパイラ http://www.spacelan.ne.jp/~m-yana/micro/gnu/mips/mipsegcs.htm
[[山内の授業のページ]]

アクセス数 &counter();  このページの最終更新 &lastmod();

**13年度秋学期 コンピュータアーキテクチャ [#n1b9ff0f]
水曜日2限~

金岡先生のクラスと同じ内容をカバーする予定。授業の進め方や試験・評価等は若干異なる可能性あり。

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。

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、森北出版)~
参考書:基本情報技術者試験学習テキスト1 テクノロジ系(浅井宗海、 実教出版、2009/12)~
    ITパスポート学習テキスト(浅井宗海、実教出版、2009/01)~
~
授業の進め方~
理解しなければならない内容が多いのと、自分で勉強する習慣を付けてほしいので、基本は&color(red){自習};で勉強して下さい。~
授業は「基本わかっているもの」として、演習形式で行います。内容についての講義はほとんどしません。~
その代わり、分からないときは出来る限りつき合います。~
  1) 自習の結果よく分からなかったことや疑問に思ったことを、あらかじめ(=授業より前に)&ref(ar2013質問シート.pdf,,質問シート(ここからダウンロード可));にメモしてきて下さい。~
  2) そのメモを使って、授業中に&color(red);{質問}して下さい。授業の殆どの時間を質問とその説明に使います。~
  3) といっても、質問が出ないと困るので、授業後半で簡単な演習問題を考えてもらいます。この演習について更にわからないところを質問して下さい。~
  4) 授業時間外での質問も歓迎します。オフィスアワーの他、メールでの質問や、メールで時間を約束して質問に来るのもOKです。~
授業終了時に、質問シートと、演習問題の結果を回収します。~
~
授業予定(as of 2013/09/17):
|  |日程 |テーマ   |教科書範囲| 予習スライド | 2012年版予習問題 | 確認問題 |
| 1| 9/25 |数の表現(1)|p41-46 |[[2進数の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryNumbers.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/2進数の原理.pdf,,上記PDFファイル);  |&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_1_数の表現(1).pdf,,2進数を確認する、2進⇔10進変換ができる);|&ref(ar_1_作業課題.pdf); |
| 2|10/02 |数の表現(2)|p41-46 | [[16進数の利用を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/HexadecimalNumbers.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/16進数での表現.pdf,,上記PDFファイル); &br;[[数の表現おまけ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/NumbersSupplement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/マイナスの数おまけ.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[マイナスの数の(補数)表現を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/NegativeNumbers.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/マイナスの数をどう表す?.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[小数の表現(固定小数点・浮動小数点表現)を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/FractionalNumbers.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/小数をどう表す?.pdf,,上記PDFファイル);  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_2_数の表現(2).pdf,,数の表現(2)、負数の2の補数表現、小数の表現を理解する);| &ref(ar_2_作業課題.pdf);  |
| 3|10/09 |演算の仕組(演算アルゴリズムと回路)|p47-55 | [[2進数の加減算の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryAddition.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/加減算の原理.pdf,,上記PDFファイル); &br;  [[2進数の乗算の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryMultiplication.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/乗算の原理.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_3_演算の仕組.pdf,,機械による加算・減算・乗算の計算方法を理解する);| &ref(ar_3_作業課題.pdf); &br; &ref(ar_3_追加メモ_論理回路入門.pdf); |
| 4|%%10/16%%&br;10/23 |命令とその実行の仕組|p12-23,&br;p24-26 | [[コンピュータの構造のあらまし:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ComputerStructure.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/コンピュータの構造概略.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[コンピュータは命令で動く:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/HowInstructionsWork.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/コンピュータは命令で動く.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[命令が実行される仕組:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ExecutionSteps.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令が実行される仕組.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_4_命令とその実行の仕組.pdf,,命令とは何か、どのように命令が実行されるのか、どのような命令があるのか、を理解する);| &ref(ar_4_作業課題.pdf); &br; &ref(ar_4_追加メモ_CPU内部構造.pdf);|
| 5|%%10/23%%&br;10/30 |アドレッシング、命令セット、命令処理性能|p27-32 | [[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:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/InstructionFormat.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令の形式.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[CPI(命令当りサイクル数)・MIPS値を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ExecutionPerformance.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令の実行性能.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_5_アドレシング_命令セット_性能.pdf,,いろいろなアドレッシングを理解する、命令をセットとして考える、CPI・MIPS等の命令処理性能の考え方を理解する);| &ref(ar_5_作業課題.pdf); &br; &ref(ar_5_追加メモ_アドレシング_命令セット性能.pdf);|
| 6| %%10/30%%&br;11/06 |アセンブラプログラム(1)|資料 | [[Comet-IIのプログラミング:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Comet-IIProgramming.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/1)COMET-IIのプログラミング.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[計算式と代入:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Assignment.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/2)計算式と代入.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[条件分岐とIF文:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IF-Statement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/3)条件分岐とIF文.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6_アセンブラプログラム(1).pdf,,単純な式計算や条件分岐を機械命令で書いてみる 〜 どのように命令を組み合わせるかを理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf);|
| 6| %%10/30%%&br;11/06 |アセンブラプログラム(1)|資料 | [[Comet-IIのプログラミング:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Comet-IIProgramming.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/1)COMET-IIのプログラミング.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[計算式と代入:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Assignment.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/2)計算式と代入.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[条件分岐とIF文:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IF-Statement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/3)条件分岐とIF文.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6_アセンブラプログラム(1).pdf,,単純な式計算や条件分岐を機械命令で書いてみる 〜 どのように命令を組み合わせるかを理解する);| &ref(ar_6_作業課題.pdf);&br;&ref(ar_6_追加メモ_アセンブラプログラム(1).pdf );|
| 7|%%11/06%%&br;11/13 |アセンブラプログラム(2)〜ループ・配列 |資料 | [[ループを書く:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/For-Statement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/4)ループを書く.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[配列と指標アドレシング:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IndexAddressing.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/5)配列と指標アドレシング.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_7_アセンブラプログラム(2).pdf,,アセンブラプログラムでループの書き方、配列の処理の仕方を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 8|%%11/13%%&br;11/20 |ハーバードアーキテクチャ・RISCとCISC、(中間試験)、|p33-49,&br;p56-63 | [[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:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/RiscCisc_HarvardArchitecture.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/CISCとRISC.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_8_ハーバードアーキテクチャ.pdf,,いろいろなCPUでの命令の体系・実行方法の違いを理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 9|%%11/20%%&br;11/27 |メモリとメモリ装置、|p64-77 | [[メモリの概念:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/WhatIsMemory.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリの考え方.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[半導体メモリのいろいろ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryICDevice.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリデバイス.pdf,,上記PDFファイル);&br; [[磁気メモリ・光学メモリ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryOtherDevice.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリデバイス2.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_9_メモリ_メモリ装置.pdf,,いろいろなメモリ素子・装置の仕組・性質を理解する);|  &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|10|%%11/27%%&br;12/04 |メモリ階層とキャッシュメモリ |p78-88 | [[メモリ階層とキャッシュメモリ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryHierarchyAndCache.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/階層とキャッシュ.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_10_メモリ階層_キャッシュ.pdf,,メモリの階層に基く高速化の手法(キャッシュ・仮想メモリ)を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|11|%%12/04%%&br;12/11 |キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデル |p78-88 | [[キャッシュの追い出し:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Cache-Replace.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/キャッシュの追い出し.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_11_マッピング方式_不一致.pdf,,キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデルについて理解する);| ;&ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|12|%%12/11%%&br;12/18 |割込み・入出力アーキテクチャ |p89-95 | [[割込み:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Interrupt.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/割込みとは.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[入出力の接続法(アーキテクチャ):http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IO-Architecture.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/入出力アーキテクチャ.pdf,,上記PDFファイル);  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_12_割込_入出力アーキテクチャ.pdf,,割込みの原理と使い方、入出力のCPUからの制御法について理解する);|&ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|13|%%12/18%%&br;1/08 |入出力デバイス|p107-116 | [[各入出力装置の動作原理:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IO-Devices.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/各装置の動作原理.pdf,,上記PDFファイル); &br; 以下教材用ビデオへのリンク &br; [[ 機械式マウスの動作1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-1-A.mpg]] &br; [[ 機械式マウスの動作2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-2-A.mpg]] &br; [[ 光学式マウスの動作1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-3-A.mpg]] &br; [[ 光学式マウスの動作2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-4-A.mpg]] &br; [[ キーボードの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1304/1304-1-A.mpg]] &br; [[ ディスプレイの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1605/1605-1-A.mpg]] &br; [[ インクジェットプリンタの仕組1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1608/1608-1-A.mpg]] &br; [[ インクジェットプリンタの仕組2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1680/1608-2-A.mpg]] &br; [[ ページプリンタの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1610/1610-1-A.mpg]]  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_13_入出力デバイス.pdf,,キーボード・プリンタ等のいろいろな入出力装置の動作原理を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|14| %%1/08%%&br;1/17 |パイプライン|p96-106 | [[パイプライン:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Pipeline.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/パイプライン.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_14_パイプライン.pdf,,パイプライン方式による高速化について理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|| 1/ |期末試験|||||

***評価 [#q66e4d97]
平常点(授業参加等) 30%  +  中間試験 30%  +  期末試験 40%~
平常点は、質問や問題提起に対して、加点(+5点)する。~

授業ホームページ: http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp をアクセス~
   ⇒ 左欄メニューの「授業のページ」 ⇒ 「2013年度授業  秋 コンピュータアーキテクチャ」~
   配布物はこのページあたりから取れるようにしておきます。~
山内へのコンタクト: 弦羇曖騎4541室、047-472-1176、メール:yamanouc at is.sci.toho-u.ac.jp (atを@に置き換えること)~
スケジュール: 授業枠はpepper.is.sci.toho-u.ac.jp、 通年スケジュールはwww.yy.is.sci.toho-u.ac.jpの左メニューで「カレンダー」

***ポインタ [#z834f638]
-[[CASL II / COMET II 仕様(ver. 2, H23/7/11付):http://www.jitec.jp/1_13download/shiken_yougo_ver2_0.pdf]]
-[[COMET II オンラインシミュレータ:http://www.officedaytime.com/dcaslj/index.html]]
-[[Intel Software Developer's Manual-Basic:http://download.intel.com/design/processor/manuals/253665.pdf]]
-MIPS クロスコンパイラ http://www.spacelan.ne.jp/~m-yana/micro/gnu/mips/mipsegcs.htm

[[山内の授業のページ]]

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**13年度秋学期 コンピュータアーキテクチャ [#n1b9ff0f]
水曜日2限~

金岡先生のクラスと同じ内容をカバーする予定。授業の進め方や試験・評価等は若干異なる可能性あり。

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。

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、森北出版)~
参考書:基本情報技術者試験学習テキスト1 テクノロジ系(浅井宗海、 実教出版、2009/12)~
    ITパスポート学習テキスト(浅井宗海、実教出版、2009/01)~
~
授業の進め方~
理解しなければならない内容が多いのと、自分で勉強する習慣を付けてほしいので、基本は&color(red){自習};で勉強して下さい。~
授業は「基本わかっているもの」として、演習形式で行います。内容についての講義はほとんどしません。~
その代わり、分からないときは出来る限りつき合います。~
  1) 自習の結果よく分からなかったことや疑問に思ったことを、あらかじめ(=授業より前に)&ref(ar2013質問シート.pdf,,質問シート(ここからダウンロード可));にメモしてきて下さい。~
  2) そのメモを使って、授業中に&color(red);{質問}して下さい。授業の殆どの時間を質問とその説明に使います。~
  3) といっても、質問が出ないと困るので、授業後半で簡単な演習問題を考えてもらいます。この演習について更にわからないところを質問して下さい。~
  4) 授業時間外での質問も歓迎します。オフィスアワーの他、メールでの質問や、メールで時間を約束して質問に来るのもOKです。~
授業終了時に、質問シートと、演習問題の結果を回収します。~
~
授業予定(as of 2013/09/17):
|  |日程 |テーマ   |教科書範囲| 予習スライド | 2012年版予習問題 | 確認問題 |
| 1| 9/25 |数の表現(1)|p41-46 |[[2進数の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryNumbers.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/2進数の原理.pdf,,上記PDFファイル);  |&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_1_数の表現(1).pdf,,2進数を確認する、2進⇔10進変換ができる);|&ref(ar_1_作業課題.pdf); |
| 2|10/02 |数の表現(2)|p41-46 | [[16進数の利用を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/HexadecimalNumbers.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/16進数での表現.pdf,,上記PDFファイル); &br;[[数の表現おまけ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/NumbersSupplement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/マイナスの数おまけ.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[マイナスの数の(補数)表現を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/NegativeNumbers.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/マイナスの数をどう表す?.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[小数の表現(固定小数点・浮動小数点表現)を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/FractionalNumbers.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/小数をどう表す?.pdf,,上記PDFファイル);  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_2_数の表現(2).pdf,,数の表現(2)、負数の2の補数表現、小数の表現を理解する);| &ref(ar_2_作業課題.pdf);  |
| 3|10/09 |演算の仕組(演算アルゴリズムと回路)|p47-55 | [[2進数の加減算の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryAddition.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/加減算の原理.pdf,,上記PDFファイル); &br;  [[2進数の乗算の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryMultiplication.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/乗算の原理.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_3_演算の仕組.pdf,,機械による加算・減算・乗算の計算方法を理解する);| &ref(ar_3_作業課題.pdf); &br; &ref(ar_3_追加メモ_論理回路入門.pdf); |
| 4|%%10/16%%&br;10/23 |命令とその実行の仕組|p12-23,&br;p24-26 | [[コンピュータの構造のあらまし:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ComputerStructure.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/コンピュータの構造概略.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[コンピュータは命令で動く:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/HowInstructionsWork.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/コンピュータは命令で動く.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[命令が実行される仕組:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ExecutionSteps.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令が実行される仕組.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_4_命令とその実行の仕組.pdf,,命令とは何か、どのように命令が実行されるのか、どのような命令があるのか、を理解する);| &ref(ar_4_作業課題.pdf); &br; &ref(ar_4_追加メモ_CPU内部構造.pdf);|
| 5|%%10/23%%&br;10/30 |アドレッシング、命令セット、命令処理性能|p27-32 | [[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:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/InstructionFormat.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令の形式.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[CPI(命令当りサイクル数)・MIPS値を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ExecutionPerformance.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令の実行性能.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_5_アドレシング_命令セット_性能.pdf,,いろいろなアドレッシングを理解する、命令をセットとして考える、CPI・MIPS等の命令処理性能の考え方を理解する);| &ref(ar_5_作業課題.pdf); &br; &ref(ar_5_追加メモ_アドレシング_命令セット性能.pdf);|
| 6| %%10/30%%&br;11/06 |アセンブラプログラム(1)|資料 | [[Comet-IIのプログラミング:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Comet-IIProgramming.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/1)COMET-IIのプログラミング.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[計算式と代入:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Assignment.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/2)計算式と代入.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[条件分岐とIF文:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IF-Statement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/3)条件分岐とIF文.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6_アセンブラプログラム(1).pdf,,単純な式計算や条件分岐を機械命令で書いてみる 〜 どのように命令を組み合わせるかを理解する);| &ref(ar_6_作業課題.pdf);&br;&ref(ar_6_追加メモ_アセンブラプログラム(1).pdf );|
| 6| %%10/30%%&br;11/06 |アセンブラプログラム(1)|資料 | [[Comet-IIのプログラミング:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Comet-IIProgramming.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/1)COMET-IIのプログラミング.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[計算式と代入:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Assignment.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/2)計算式と代入.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[条件分岐とIF文:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IF-Statement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/3)条件分岐とIF文.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6_アセンブラプログラム(1).pdf,,単純な式計算や条件分岐を機械命令で書いてみる 〜 どのように命令を組み合わせるかを理解する);| &ref(ar_6_作業課題.pdf);&br;&ref(ar_6_追加メモ_アセンブラプログラム1.pdf );|
| 7|%%11/06%%&br;11/13 |アセンブラプログラム(2)〜ループ・配列 |資料 | [[ループを書く:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/For-Statement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/4)ループを書く.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[配列と指標アドレシング:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IndexAddressing.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/5)配列と指標アドレシング.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_7_アセンブラプログラム(2).pdf,,アセンブラプログラムでループの書き方、配列の処理の仕方を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 8|%%11/13%%&br;11/20 |ハーバードアーキテクチャ・RISCとCISC、(中間試験)、|p33-49,&br;p56-63 | [[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:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/RiscCisc_HarvardArchitecture.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/CISCとRISC.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_8_ハーバードアーキテクチャ.pdf,,いろいろなCPUでの命令の体系・実行方法の違いを理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 9|%%11/20%%&br;11/27 |メモリとメモリ装置、|p64-77 | [[メモリの概念:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/WhatIsMemory.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリの考え方.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[半導体メモリのいろいろ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryICDevice.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリデバイス.pdf,,上記PDFファイル);&br; [[磁気メモリ・光学メモリ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryOtherDevice.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリデバイス2.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_9_メモリ_メモリ装置.pdf,,いろいろなメモリ素子・装置の仕組・性質を理解する);|  &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|10|%%11/27%%&br;12/04 |メモリ階層とキャッシュメモリ |p78-88 | [[メモリ階層とキャッシュメモリ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryHierarchyAndCache.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/階層とキャッシュ.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_10_メモリ階層_キャッシュ.pdf,,メモリの階層に基く高速化の手法(キャッシュ・仮想メモリ)を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|11|%%12/04%%&br;12/11 |キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデル |p78-88 | [[キャッシュの追い出し:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Cache-Replace.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/キャッシュの追い出し.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_11_マッピング方式_不一致.pdf,,キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデルについて理解する);| ;&ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|12|%%12/11%%&br;12/18 |割込み・入出力アーキテクチャ |p89-95 | [[割込み:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Interrupt.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/割込みとは.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[入出力の接続法(アーキテクチャ):http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IO-Architecture.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/入出力アーキテクチャ.pdf,,上記PDFファイル);  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_12_割込_入出力アーキテクチャ.pdf,,割込みの原理と使い方、入出力のCPUからの制御法について理解する);|&ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|13|%%12/18%%&br;1/08 |入出力デバイス|p107-116 | [[各入出力装置の動作原理:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IO-Devices.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/各装置の動作原理.pdf,,上記PDFファイル); &br; 以下教材用ビデオへのリンク &br; [[ 機械式マウスの動作1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-1-A.mpg]] &br; [[ 機械式マウスの動作2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-2-A.mpg]] &br; [[ 光学式マウスの動作1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-3-A.mpg]] &br; [[ 光学式マウスの動作2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-4-A.mpg]] &br; [[ キーボードの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1304/1304-1-A.mpg]] &br; [[ ディスプレイの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1605/1605-1-A.mpg]] &br; [[ インクジェットプリンタの仕組1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1608/1608-1-A.mpg]] &br; [[ インクジェットプリンタの仕組2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1680/1608-2-A.mpg]] &br; [[ ページプリンタの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1610/1610-1-A.mpg]]  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_13_入出力デバイス.pdf,,キーボード・プリンタ等のいろいろな入出力装置の動作原理を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|14| %%1/08%%&br;1/17 |パイプライン|p96-106 | [[パイプライン:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Pipeline.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/パイプライン.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_14_パイプライン.pdf,,パイプライン方式による高速化について理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|| 1/ |期末試験|||||

***評価 [#q66e4d97]
平常点(授業参加等) 30%  +  中間試験 30%  +  期末試験 40%~
平常点は、質問や問題提起に対して、加点(+5点)する。~

授業ホームページ: http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp をアクセス~
   ⇒ 左欄メニューの「授業のページ」 ⇒ 「2013年度授業  秋 コンピュータアーキテクチャ」~
   配布物はこのページあたりから取れるようにしておきます。~
山内へのコンタクト: 弦羇曖騎4541室、047-472-1176、メール:yamanouc at is.sci.toho-u.ac.jp (atを@に置き換えること)~
スケジュール: 授業枠はpepper.is.sci.toho-u.ac.jp、 通年スケジュールはwww.yy.is.sci.toho-u.ac.jpの左メニューで「カレンダー」

***ポインタ [#z834f638]
-[[CASL II / COMET II 仕様(ver. 2, H23/7/11付):http://www.jitec.jp/1_13download/shiken_yougo_ver2_0.pdf]]
-[[COMET II オンラインシミュレータ:http://www.officedaytime.com/dcaslj/index.html]]
-[[Intel Software Developer's Manual-Basic:http://download.intel.com/design/processor/manuals/253665.pdf]]
-MIPS クロスコンパイラ http://www.spacelan.ne.jp/~m-yana/micro/gnu/mips/mipsegcs.htm
[[山内の授業のページ]]

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**13年度秋学期 コンピュータアーキテクチャ [#n1b9ff0f]
水曜日2限~

金岡先生のクラスと同じ内容をカバーする予定。授業の進め方や試験・評価等は若干異なる可能性あり。

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。

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、森北出版)~
参考書:基本情報技術者試験学習テキスト1 テクノロジ系(浅井宗海、 実教出版、2009/12)~
    ITパスポート学習テキスト(浅井宗海、実教出版、2009/01)~
~
授業の進め方~
理解しなければならない内容が多いのと、自分で勉強する習慣を付けてほしいので、基本は&color(red){自習};で勉強して下さい。~
授業は「基本わかっているもの」として、演習形式で行います。内容についての講義はほとんどしません。~
その代わり、分からないときは出来る限りつき合います。~
  1) 自習の結果よく分からなかったことや疑問に思ったことを、あらかじめ(=授業より前に)&ref(ar2013質問シート.pdf,,質問シート(ここからダウンロード可));にメモしてきて下さい。~
  2) そのメモを使って、授業中に&color(red);{質問}して下さい。授業の殆どの時間を質問とその説明に使います。~
  3) といっても、質問が出ないと困るので、授業後半で簡単な演習問題を考えてもらいます。この演習について更にわからないところを質問して下さい。~
  4) 授業時間外での質問も歓迎します。オフィスアワーの他、メールでの質問や、メールで時間を約束して質問に来るのもOKです。~
授業終了時に、質問シートと、演習問題の結果を回収します。~
~
授業予定(as of 2013/09/17):
|  |日程 |テーマ   |教科書範囲| 予習スライド | 2012年版予習問題 | 確認問題 |
| 1| 9/25 |数の表現(1)|p41-46 |[[2進数の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryNumbers.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/2進数の原理.pdf,,上記PDFファイル);  |&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_1_数の表現(1).pdf,,2進数を確認する、2進⇔10進変換ができる);|&ref(ar_1_作業課題.pdf); |
| 2|10/02 |数の表現(2)|p41-46 | [[16進数の利用を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/HexadecimalNumbers.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/16進数での表現.pdf,,上記PDFファイル); &br;[[数の表現おまけ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/NumbersSupplement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/マイナスの数おまけ.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[マイナスの数の(補数)表現を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/NegativeNumbers.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/マイナスの数をどう表す?.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[小数の表現(固定小数点・浮動小数点表現)を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/FractionalNumbers.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/小数をどう表す?.pdf,,上記PDFファイル);  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_2_数の表現(2).pdf,,数の表現(2)、負数の2の補数表現、小数の表現を理解する);| &ref(ar_2_作業課題.pdf);  |
| 3|10/09 |演算の仕組(演算アルゴリズムと回路)|p47-55 | [[2進数の加減算の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryAddition.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/加減算の原理.pdf,,上記PDFファイル); &br;  [[2進数の乗算の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryMultiplication.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/乗算の原理.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_3_演算の仕組.pdf,,機械による加算・減算・乗算の計算方法を理解する);| &ref(ar_3_作業課題.pdf); &br; &ref(ar_3_追加メモ_論理回路入門.pdf); |
| 4|%%10/16%%&br;10/23 |命令とその実行の仕組|p12-23,&br;p24-26 | [[コンピュータの構造のあらまし:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ComputerStructure.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/コンピュータの構造概略.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[コンピュータは命令で動く:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/HowInstructionsWork.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/コンピュータは命令で動く.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[命令が実行される仕組:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ExecutionSteps.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令が実行される仕組.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_4_命令とその実行の仕組.pdf,,命令とは何か、どのように命令が実行されるのか、どのような命令があるのか、を理解する);| &ref(ar_4_作業課題.pdf); &br; &ref(ar_4_追加メモ_CPU内部構造.pdf);|
| 5|%%10/23%%&br;10/30 |アドレッシング、命令セット、命令処理性能|p27-32 | [[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:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/InstructionFormat.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令の形式.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[CPI(命令当りサイクル数)・MIPS値を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ExecutionPerformance.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令の実行性能.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_5_アドレシング_命令セット_性能.pdf,,いろいろなアドレッシングを理解する、命令をセットとして考える、CPI・MIPS等の命令処理性能の考え方を理解する);| &ref(ar_5_作業課題.pdf); &br; &ref(ar_5_追加メモ_アドレシング_命令セット性能.pdf);|
| 6| %%10/30%%&br;11/06 |アセンブラプログラム(1)|資料 | [[Comet-IIのプログラミング:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Comet-IIProgramming.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/1)COMET-IIのプログラミング.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[計算式と代入:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Assignment.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/2)計算式と代入.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[条件分岐とIF文:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IF-Statement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/3)条件分岐とIF文.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6_アセンブラプログラム(1).pdf,,単純な式計算や条件分岐を機械命令で書いてみる 〜 どのように命令を組み合わせるかを理解する);| &ref(ar_6_作業課題.pdf);&br;&ref(ar_6_追加メモ_アセンブラプログラム1.pdf );|
| 6| %%10/30%%&br;11/06 |アセンブラプログラム(1)|資料 | [[Comet-IIのプログラミング:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Comet-IIProgramming.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/1)COMET-IIのプログラミング.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[計算式と代入:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Assignment.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/2)計算式と代入.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[条件分岐とIF文:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IF-Statement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/3)条件分岐とIF文.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6_アセンブラプログラム(1).pdf,,単純な式計算や条件分岐を機械命令で書いてみる 〜 どのように命令を組み合わせるかを理解する);| &ref(ar_6_作業課題.pdf);&br;&ref(ar_6_追加メモ_アセンブラプログラム(1).pdf);|
| 7|%%11/06%%&br;11/13 |アセンブラプログラム(2)〜ループ・配列 |資料 | [[ループを書く:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/For-Statement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/4)ループを書く.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[配列と指標アドレシング:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IndexAddressing.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/5)配列と指標アドレシング.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_7_アセンブラプログラム(2).pdf,,アセンブラプログラムでループの書き方、配列の処理の仕方を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 8|%%11/13%%&br;11/20 |ハーバードアーキテクチャ・RISCとCISC、(中間試験)、|p33-49,&br;p56-63 | [[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:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/RiscCisc_HarvardArchitecture.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/CISCとRISC.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_8_ハーバードアーキテクチャ.pdf,,いろいろなCPUでの命令の体系・実行方法の違いを理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 9|%%11/20%%&br;11/27 |メモリとメモリ装置、|p64-77 | [[メモリの概念:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/WhatIsMemory.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリの考え方.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[半導体メモリのいろいろ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryICDevice.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリデバイス.pdf,,上記PDFファイル);&br; [[磁気メモリ・光学メモリ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryOtherDevice.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリデバイス2.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_9_メモリ_メモリ装置.pdf,,いろいろなメモリ素子・装置の仕組・性質を理解する);|  &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|10|%%11/27%%&br;12/04 |メモリ階層とキャッシュメモリ |p78-88 | [[メモリ階層とキャッシュメモリ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryHierarchyAndCache.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/階層とキャッシュ.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_10_メモリ階層_キャッシュ.pdf,,メモリの階層に基く高速化の手法(キャッシュ・仮想メモリ)を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|11|%%12/04%%&br;12/11 |キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデル |p78-88 | [[キャッシュの追い出し:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Cache-Replace.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/キャッシュの追い出し.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_11_マッピング方式_不一致.pdf,,キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデルについて理解する);| ;&ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|12|%%12/11%%&br;12/18 |割込み・入出力アーキテクチャ |p89-95 | [[割込み:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Interrupt.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/割込みとは.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[入出力の接続法(アーキテクチャ):http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IO-Architecture.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/入出力アーキテクチャ.pdf,,上記PDFファイル);  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_12_割込_入出力アーキテクチャ.pdf,,割込みの原理と使い方、入出力のCPUからの制御法について理解する);|&ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|13|%%12/18%%&br;1/08 |入出力デバイス|p107-116 | [[各入出力装置の動作原理:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IO-Devices.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/各装置の動作原理.pdf,,上記PDFファイル); &br; 以下教材用ビデオへのリンク &br; [[ 機械式マウスの動作1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-1-A.mpg]] &br; [[ 機械式マウスの動作2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-2-A.mpg]] &br; [[ 光学式マウスの動作1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-3-A.mpg]] &br; [[ 光学式マウスの動作2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-4-A.mpg]] &br; [[ キーボードの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1304/1304-1-A.mpg]] &br; [[ ディスプレイの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1605/1605-1-A.mpg]] &br; [[ インクジェットプリンタの仕組1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1608/1608-1-A.mpg]] &br; [[ インクジェットプリンタの仕組2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1680/1608-2-A.mpg]] &br; [[ ページプリンタの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1610/1610-1-A.mpg]]  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_13_入出力デバイス.pdf,,キーボード・プリンタ等のいろいろな入出力装置の動作原理を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|14| %%1/08%%&br;1/17 |パイプライン|p96-106 | [[パイプライン:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Pipeline.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/パイプライン.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_14_パイプライン.pdf,,パイプライン方式による高速化について理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|| 1/ |期末試験|||||

***評価 [#q66e4d97]
平常点(授業参加等) 30%  +  中間試験 30%  +  期末試験 40%~
平常点は、質問や問題提起に対して、加点(+5点)する。~

授業ホームページ: http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp をアクセス~
   ⇒ 左欄メニューの「授業のページ」 ⇒ 「2013年度授業  秋 コンピュータアーキテクチャ」~
   配布物はこのページあたりから取れるようにしておきます。~
山内へのコンタクト: 弦羇曖騎4541室、047-472-1176、メール:yamanouc at is.sci.toho-u.ac.jp (atを@に置き換えること)~
スケジュール: 授業枠はpepper.is.sci.toho-u.ac.jp、 通年スケジュールはwww.yy.is.sci.toho-u.ac.jpの左メニューで「カレンダー」

***ポインタ [#z834f638]
-[[CASL II / COMET II 仕様(ver. 2, H23/7/11付):http://www.jitec.jp/1_13download/shiken_yougo_ver2_0.pdf]]
-[[COMET II オンラインシミュレータ:http://www.officedaytime.com/dcaslj/index.html]]
-[[Intel Software Developer's Manual-Basic:http://download.intel.com/design/processor/manuals/253665.pdf]]
-MIPS クロスコンパイラ http://www.spacelan.ne.jp/~m-yana/micro/gnu/mips/mipsegcs.htm
[[山内の授業のページ]]

アクセス数 &counter();  このページの最終更新 &lastmod();

**13年度秋学期 コンピュータアーキテクチャ [#n1b9ff0f]
水曜日2限~

金岡先生のクラスと同じ内容をカバーする予定。授業の進め方や試験・評価等は若干異なる可能性あり。

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。

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、森北出版)~
参考書:基本情報技術者試験学習テキスト1 テクノロジ系(浅井宗海、 実教出版、2009/12)~
    ITパスポート学習テキスト(浅井宗海、実教出版、2009/01)~
~
授業の進め方~
理解しなければならない内容が多いのと、自分で勉強する習慣を付けてほしいので、基本は&color(red){自習};で勉強して下さい。~
授業は「基本わかっているもの」として、演習形式で行います。内容についての講義はほとんどしません。~
その代わり、分からないときは出来る限りつき合います。~
  1) 自習の結果よく分からなかったことや疑問に思ったことを、あらかじめ(=授業より前に)&ref(ar2013質問シート.pdf,,質問シート(ここからダウンロード可));にメモしてきて下さい。~
  2) そのメモを使って、授業中に&color(red);{質問}して下さい。授業の殆どの時間を質問とその説明に使います。~
  3) といっても、質問が出ないと困るので、授業後半で簡単な演習問題を考えてもらいます。この演習について更にわからないところを質問して下さい。~
  4) 授業時間外での質問も歓迎します。オフィスアワーの他、メールでの質問や、メールで時間を約束して質問に来るのもOKです。~
授業終了時に、質問シートと、演習問題の結果を回収します。~
~
授業予定(as of 2013/09/17):
|  |日程 |テーマ   |教科書範囲| 予習スライド | 2012年版予習問題 | 確認問題 |
| 1| 9/25 |数の表現(1)|p41-46 |[[2進数の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryNumbers.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/2進数の原理.pdf,,上記PDFファイル);  |&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_1_数の表現(1).pdf,,2進数を確認する、2進⇔10進変換ができる);|&ref(ar_1_作業課題.pdf); |
| 2|10/02 |数の表現(2)|p41-46 | [[16進数の利用を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/HexadecimalNumbers.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/16進数での表現.pdf,,上記PDFファイル); &br;[[数の表現おまけ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/NumbersSupplement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/マイナスの数おまけ.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[マイナスの数の(補数)表現を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/NegativeNumbers.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/マイナスの数をどう表す?.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[小数の表現(固定小数点・浮動小数点表現)を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/FractionalNumbers.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/小数をどう表す?.pdf,,上記PDFファイル);  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_2_数の表現(2).pdf,,数の表現(2)、負数の2の補数表現、小数の表現を理解する);| &ref(ar_2_作業課題.pdf);  |
| 3|10/09 |演算の仕組(演算アルゴリズムと回路)|p47-55 | [[2進数の加減算の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryAddition.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/加減算の原理.pdf,,上記PDFファイル); &br;  [[2進数の乗算の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryMultiplication.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/乗算の原理.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_3_演算の仕組.pdf,,機械による加算・減算・乗算の計算方法を理解する);| &ref(ar_3_作業課題.pdf); &br; &ref(ar_3_追加メモ_論理回路入門.pdf); |
| 4|%%10/16%%&br;10/23 |命令とその実行の仕組|p12-23,&br;p24-26 | [[コンピュータの構造のあらまし:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ComputerStructure.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/コンピュータの構造概略.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[コンピュータは命令で動く:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/HowInstructionsWork.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/コンピュータは命令で動く.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[命令が実行される仕組:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ExecutionSteps.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令が実行される仕組.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_4_命令とその実行の仕組.pdf,,命令とは何か、どのように命令が実行されるのか、どのような命令があるのか、を理解する);| &ref(ar_4_作業課題.pdf); &br; &ref(ar_4_追加メモ_CPU内部構造.pdf);|
| 5|%%10/23%%&br;10/30 |アドレッシング、命令セット、命令処理性能|p27-32 | [[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:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/InstructionFormat.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令の形式.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[CPI(命令当りサイクル数)・MIPS値を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ExecutionPerformance.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令の実行性能.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_5_アドレシング_命令セット_性能.pdf,,いろいろなアドレッシングを理解する、命令をセットとして考える、CPI・MIPS等の命令処理性能の考え方を理解する);| &ref(ar_5_作業課題.pdf); &br; &ref(ar_5_追加メモ_アドレシング_命令セット性能.pdf);|
| 6| %%10/30%%&br;11/06 |アセンブラプログラム(1)|資料 | [[Comet-IIのプログラミング:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Comet-IIProgramming.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/1)COMET-IIのプログラミング.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[計算式と代入:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Assignment.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/2)計算式と代入.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[条件分岐とIF文:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IF-Statement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/3)条件分岐とIF文.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6_アセンブラプログラム(1).pdf,,単純な式計算や条件分岐を機械命令で書いてみる 〜 どのように命令を組み合わせるかを理解する);| &ref(ar_6_作業課題.pdf);&br;&ref(ar_6_追加メモ_アセンブラプログラム(1).pdf);|
| 7|%%11/06%%&br;11/13 |アセンブラプログラム(2)〜ループ・配列 |資料 | [[ループを書く:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/For-Statement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/4)ループを書く.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[配列と指標アドレシング:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IndexAddressing.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/5)配列と指標アドレシング.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_7_アセンブラプログラム(2).pdf,,アセンブラプログラムでループの書き方、配列の処理の仕方を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 7|%%11/06%%&br;11/13 |アセンブラプログラム(2)〜ループ・配列 |資料 | [[ループを書く:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/For-Statement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/4)ループを書く.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[配列と指標アドレシング:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IndexAddressing.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/5)配列と指標アドレシング.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_7_アセンブラプログラム(2).pdf,,アセンブラプログラムでループの書き方、配列の処理の仕方を理解する);| &ref(ar_7_作業課題.pdf); |
| 8|%%11/13%%&br;11/20 |ハーバードアーキテクチャ・RISCとCISC、(中間試験)、|p33-49,&br;p56-63 | [[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:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/RiscCisc_HarvardArchitecture.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/CISCとRISC.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_8_ハーバードアーキテクチャ.pdf,,いろいろなCPUでの命令の体系・実行方法の違いを理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 9|%%11/20%%&br;11/27 |メモリとメモリ装置、|p64-77 | [[メモリの概念:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/WhatIsMemory.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリの考え方.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[半導体メモリのいろいろ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryICDevice.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリデバイス.pdf,,上記PDFファイル);&br; [[磁気メモリ・光学メモリ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryOtherDevice.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリデバイス2.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_9_メモリ_メモリ装置.pdf,,いろいろなメモリ素子・装置の仕組・性質を理解する);|  &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|10|%%11/27%%&br;12/04 |メモリ階層とキャッシュメモリ |p78-88 | [[メモリ階層とキャッシュメモリ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryHierarchyAndCache.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/階層とキャッシュ.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_10_メモリ階層_キャッシュ.pdf,,メモリの階層に基く高速化の手法(キャッシュ・仮想メモリ)を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|11|%%12/04%%&br;12/11 |キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデル |p78-88 | [[キャッシュの追い出し:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Cache-Replace.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/キャッシュの追い出し.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_11_マッピング方式_不一致.pdf,,キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデルについて理解する);| ;&ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|12|%%12/11%%&br;12/18 |割込み・入出力アーキテクチャ |p89-95 | [[割込み:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Interrupt.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/割込みとは.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[入出力の接続法(アーキテクチャ):http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IO-Architecture.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/入出力アーキテクチャ.pdf,,上記PDFファイル);  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_12_割込_入出力アーキテクチャ.pdf,,割込みの原理と使い方、入出力のCPUからの制御法について理解する);|&ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|13|%%12/18%%&br;1/08 |入出力デバイス|p107-116 | [[各入出力装置の動作原理:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IO-Devices.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/各装置の動作原理.pdf,,上記PDFファイル); &br; 以下教材用ビデオへのリンク &br; [[ 機械式マウスの動作1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-1-A.mpg]] &br; [[ 機械式マウスの動作2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-2-A.mpg]] &br; [[ 光学式マウスの動作1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-3-A.mpg]] &br; [[ 光学式マウスの動作2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-4-A.mpg]] &br; [[ キーボードの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1304/1304-1-A.mpg]] &br; [[ ディスプレイの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1605/1605-1-A.mpg]] &br; [[ インクジェットプリンタの仕組1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1608/1608-1-A.mpg]] &br; [[ インクジェットプリンタの仕組2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1680/1608-2-A.mpg]] &br; [[ ページプリンタの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1610/1610-1-A.mpg]]  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_13_入出力デバイス.pdf,,キーボード・プリンタ等のいろいろな入出力装置の動作原理を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|14| %%1/08%%&br;1/17 |パイプライン|p96-106 | [[パイプライン:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Pipeline.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/パイプライン.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_14_パイプライン.pdf,,パイプライン方式による高速化について理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|| 1/ |期末試験|||||

***評価 [#q66e4d97]
平常点(授業参加等) 30%  +  中間試験 30%  +  期末試験 40%~
平常点は、質問や問題提起に対して、加点(+5点)する。~

授業ホームページ: http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp をアクセス~
   ⇒ 左欄メニューの「授業のページ」 ⇒ 「2013年度授業  秋 コンピュータアーキテクチャ」~
   配布物はこのページあたりから取れるようにしておきます。~
山内へのコンタクト: 弦羇曖騎4541室、047-472-1176、メール:yamanouc at is.sci.toho-u.ac.jp (atを@に置き換えること)~
スケジュール: 授業枠はpepper.is.sci.toho-u.ac.jp、 通年スケジュールはwww.yy.is.sci.toho-u.ac.jpの左メニューで「カレンダー」

***ポインタ [#z834f638]
-[[CASL II / COMET II 仕様(ver. 2, H23/7/11付):http://www.jitec.jp/1_13download/shiken_yougo_ver2_0.pdf]]
-[[COMET II オンラインシミュレータ:http://www.officedaytime.com/dcaslj/index.html]]
-[[Intel Software Developer's Manual-Basic:http://download.intel.com/design/processor/manuals/253665.pdf]]
-MIPS クロスコンパイラ http://www.spacelan.ne.jp/~m-yana/micro/gnu/mips/mipsegcs.htm
[[山内の授業のページ]]

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**13年度秋学期 コンピュータアーキテクチャ [#n1b9ff0f]
水曜日2限~

金岡先生のクラスと同じ内容をカバーする予定。授業の進め方や試験・評価等は若干異なる可能性あり。

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。

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、森北出版)~
参考書:基本情報技術者試験学習テキスト1 テクノロジ系(浅井宗海、 実教出版、2009/12)~
    ITパスポート学習テキスト(浅井宗海、実教出版、2009/01)~
~
授業の進め方~
理解しなければならない内容が多いのと、自分で勉強する習慣を付けてほしいので、基本は&color(red){自習};で勉強して下さい。~
授業は「基本わかっているもの」として、演習形式で行います。内容についての講義はほとんどしません。~
その代わり、分からないときは出来る限りつき合います。~
  1) 自習の結果よく分からなかったことや疑問に思ったことを、あらかじめ(=授業より前に)&ref(ar2013質問シート.pdf,,質問シート(ここからダウンロード可));にメモしてきて下さい。~
  2) そのメモを使って、授業中に&color(red);{質問}して下さい。授業の殆どの時間を質問とその説明に使います。~
  3) といっても、質問が出ないと困るので、授業後半で簡単な演習問題を考えてもらいます。この演習について更にわからないところを質問して下さい。~
  4) 授業時間外での質問も歓迎します。オフィスアワーの他、メールでの質問や、メールで時間を約束して質問に来るのもOKです。~
授業終了時に、質問シートと、演習問題の結果を回収します。~
~
授業予定(as of 2013/09/17):
|  |日程 |テーマ   |教科書範囲| 予習スライド | 2012年版予習問題 | 確認問題 |
| 1| 9/25 |数の表現(1)|p41-46 |[[2進数の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryNumbers.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/2進数の原理.pdf,,上記PDFファイル);  |&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_1_数の表現(1).pdf,,2進数を確認する、2進⇔10進変換ができる);|&ref(ar_1_作業課題.pdf); |
| 2|10/02 |数の表現(2)|p41-46 | [[16進数の利用を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/HexadecimalNumbers.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/16進数での表現.pdf,,上記PDFファイル); &br;[[数の表現おまけ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/NumbersSupplement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/マイナスの数おまけ.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[マイナスの数の(補数)表現を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/NegativeNumbers.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/マイナスの数をどう表す?.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[小数の表現(固定小数点・浮動小数点表現)を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/FractionalNumbers.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/小数をどう表す?.pdf,,上記PDFファイル);  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_2_数の表現(2).pdf,,数の表現(2)、負数の2の補数表現、小数の表現を理解する);| &ref(ar_2_作業課題.pdf);  |
| 3|10/09 |演算の仕組(演算アルゴリズムと回路)|p47-55 | [[2進数の加減算の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryAddition.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/加減算の原理.pdf,,上記PDFファイル); &br;  [[2進数の乗算の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryMultiplication.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/乗算の原理.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_3_演算の仕組.pdf,,機械による加算・減算・乗算の計算方法を理解する);| &ref(ar_3_作業課題.pdf); &br; &ref(ar_3_追加メモ_論理回路入門.pdf); |
| 4|%%10/16%%&br;10/23 |命令とその実行の仕組|p12-23,&br;p24-26 | [[コンピュータの構造のあらまし:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ComputerStructure.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/コンピュータの構造概略.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[コンピュータは命令で動く:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/HowInstructionsWork.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/コンピュータは命令で動く.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[命令が実行される仕組:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ExecutionSteps.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令が実行される仕組.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_4_命令とその実行の仕組.pdf,,命令とは何か、どのように命令が実行されるのか、どのような命令があるのか、を理解する);| &ref(ar_4_作業課題.pdf); &br; &ref(ar_4_追加メモ_CPU内部構造.pdf);|
| 5|%%10/23%%&br;10/30 |アドレッシング、命令セット、命令処理性能|p27-32 | [[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:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/InstructionFormat.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令の形式.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[CPI(命令当りサイクル数)・MIPS値を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ExecutionPerformance.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令の実行性能.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_5_アドレシング_命令セット_性能.pdf,,いろいろなアドレッシングを理解する、命令をセットとして考える、CPI・MIPS等の命令処理性能の考え方を理解する);| &ref(ar_5_作業課題.pdf); &br; &ref(ar_5_追加メモ_アドレシング_命令セット性能.pdf);|
| 6| %%10/30%%&br;11/06 |アセンブラプログラム(1)|資料 | [[Comet-IIのプログラミング:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Comet-IIProgramming.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/1)COMET-IIのプログラミング.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[計算式と代入:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Assignment.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/2)計算式と代入.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[条件分岐とIF文:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IF-Statement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/3)条件分岐とIF文.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6_アセンブラプログラム(1).pdf,,単純な式計算や条件分岐を機械命令で書いてみる 〜 どのように命令を組み合わせるかを理解する);| &ref(ar_6_作業課題.pdf);&br;&ref(ar_6_追加メモ_アセンブラプログラム(1).pdf);|
| 7|%%11/06%%&br;11/13 |アセンブラプログラム(2)〜ループ・配列 |資料 | [[ループを書く:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/For-Statement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/4)ループを書く.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[配列と指標アドレシング:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IndexAddressing.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/5)配列と指標アドレシング.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_7_アセンブラプログラム(2).pdf,,アセンブラプログラムでループの書き方、配列の処理の仕方を理解する);| &ref(ar_7_作業課題.pdf); |
| 8|%%11/13%%&br;11/20 |ハーバードアーキテクチャ・RISCとCISC、(中間試験)、|p33-49,&br;p56-63 | [[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:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/RiscCisc_HarvardArchitecture.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/CISCとRISC.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_8_ハーバードアーキテクチャ.pdf,,いろいろなCPUでの命令の体系・実行方法の違いを理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 9|%%11/20%%&br;11/27 |メモリとメモリ装置、|p64-77 | [[メモリの概念:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/WhatIsMemory.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリの考え方.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[半導体メモリのいろいろ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryICDevice.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリデバイス.pdf,,上記PDFファイル);&br; [[磁気メモリ・光学メモリ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryOtherDevice.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリデバイス2.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_9_メモリ_メモリ装置.pdf,,いろいろなメモリ素子・装置の仕組・性質を理解する);|  &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
| 8|%%11/13%%&br;11/20 |ハーバードアーキテクチャ・RISCとCISC、(中間試験)、|p33-49,&br;p56-63 | [[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:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/RiscCisc_HarvardArchitecture.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/CISCとRISC.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_8_ハーバードアーキテクチャ.pdf,,いろいろなCPUでの命令の体系・実行方法の違いを理解する);| &ref(ar_8_作業課題.pdf); |
| 9|%%11/20%%&br;11/27 |メモリとメモリ装置、|p64-77 | [[メモリの概念:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/WhatIsMemory.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリの考え方.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[半導体メモリのいろいろ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryICDevice.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリデバイス.pdf,,上記PDFファイル);&br; [[磁気メモリ・光学メモリ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryOtherDevice.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリデバイス2.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_9_メモリ_メモリ装置.pdf,,いろいろなメモリ素子・装置の仕組・性質を理解する);|  &ref(ar_9_作業課題.pdf); |
|10|%%11/27%%&br;12/04 |メモリ階層とキャッシュメモリ |p78-88 | [[メモリ階層とキャッシュメモリ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryHierarchyAndCache.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/階層とキャッシュ.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_10_メモリ階層_キャッシュ.pdf,,メモリの階層に基く高速化の手法(キャッシュ・仮想メモリ)を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|11|%%12/04%%&br;12/11 |キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデル |p78-88 | [[キャッシュの追い出し:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Cache-Replace.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/キャッシュの追い出し.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_11_マッピング方式_不一致.pdf,,キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデルについて理解する);| ;&ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|12|%%12/11%%&br;12/18 |割込み・入出力アーキテクチャ |p89-95 | [[割込み:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Interrupt.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/割込みとは.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[入出力の接続法(アーキテクチャ):http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IO-Architecture.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/入出力アーキテクチャ.pdf,,上記PDFファイル);  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_12_割込_入出力アーキテクチャ.pdf,,割込みの原理と使い方、入出力のCPUからの制御法について理解する);|&ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|13|%%12/18%%&br;1/08 |入出力デバイス|p107-116 | [[各入出力装置の動作原理:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IO-Devices.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/各装置の動作原理.pdf,,上記PDFファイル); &br; 以下教材用ビデオへのリンク &br; [[ 機械式マウスの動作1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-1-A.mpg]] &br; [[ 機械式マウスの動作2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-2-A.mpg]] &br; [[ 光学式マウスの動作1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-3-A.mpg]] &br; [[ 光学式マウスの動作2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-4-A.mpg]] &br; [[ キーボードの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1304/1304-1-A.mpg]] &br; [[ ディスプレイの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1605/1605-1-A.mpg]] &br; [[ インクジェットプリンタの仕組1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1608/1608-1-A.mpg]] &br; [[ インクジェットプリンタの仕組2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1680/1608-2-A.mpg]] &br; [[ ページプリンタの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1610/1610-1-A.mpg]]  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_13_入出力デバイス.pdf,,キーボード・プリンタ等のいろいろな入出力装置の動作原理を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|14| %%1/08%%&br;1/17 |パイプライン|p96-106 | [[パイプライン:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Pipeline.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/パイプライン.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_14_パイプライン.pdf,,パイプライン方式による高速化について理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|| 1/ |期末試験|||||

***評価 [#q66e4d97]
平常点(授業参加等) 30%  +  中間試験 30%  +  期末試験 40%~
平常点は、質問や問題提起に対して、加点(+5点)する。~

授業ホームページ: http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp をアクセス~
   ⇒ 左欄メニューの「授業のページ」 ⇒ 「2013年度授業  秋 コンピュータアーキテクチャ」~
   配布物はこのページあたりから取れるようにしておきます。~
山内へのコンタクト: 弦羇曖騎4541室、047-472-1176、メール:yamanouc at is.sci.toho-u.ac.jp (atを@に置き換えること)~
スケジュール: 授業枠はpepper.is.sci.toho-u.ac.jp、 通年スケジュールはwww.yy.is.sci.toho-u.ac.jpの左メニューで「カレンダー」

***ポインタ [#z834f638]
-[[CASL II / COMET II 仕様(ver. 2, H23/7/11付):http://www.jitec.jp/1_13download/shiken_yougo_ver2_0.pdf]]
-[[COMET II オンラインシミュレータ:http://www.officedaytime.com/dcaslj/index.html]]
-[[Intel Software Developer's Manual-Basic:http://download.intel.com/design/processor/manuals/253665.pdf]]
-MIPS クロスコンパイラ http://www.spacelan.ne.jp/~m-yana/micro/gnu/mips/mipsegcs.htm
[[山内の授業のページ]]

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**13年度秋学期 コンピュータアーキテクチャ [#n1b9ff0f]
水曜日2限~

金岡先生のクラスと同じ内容をカバーする予定。授業の進め方や試験・評価等は若干異なる可能性あり。

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。

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、森北出版)~
参考書:基本情報技術者試験学習テキスト1 テクノロジ系(浅井宗海、 実教出版、2009/12)~
    ITパスポート学習テキスト(浅井宗海、実教出版、2009/01)~
~
授業の進め方~
理解しなければならない内容が多いのと、自分で勉強する習慣を付けてほしいので、基本は&color(red){自習};で勉強して下さい。~
授業は「基本わかっているもの」として、演習形式で行います。内容についての講義はほとんどしません。~
その代わり、分からないときは出来る限りつき合います。~
  1) 自習の結果よく分からなかったことや疑問に思ったことを、あらかじめ(=授業より前に)&ref(ar2013質問シート.pdf,,質問シート(ここからダウンロード可));にメモしてきて下さい。~
  2) そのメモを使って、授業中に&color(red);{質問}して下さい。授業の殆どの時間を質問とその説明に使います。~
  3) といっても、質問が出ないと困るので、授業後半で簡単な演習問題を考えてもらいます。この演習について更にわからないところを質問して下さい。~
  4) 授業時間外での質問も歓迎します。オフィスアワーの他、メールでの質問や、メールで時間を約束して質問に来るのもOKです。~
授業終了時に、質問シートと、演習問題の結果を回収します。~
~
授業予定(as of 2013/09/17):
|  |日程 |テーマ   |教科書範囲| 予習スライド | 2012年版予習問題 | 確認問題 |
| 1| 9/25 |数の表現(1)|p41-46 |[[2進数の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryNumbers.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/2進数の原理.pdf,,上記PDFファイル);  |&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_1_数の表現(1).pdf,,2進数を確認する、2進⇔10進変換ができる);|&ref(ar_1_作業課題.pdf); |
| 2|10/02 |数の表現(2)|p41-46 | [[16進数の利用を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/HexadecimalNumbers.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/16進数での表現.pdf,,上記PDFファイル); &br;[[数の表現おまけ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/NumbersSupplement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/マイナスの数おまけ.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[マイナスの数の(補数)表現を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/NegativeNumbers.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/マイナスの数をどう表す?.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[小数の表現(固定小数点・浮動小数点表現)を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/FractionalNumbers.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/小数をどう表す?.pdf,,上記PDFファイル);  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_2_数の表現(2).pdf,,数の表現(2)、負数の2の補数表現、小数の表現を理解する);| &ref(ar_2_作業課題.pdf);  |
| 3|10/09 |演算の仕組(演算アルゴリズムと回路)|p47-55 | [[2進数の加減算の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryAddition.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/加減算の原理.pdf,,上記PDFファイル); &br;  [[2進数の乗算の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryMultiplication.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/乗算の原理.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_3_演算の仕組.pdf,,機械による加算・減算・乗算の計算方法を理解する);| &ref(ar_3_作業課題.pdf); &br; &ref(ar_3_追加メモ_論理回路入門.pdf); |
| 4|%%10/16%%&br;10/23 |命令とその実行の仕組|p12-23,&br;p24-26 | [[コンピュータの構造のあらまし:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ComputerStructure.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/コンピュータの構造概略.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[コンピュータは命令で動く:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/HowInstructionsWork.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/コンピュータは命令で動く.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[命令が実行される仕組:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ExecutionSteps.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令が実行される仕組.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_4_命令とその実行の仕組.pdf,,命令とは何か、どのように命令が実行されるのか、どのような命令があるのか、を理解する);| &ref(ar_4_作業課題.pdf); &br; &ref(ar_4_追加メモ_CPU内部構造.pdf);|
| 5|%%10/23%%&br;10/30 |アドレッシング、命令セット、命令処理性能|p27-32 | [[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:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/InstructionFormat.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令の形式.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[CPI(命令当りサイクル数)・MIPS値を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ExecutionPerformance.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令の実行性能.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_5_アドレシング_命令セット_性能.pdf,,いろいろなアドレッシングを理解する、命令をセットとして考える、CPI・MIPS等の命令処理性能の考え方を理解する);| &ref(ar_5_作業課題.pdf); &br; &ref(ar_5_追加メモ_アドレシング_命令セット性能.pdf);|
| 6| %%10/30%%&br;11/06 |アセンブラプログラム(1)|資料 | [[Comet-IIのプログラミング:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Comet-IIProgramming.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/1)COMET-IIのプログラミング.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[計算式と代入:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Assignment.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/2)計算式と代入.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[条件分岐とIF文:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IF-Statement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/3)条件分岐とIF文.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6_アセンブラプログラム(1).pdf,,単純な式計算や条件分岐を機械命令で書いてみる 〜 どのように命令を組み合わせるかを理解する);| &ref(ar_6_作業課題.pdf);&br;&ref(ar_6_追加メモ_アセンブラプログラム(1).pdf);|
| 7|%%11/06%%&br;11/13 |アセンブラプログラム(2)〜ループ・配列 |資料 | [[ループを書く:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/For-Statement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/4)ループを書く.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[配列と指標アドレシング:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IndexAddressing.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/5)配列と指標アドレシング.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_7_アセンブラプログラム(2).pdf,,アセンブラプログラムでループの書き方、配列の処理の仕方を理解する);| &ref(ar_7_作業課題.pdf); |
| 8|%%11/13%%&br;11/20 |ハーバードアーキテクチャ・RISCとCISC、(中間試験)、|p33-49,&br;p56-63 | [[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:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/RiscCisc_HarvardArchitecture.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/CISCとRISC.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_8_ハーバードアーキテクチャ.pdf,,いろいろなCPUでの命令の体系・実行方法の違いを理解する);| &ref(ar_8_作業課題.pdf); |
| 9|%%11/20%%&br;11/27 |メモリとメモリ装置、|p64-77 | [[メモリの概念:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/WhatIsMemory.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリの考え方.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[半導体メモリのいろいろ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryICDevice.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリデバイス.pdf,,上記PDFファイル);&br; [[磁気メモリ・光学メモリ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryOtherDevice.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリデバイス2.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_9_メモリ_メモリ装置.pdf,,いろいろなメモリ素子・装置の仕組・性質を理解する);|  &ref(ar_9_作業課題.pdf); |
|10|%%11/27%%&br;12/04 |メモリ階層とキャッシュメモリ |p78-88 | [[メモリ階層とキャッシュメモリ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryHierarchyAndCache.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/階層とキャッシュ.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_10_メモリ階層_キャッシュ.pdf,,メモリの階層に基く高速化の手法(キャッシュ・仮想メモリ)を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|11|%%12/04%%&br;12/11 |キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデル |p78-88 | [[キャッシュの追い出し:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Cache-Replace.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/キャッシュの追い出し.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_11_マッピング方式_不一致.pdf,,キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデルについて理解する);| ;&ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|10|%%11/27%%&br;12/04 |メモリ階層とキャッシュメモリ |p78-88 | [[メモリ階層とキャッシュメモリ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryHierarchyAndCache.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/階層とキャッシュ.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_10_メモリ階層_キャッシュ.pdf,,メモリの階層に基く高速化の手法(キャッシュ・仮想メモリ)を理解する);| &ref(ar_10_作業課題.pdf); |
|11|%%12/04%%&br;12/11 |キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデル |p78-88 | [[キャッシュの追い出し:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Cache-Replace.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/キャッシュの追い出し.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_11_マッピング方式_不一致.pdf,,キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデルについて理解する);| ;&ref(ar_11_作業課題.pdf); |
|12|%%12/11%%&br;12/18 |割込み・入出力アーキテクチャ |p89-95 | [[割込み:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Interrupt.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/割込みとは.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[入出力の接続法(アーキテクチャ):http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IO-Architecture.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/入出力アーキテクチャ.pdf,,上記PDFファイル);  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_12_割込_入出力アーキテクチャ.pdf,,割込みの原理と使い方、入出力のCPUからの制御法について理解する);|&ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|13|%%12/18%%&br;1/08 |入出力デバイス|p107-116 | [[各入出力装置の動作原理:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IO-Devices.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/各装置の動作原理.pdf,,上記PDFファイル); &br; 以下教材用ビデオへのリンク &br; [[ 機械式マウスの動作1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-1-A.mpg]] &br; [[ 機械式マウスの動作2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-2-A.mpg]] &br; [[ 光学式マウスの動作1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-3-A.mpg]] &br; [[ 光学式マウスの動作2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-4-A.mpg]] &br; [[ キーボードの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1304/1304-1-A.mpg]] &br; [[ ディスプレイの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1605/1605-1-A.mpg]] &br; [[ インクジェットプリンタの仕組1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1608/1608-1-A.mpg]] &br; [[ インクジェットプリンタの仕組2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1680/1608-2-A.mpg]] &br; [[ ページプリンタの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1610/1610-1-A.mpg]]  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_13_入出力デバイス.pdf,,キーボード・プリンタ等のいろいろな入出力装置の動作原理を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|14| %%1/08%%&br;1/17 |パイプライン|p96-106 | [[パイプライン:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Pipeline.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/パイプライン.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_14_パイプライン.pdf,,パイプライン方式による高速化について理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|| 1/ |期末試験|||||

***評価 [#q66e4d97]
平常点(授業参加等) 30%  +  中間試験 30%  +  期末試験 40%~
平常点は、質問や問題提起に対して、加点(+5点)する。~

授業ホームページ: http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp をアクセス~
   ⇒ 左欄メニューの「授業のページ」 ⇒ 「2013年度授業  秋 コンピュータアーキテクチャ」~
   配布物はこのページあたりから取れるようにしておきます。~
山内へのコンタクト: 弦羇曖騎4541室、047-472-1176、メール:yamanouc at is.sci.toho-u.ac.jp (atを@に置き換えること)~
スケジュール: 授業枠はpepper.is.sci.toho-u.ac.jp、 通年スケジュールはwww.yy.is.sci.toho-u.ac.jpの左メニューで「カレンダー」

***ポインタ [#z834f638]
-[[CASL II / COMET II 仕様(ver. 2, H23/7/11付):http://www.jitec.jp/1_13download/shiken_yougo_ver2_0.pdf]]
-[[COMET II オンラインシミュレータ:http://www.officedaytime.com/dcaslj/index.html]]
-[[Intel Software Developer's Manual-Basic:http://download.intel.com/design/processor/manuals/253665.pdf]]
-MIPS クロスコンパイラ http://www.spacelan.ne.jp/~m-yana/micro/gnu/mips/mipsegcs.htm
[[山内の授業のページ]]

アクセス数 &counter();  このページの最終更新 &lastmod();

**13年度秋学期 コンピュータアーキテクチャ [#n1b9ff0f]
水曜日2限~

金岡先生のクラスと同じ内容をカバーする予定。授業の進め方や試験・評価等は若干異なる可能性あり。

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。

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、森北出版)~
参考書:基本情報技術者試験学習テキスト1 テクノロジ系(浅井宗海、 実教出版、2009/12)~
    ITパスポート学習テキスト(浅井宗海、実教出版、2009/01)~
~
授業の進め方~
理解しなければならない内容が多いのと、自分で勉強する習慣を付けてほしいので、基本は&color(red){自習};で勉強して下さい。~
授業は「基本わかっているもの」として、演習形式で行います。内容についての講義はほとんどしません。~
その代わり、分からないときは出来る限りつき合います。~
  1) 自習の結果よく分からなかったことや疑問に思ったことを、あらかじめ(=授業より前に)&ref(ar2013質問シート.pdf,,質問シート(ここからダウンロード可));にメモしてきて下さい。~
  2) そのメモを使って、授業中に&color(red);{質問}して下さい。授業の殆どの時間を質問とその説明に使います。~
  3) といっても、質問が出ないと困るので、授業後半で簡単な演習問題を考えてもらいます。この演習について更にわからないところを質問して下さい。~
  4) 授業時間外での質問も歓迎します。オフィスアワーの他、メールでの質問や、メールで時間を約束して質問に来るのもOKです。~
授業終了時に、質問シートと、演習問題の結果を回収します。~
~
授業予定(as of 2013/09/17):
|  |日程 |テーマ   |教科書範囲| 予習スライド | 2012年版予習問題 | 確認問題 |
| 1| 9/25 |数の表現(1)|p41-46 |[[2進数の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryNumbers.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/2進数の原理.pdf,,上記PDFファイル);  |&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_1_数の表現(1).pdf,,2進数を確認する、2進⇔10進変換ができる);|&ref(ar_1_作業課題.pdf); |
| 2|10/02 |数の表現(2)|p41-46 | [[16進数の利用を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/HexadecimalNumbers.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/16進数での表現.pdf,,上記PDFファイル); &br;[[数の表現おまけ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/NumbersSupplement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/マイナスの数おまけ.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[マイナスの数の(補数)表現を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/NegativeNumbers.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/マイナスの数をどう表す?.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[小数の表現(固定小数点・浮動小数点表現)を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/FractionalNumbers.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/小数をどう表す?.pdf,,上記PDFファイル);  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_2_数の表現(2).pdf,,数の表現(2)、負数の2の補数表現、小数の表現を理解する);| &ref(ar_2_作業課題.pdf);  |
| 3|10/09 |演算の仕組(演算アルゴリズムと回路)|p47-55 | [[2進数の加減算の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryAddition.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/加減算の原理.pdf,,上記PDFファイル); &br;  [[2進数の乗算の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryMultiplication.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/乗算の原理.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_3_演算の仕組.pdf,,機械による加算・減算・乗算の計算方法を理解する);| &ref(ar_3_作業課題.pdf); &br; &ref(ar_3_追加メモ_論理回路入門.pdf); |
| 4|%%10/16%%&br;10/23 |命令とその実行の仕組|p12-23,&br;p24-26 | [[コンピュータの構造のあらまし:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ComputerStructure.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/コンピュータの構造概略.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[コンピュータは命令で動く:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/HowInstructionsWork.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/コンピュータは命令で動く.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[命令が実行される仕組:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ExecutionSteps.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令が実行される仕組.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_4_命令とその実行の仕組.pdf,,命令とは何か、どのように命令が実行されるのか、どのような命令があるのか、を理解する);| &ref(ar_4_作業課題.pdf); &br; &ref(ar_4_追加メモ_CPU内部構造.pdf);|
| 5|%%10/23%%&br;10/30 |アドレッシング、命令セット、命令処理性能|p27-32 | [[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:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/InstructionFormat.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令の形式.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[CPI(命令当りサイクル数)・MIPS値を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ExecutionPerformance.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令の実行性能.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_5_アドレシング_命令セット_性能.pdf,,いろいろなアドレッシングを理解する、命令をセットとして考える、CPI・MIPS等の命令処理性能の考え方を理解する);| &ref(ar_5_作業課題.pdf); &br; &ref(ar_5_追加メモ_アドレシング_命令セット性能.pdf);|
| 6| %%10/30%%&br;11/06 |アセンブラプログラム(1)|資料 | [[Comet-IIのプログラミング:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Comet-IIProgramming.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/1)COMET-IIのプログラミング.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[計算式と代入:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Assignment.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/2)計算式と代入.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[条件分岐とIF文:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IF-Statement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/3)条件分岐とIF文.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6_アセンブラプログラム(1).pdf,,単純な式計算や条件分岐を機械命令で書いてみる 〜 どのように命令を組み合わせるかを理解する);| &ref(ar_6_作業課題.pdf);&br;&ref(ar_6_追加メモ_アセンブラプログラム(1).pdf);|
| 7|%%11/06%%&br;11/13 |アセンブラプログラム(2)〜ループ・配列 |資料 | [[ループを書く:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/For-Statement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/4)ループを書く.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[配列と指標アドレシング:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IndexAddressing.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/5)配列と指標アドレシング.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_7_アセンブラプログラム(2).pdf,,アセンブラプログラムでループの書き方、配列の処理の仕方を理解する);| &ref(ar_7_作業課題.pdf); |
| 8|%%11/13%%&br;11/20 |ハーバードアーキテクチャ・RISCとCISC、(中間試験)、|p33-49,&br;p56-63 | [[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:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/RiscCisc_HarvardArchitecture.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/CISCとRISC.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_8_ハーバードアーキテクチャ.pdf,,いろいろなCPUでの命令の体系・実行方法の違いを理解する);| &ref(ar_8_作業課題.pdf); |
| 9|%%11/20%%&br;11/27 |メモリとメモリ装置、|p64-77 | [[メモリの概念:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/WhatIsMemory.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリの考え方.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[半導体メモリのいろいろ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryICDevice.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリデバイス.pdf,,上記PDFファイル);&br; [[磁気メモリ・光学メモリ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryOtherDevice.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリデバイス2.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_9_メモリ_メモリ装置.pdf,,いろいろなメモリ素子・装置の仕組・性質を理解する);|  &ref(ar_9_作業課題.pdf); |
|10|%%11/27%%&br;12/04 |メモリ階層とキャッシュメモリ |p78-88 | [[メモリ階層とキャッシュメモリ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryHierarchyAndCache.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/階層とキャッシュ.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_10_メモリ階層_キャッシュ.pdf,,メモリの階層に基く高速化の手法(キャッシュ・仮想メモリ)を理解する);| &ref(ar_10_作業課題.pdf); |
|11|%%12/04%%&br;12/11 |キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデル |p78-88 | [[キャッシュの追い出し:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Cache-Replace.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/キャッシュの追い出し.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_11_マッピング方式_不一致.pdf,,キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデルについて理解する);| ;&ref(ar_11_作業課題.pdf); |
|12|%%12/11%%&br;12/18 |割込み・入出力アーキテクチャ |p89-95 | [[割込み:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Interrupt.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/割込みとは.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[入出力の接続法(アーキテクチャ):http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IO-Architecture.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/入出力アーキテクチャ.pdf,,上記PDFファイル);  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_12_割込_入出力アーキテクチャ.pdf,,割込みの原理と使い方、入出力のCPUからの制御法について理解する);|&ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|12|%%12/11%%&br;12/18 |割込み・入出力アーキテクチャ |p89-95 | [[割込み:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Interrupt.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/割込みとは.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[入出力の接続法(アーキテクチャ):http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IO-Architecture.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/入出力アーキテクチャ.pdf,,上記PDFファイル);  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_12_割込_入出力アーキテクチャ.pdf,,割込みの原理と使い方、入出力のCPUからの制御法について理解する);|&ref(ar_12_作業課題.pdf); |
|13|%%12/18%%&br;1/08 |入出力デバイス|p107-116 | [[各入出力装置の動作原理:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IO-Devices.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/各装置の動作原理.pdf,,上記PDFファイル); &br; 以下教材用ビデオへのリンク &br; [[ 機械式マウスの動作1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-1-A.mpg]] &br; [[ 機械式マウスの動作2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-2-A.mpg]] &br; [[ 光学式マウスの動作1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-3-A.mpg]] &br; [[ 光学式マウスの動作2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-4-A.mpg]] &br; [[ キーボードの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1304/1304-1-A.mpg]] &br; [[ ディスプレイの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1605/1605-1-A.mpg]] &br; [[ インクジェットプリンタの仕組1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1608/1608-1-A.mpg]] &br; [[ インクジェットプリンタの仕組2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1680/1608-2-A.mpg]] &br; [[ ページプリンタの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1610/1610-1-A.mpg]]  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_13_入出力デバイス.pdf,,キーボード・プリンタ等のいろいろな入出力装置の動作原理を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|14| %%1/08%%&br;1/17 |パイプライン|p96-106 | [[パイプライン:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Pipeline.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/パイプライン.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_14_パイプライン.pdf,,パイプライン方式による高速化について理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|| 1/ |期末試験|||||

***評価 [#q66e4d97]
平常点(授業参加等) 30%  +  中間試験 30%  +  期末試験 40%~
平常点は、質問や問題提起に対して、加点(+5点)する。~

授業ホームページ: http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp をアクセス~
   ⇒ 左欄メニューの「授業のページ」 ⇒ 「2013年度授業  秋 コンピュータアーキテクチャ」~
   配布物はこのページあたりから取れるようにしておきます。~
山内へのコンタクト: 弦羇曖騎4541室、047-472-1176、メール:yamanouc at is.sci.toho-u.ac.jp (atを@に置き換えること)~
スケジュール: 授業枠はpepper.is.sci.toho-u.ac.jp、 通年スケジュールはwww.yy.is.sci.toho-u.ac.jpの左メニューで「カレンダー」

***ポインタ [#z834f638]
-[[CASL II / COMET II 仕様(ver. 2, H23/7/11付):http://www.jitec.jp/1_13download/shiken_yougo_ver2_0.pdf]]
-[[COMET II オンラインシミュレータ:http://www.officedaytime.com/dcaslj/index.html]]
-[[Intel Software Developer's Manual-Basic:http://download.intel.com/design/processor/manuals/253665.pdf]]
-MIPS クロスコンパイラ http://www.spacelan.ne.jp/~m-yana/micro/gnu/mips/mipsegcs.htm
[[山内の授業のページ]]

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**13年度秋学期 コンピュータアーキテクチャ [#n1b9ff0f]
水曜日2限~

金岡先生のクラスと同じ内容をカバーする予定。授業の進め方や試験・評価等は若干異なる可能性あり。

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。

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、森北出版)~
参考書:基本情報技術者試験学習テキスト1 テクノロジ系(浅井宗海、 実教出版、2009/12)~
    ITパスポート学習テキスト(浅井宗海、実教出版、2009/01)~
~
授業の進め方~
理解しなければならない内容が多いのと、自分で勉強する習慣を付けてほしいので、基本は&color(red){自習};で勉強して下さい。~
授業は「基本わかっているもの」として、演習形式で行います。内容についての講義はほとんどしません。~
その代わり、分からないときは出来る限りつき合います。~
  1) 自習の結果よく分からなかったことや疑問に思ったことを、あらかじめ(=授業より前に)&ref(ar2013質問シート.pdf,,質問シート(ここからダウンロード可));にメモしてきて下さい。~
  2) そのメモを使って、授業中に&color(red);{質問}して下さい。授業の殆どの時間を質問とその説明に使います。~
  3) といっても、質問が出ないと困るので、授業後半で簡単な演習問題を考えてもらいます。この演習について更にわからないところを質問して下さい。~
  4) 授業時間外での質問も歓迎します。オフィスアワーの他、メールでの質問や、メールで時間を約束して質問に来るのもOKです。~
授業終了時に、質問シートと、演習問題の結果を回収します。~
~
授業予定(as of 2013/09/17):
|  |日程 |テーマ   |教科書範囲| 予習スライド | 2012年版予習問題 | 確認問題 |
| 1| 9/25 |数の表現(1)|p41-46 |[[2進数の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryNumbers.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/2進数の原理.pdf,,上記PDFファイル);  |&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_1_数の表現(1).pdf,,2進数を確認する、2進⇔10進変換ができる);|&ref(ar_1_作業課題.pdf); |
| 2|10/02 |数の表現(2)|p41-46 | [[16進数の利用を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/HexadecimalNumbers.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/16進数での表現.pdf,,上記PDFファイル); &br;[[数の表現おまけ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/NumbersSupplement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/マイナスの数おまけ.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[マイナスの数の(補数)表現を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/NegativeNumbers.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/マイナスの数をどう表す?.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[小数の表現(固定小数点・浮動小数点表現)を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/FractionalNumbers.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/小数をどう表す?.pdf,,上記PDFファイル);  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_2_数の表現(2).pdf,,数の表現(2)、負数の2の補数表現、小数の表現を理解する);| &ref(ar_2_作業課題.pdf);  |
| 3|10/09 |演算の仕組(演算アルゴリズムと回路)|p47-55 | [[2進数の加減算の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryAddition.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/加減算の原理.pdf,,上記PDFファイル); &br;  [[2進数の乗算の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryMultiplication.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/乗算の原理.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_3_演算の仕組.pdf,,機械による加算・減算・乗算の計算方法を理解する);| &ref(ar_3_作業課題.pdf); &br; &ref(ar_3_追加メモ_論理回路入門.pdf); |
| 4|%%10/16%%&br;10/23 |命令とその実行の仕組|p12-23,&br;p24-26 | [[コンピュータの構造のあらまし:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ComputerStructure.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/コンピュータの構造概略.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[コンピュータは命令で動く:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/HowInstructionsWork.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/コンピュータは命令で動く.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[命令が実行される仕組:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ExecutionSteps.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令が実行される仕組.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_4_命令とその実行の仕組.pdf,,命令とは何か、どのように命令が実行されるのか、どのような命令があるのか、を理解する);| &ref(ar_4_作業課題.pdf); &br; &ref(ar_4_追加メモ_CPU内部構造.pdf);|
| 5|%%10/23%%&br;10/30 |アドレッシング、命令セット、命令処理性能|p27-32 | [[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:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/InstructionFormat.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令の形式.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[CPI(命令当りサイクル数)・MIPS値を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ExecutionPerformance.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令の実行性能.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_5_アドレシング_命令セット_性能.pdf,,いろいろなアドレッシングを理解する、命令をセットとして考える、CPI・MIPS等の命令処理性能の考え方を理解する);| &ref(ar_5_作業課題.pdf); &br; &ref(ar_5_追加メモ_アドレシング_命令セット性能.pdf);|
| 6| %%10/30%%&br;11/06 |アセンブラプログラム(1)|資料 | [[Comet-IIのプログラミング:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Comet-IIProgramming.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/1)COMET-IIのプログラミング.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[計算式と代入:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Assignment.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/2)計算式と代入.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[条件分岐とIF文:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IF-Statement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/3)条件分岐とIF文.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6_アセンブラプログラム(1).pdf,,単純な式計算や条件分岐を機械命令で書いてみる 〜 どのように命令を組み合わせるかを理解する);| &ref(ar_6_作業課題.pdf);&br;&ref(ar_6_追加メモ_アセンブラプログラム(1).pdf);|
| 7|%%11/06%%&br;11/13 |アセンブラプログラム(2)〜ループ・配列 |資料 | [[ループを書く:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/For-Statement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/4)ループを書く.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[配列と指標アドレシング:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IndexAddressing.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/5)配列と指標アドレシング.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_7_アセンブラプログラム(2).pdf,,アセンブラプログラムでループの書き方、配列の処理の仕方を理解する);| &ref(ar_7_作業課題.pdf); |
| 8|%%11/13%%&br;11/20 |ハーバードアーキテクチャ・RISCとCISC、(中間試験)、|p33-49,&br;p56-63 | [[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:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/RiscCisc_HarvardArchitecture.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/CISCとRISC.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_8_ハーバードアーキテクチャ.pdf,,いろいろなCPUでの命令の体系・実行方法の違いを理解する);| &ref(ar_8_作業課題.pdf); |
| 9|%%11/20%%&br;11/27 |メモリとメモリ装置、|p64-77 | [[メモリの概念:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/WhatIsMemory.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリの考え方.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[半導体メモリのいろいろ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryICDevice.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリデバイス.pdf,,上記PDFファイル);&br; [[磁気メモリ・光学メモリ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryOtherDevice.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリデバイス2.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_9_メモリ_メモリ装置.pdf,,いろいろなメモリ素子・装置の仕組・性質を理解する);|  &ref(ar_9_作業課題.pdf); |
|10|%%11/27%%&br;12/04 |メモリ階層とキャッシュメモリ |p78-88 | [[メモリ階層とキャッシュメモリ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryHierarchyAndCache.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/階層とキャッシュ.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_10_メモリ階層_キャッシュ.pdf,,メモリの階層に基く高速化の手法(キャッシュ・仮想メモリ)を理解する);| &ref(ar_10_作業課題.pdf); |
|11|%%12/04%%&br;12/11 |キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデル |p78-88 | [[キャッシュの追い出し:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Cache-Replace.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/キャッシュの追い出し.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_11_マッピング方式_不一致.pdf,,キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデルについて理解する);| ;&ref(ar_11_作業課題.pdf); |
|12|%%12/11%%&br;12/18 |割込み・入出力アーキテクチャ |p89-95 | [[割込み:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Interrupt.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/割込みとは.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[入出力の接続法(アーキテクチャ):http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IO-Architecture.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/入出力アーキテクチャ.pdf,,上記PDFファイル);  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_12_割込_入出力アーキテクチャ.pdf,,割込みの原理と使い方、入出力のCPUからの制御法について理解する);|&ref(ar_12_作業課題.pdf); |
|13|%%12/18%%&br;1/08 |入出力デバイス|p107-116 | [[各入出力装置の動作原理:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IO-Devices.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/各装置の動作原理.pdf,,上記PDFファイル); &br; 以下教材用ビデオへのリンク &br; [[ 機械式マウスの動作1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-1-A.mpg]] &br; [[ 機械式マウスの動作2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-2-A.mpg]] &br; [[ 光学式マウスの動作1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-3-A.mpg]] &br; [[ 光学式マウスの動作2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-4-A.mpg]] &br; [[ キーボードの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1304/1304-1-A.mpg]] &br; [[ ディスプレイの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1605/1605-1-A.mpg]] &br; [[ インクジェットプリンタの仕組1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1608/1608-1-A.mpg]] &br; [[ インクジェットプリンタの仕組2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1680/1608-2-A.mpg]] &br; [[ ページプリンタの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1610/1610-1-A.mpg]]  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_13_入出力デバイス.pdf,,キーボード・プリンタ等のいろいろな入出力装置の動作原理を理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|13|%%12/18%%&br;1/08 |入出力デバイス|p107-116 | [[各入出力装置の動作原理:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IO-Devices.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/各装置の動作原理.pdf,,上記PDFファイル); &br; 以下教材用ビデオへのリンク &br; [[ 機械式マウスの動作1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-1-A.mpg]] &br; [[ 機械式マウスの動作2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-2-A.mpg]] &br; [[ 光学式マウスの動作1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-3-A.mpg]] &br; [[ 光学式マウスの動作2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-4-A.mpg]] &br; [[ キーボードの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1304/1304-1-A.mpg]] &br; [[ ディスプレイの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1605/1605-1-A.mpg]] &br; [[ インクジェットプリンタの仕組1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1608/1608-1-A.mpg]] &br; [[ インクジェットプリンタの仕組2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1680/1608-2-A.mpg]] &br; [[ ページプリンタの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1610/1610-1-A.mpg]]  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_13_入出力デバイス.pdf,,キーボード・プリンタ等のいろいろな入出力装置の動作原理を理解する);| &ref(ar_13_作業課題.pdf); |
|14| %%1/08%%&br;1/17 |パイプライン|p96-106 | [[パイプライン:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Pipeline.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/パイプライン.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_14_パイプライン.pdf,,パイプライン方式による高速化について理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|| 1/ |期末試験|||||

***評価 [#q66e4d97]
平常点(授業参加等) 30%  +  中間試験 30%  +  期末試験 40%~
平常点は、質問や問題提起に対して、加点(+5点)する。~

授業ホームページ: http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp をアクセス~
   ⇒ 左欄メニューの「授業のページ」 ⇒ 「2013年度授業  秋 コンピュータアーキテクチャ」~
   配布物はこのページあたりから取れるようにしておきます。~
山内へのコンタクト: 弦羇曖騎4541室、047-472-1176、メール:yamanouc at is.sci.toho-u.ac.jp (atを@に置き換えること)~
スケジュール: 授業枠はpepper.is.sci.toho-u.ac.jp、 通年スケジュールはwww.yy.is.sci.toho-u.ac.jpの左メニューで「カレンダー」

***ポインタ [#z834f638]
-[[CASL II / COMET II 仕様(ver. 2, H23/7/11付):http://www.jitec.jp/1_13download/shiken_yougo_ver2_0.pdf]]
-[[COMET II オンラインシミュレータ:http://www.officedaytime.com/dcaslj/index.html]]
-[[Intel Software Developer's Manual-Basic:http://download.intel.com/design/processor/manuals/253665.pdf]]
-MIPS クロスコンパイラ http://www.spacelan.ne.jp/~m-yana/micro/gnu/mips/mipsegcs.htm
[[山内の授業のページ]]

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**13年度秋学期 コンピュータアーキテクチャ [#n1b9ff0f]
水曜日2限~

金岡先生のクラスと同じ内容をカバーする予定。授業の進め方や試験・評価等は若干異なる可能性あり。

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。

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、森北出版)~
参考書:基本情報技術者試験学習テキスト1 テクノロジ系(浅井宗海、 実教出版、2009/12)~
    ITパスポート学習テキスト(浅井宗海、実教出版、2009/01)~
~
授業の進め方~
理解しなければならない内容が多いのと、自分で勉強する習慣を付けてほしいので、基本は&color(red){自習};で勉強して下さい。~
授業は「基本わかっているもの」として、演習形式で行います。内容についての講義はほとんどしません。~
その代わり、分からないときは出来る限りつき合います。~
  1) 自習の結果よく分からなかったことや疑問に思ったことを、あらかじめ(=授業より前に)&ref(ar2013質問シート.pdf,,質問シート(ここからダウンロード可));にメモしてきて下さい。~
  2) そのメモを使って、授業中に&color(red);{質問}して下さい。授業の殆どの時間を質問とその説明に使います。~
  3) といっても、質問が出ないと困るので、授業後半で簡単な演習問題を考えてもらいます。この演習について更にわからないところを質問して下さい。~
  4) 授業時間外での質問も歓迎します。オフィスアワーの他、メールでの質問や、メールで時間を約束して質問に来るのもOKです。~
授業終了時に、質問シートと、演習問題の結果を回収します。~
~
授業予定(as of 2013/09/17):
|  |日程 |テーマ   |教科書範囲| 予習スライド | 2012年版予習問題 | 確認問題 |
| 1| 9/25 |数の表現(1)|p41-46 |[[2進数の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryNumbers.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/2進数の原理.pdf,,上記PDFファイル);  |&ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_1_数の表現(1).pdf,,2進数を確認する、2進⇔10進変換ができる);|&ref(ar_1_作業課題.pdf); |
| 2|10/02 |数の表現(2)|p41-46 | [[16進数の利用を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/HexadecimalNumbers.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/16進数での表現.pdf,,上記PDFファイル); &br;[[数の表現おまけ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/NumbersSupplement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/マイナスの数おまけ.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[マイナスの数の(補数)表現を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/NegativeNumbers.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/マイナスの数をどう表す?.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[小数の表現(固定小数点・浮動小数点表現)を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/FractionalNumbers.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/小数をどう表す?.pdf,,上記PDFファイル);  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_2_数の表現(2).pdf,,数の表現(2)、負数の2の補数表現、小数の表現を理解する);| &ref(ar_2_作業課題.pdf);  |
| 3|10/09 |演算の仕組(演算アルゴリズムと回路)|p47-55 | [[2進数の加減算の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryAddition.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/加減算の原理.pdf,,上記PDFファイル); &br;  [[2進数の乗算の原理を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/BinaryMultiplication.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/乗算の原理.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_3_演算の仕組.pdf,,機械による加算・減算・乗算の計算方法を理解する);| &ref(ar_3_作業課題.pdf); &br; &ref(ar_3_追加メモ_論理回路入門.pdf); |
| 4|%%10/16%%&br;10/23 |命令とその実行の仕組|p12-23,&br;p24-26 | [[コンピュータの構造のあらまし:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ComputerStructure.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/コンピュータの構造概略.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[コンピュータは命令で動く:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/HowInstructionsWork.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/コンピュータは命令で動く.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[命令が実行される仕組:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ExecutionSteps.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令が実行される仕組.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_4_命令とその実行の仕組.pdf,,命令とは何か、どのように命令が実行されるのか、どのような命令があるのか、を理解する);| &ref(ar_4_作業課題.pdf); &br; &ref(ar_4_追加メモ_CPU内部構造.pdf);|
| 5|%%10/23%%&br;10/30 |アドレッシング、命令セット、命令処理性能|p27-32 | [[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:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/InstructionFormat.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令の形式.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[CPI(命令当りサイクル数)・MIPS値を理解する:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/ExecutionPerformance.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/命令の実行性能.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_5_アドレシング_命令セット_性能.pdf,,いろいろなアドレッシングを理解する、命令をセットとして考える、CPI・MIPS等の命令処理性能の考え方を理解する);| &ref(ar_5_作業課題.pdf); &br; &ref(ar_5_追加メモ_アドレシング_命令セット性能.pdf);|
| 6| %%10/30%%&br;11/06 |アセンブラプログラム(1)|資料 | [[Comet-IIのプログラミング:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Comet-IIProgramming.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/1)COMET-IIのプログラミング.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[計算式と代入:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Assignment.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/2)計算式と代入.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[条件分岐とIF文:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IF-Statement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/3)条件分岐とIF文.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_6_アセンブラプログラム(1).pdf,,単純な式計算や条件分岐を機械命令で書いてみる 〜 どのように命令を組み合わせるかを理解する);| &ref(ar_6_作業課題.pdf);&br;&ref(ar_6_追加メモ_アセンブラプログラム(1).pdf);|
| 7|%%11/06%%&br;11/13 |アセンブラプログラム(2)〜ループ・配列 |資料 | [[ループを書く:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/For-Statement.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/4)ループを書く.pdf,,上記のPDFファイル); &br; [[配列と指標アドレシング:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IndexAddressing.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/5)配列と指標アドレシング.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_7_アセンブラプログラム(2).pdf,,アセンブラプログラムでループの書き方、配列の処理の仕方を理解する);| &ref(ar_7_作業課題.pdf); |
| 8|%%11/13%%&br;11/20 |ハーバードアーキテクチャ・RISCとCISC、(中間試験)、|p33-49,&br;p56-63 | [[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:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/RiscCisc_HarvardArchitecture.html]] &br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/CISCとRISC.pdf,,上記のPDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_8_ハーバードアーキテクチャ.pdf,,いろいろなCPUでの命令の体系・実行方法の違いを理解する);| &ref(ar_8_作業課題.pdf); |
| 9|%%11/20%%&br;11/27 |メモリとメモリ装置、|p64-77 | [[メモリの概念:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/WhatIsMemory.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリの考え方.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[半導体メモリのいろいろ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryICDevice.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリデバイス.pdf,,上記PDFファイル);&br; [[磁気メモリ・光学メモリ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryOtherDevice.html]] &br;&ref(../../13春/コンピュータハードウェア/メモリデバイス2.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_9_メモリ_メモリ装置.pdf,,いろいろなメモリ素子・装置の仕組・性質を理解する);|  &ref(ar_9_作業課題.pdf); |
|10|%%11/27%%&br;12/04 |メモリ階層とキャッシュメモリ |p78-88 | [[メモリ階層とキャッシュメモリ:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/MemoryHierarchyAndCache.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/階層とキャッシュ.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_10_メモリ階層_キャッシュ.pdf,,メモリの階層に基く高速化の手法(キャッシュ・仮想メモリ)を理解する);| &ref(ar_10_作業課題.pdf); |
|11|%%12/04%%&br;12/11 |キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデル |p78-88 | [[キャッシュの追い出し:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Cache-Replace.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/キャッシュの追い出し.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_11_マッピング方式_不一致.pdf,,キャッシュのマッピング方式・不一致時の損失と性能モデルについて理解する);| ;&ref(ar_11_作業課題.pdf); |
|12|%%12/11%%&br;12/18 |割込み・入出力アーキテクチャ |p89-95 | [[割込み:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Interrupt.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/割込みとは.pdf,,上記PDFファイル); &br; [[入出力の接続法(アーキテクチャ):http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IO-Architecture.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/入出力アーキテクチャ.pdf,,上記PDFファイル);  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_12_割込_入出力アーキテクチャ.pdf,,割込みの原理と使い方、入出力のCPUからの制御法について理解する);|&ref(ar_12_作業課題.pdf); |
|13|%%12/18%%&br;1/08 |入出力デバイス|p107-116 | [[各入出力装置の動作原理:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/IO-Devices.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/各装置の動作原理.pdf,,上記PDFファイル); &br; 以下教材用ビデオへのリンク &br; [[ 機械式マウスの動作1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-1-A.mpg]] &br; [[ 機械式マウスの動作2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-2-A.mpg]] &br; [[ 光学式マウスの動作1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-3-A.mpg]] &br; [[ 光学式マウスの動作2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1302/1302-4-A.mpg]] &br; [[ キーボードの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1304/1304-1-A.mpg]] &br; [[ ディスプレイの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1605/1605-1-A.mpg]] &br; [[ インクジェットプリンタの仕組1:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1608/1608-1-A.mpg]] &br; [[ インクジェットプリンタの仕組2:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1680/1608-2-A.mpg]] &br; [[ ページプリンタの仕組:http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/1610/1610-1-A.mpg]]  | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_13_入出力デバイス.pdf,,キーボード・プリンタ等のいろいろな入出力装置の動作原理を理解する);| &ref(ar_13_作業課題.pdf); |
|14| %%1/08%%&br;1/17 |パイプライン|p96-106 | [[パイプライン:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Pipeline.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/パイプライン.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_14_パイプライン.pdf,,パイプライン方式による高速化について理解する);| &ref(ar_0_作業課題.pdf); |
|14| %%1/08%%&br;1/17 |パイプライン|p96-106 | [[パイプライン:http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp/orbit/ar/Pipeline.html]]&br; &ref(../../13春/コンピュータハードウェア/パイプライン.pdf,,上記PDFファイル); | &ref(../../12秋/コンピュータアーキテクチャ/ar_14_パイプライン.pdf,,パイプライン方式による高速化について理解する);| &ref(ar_14_作業課題.pdf); |
|| 1/ |期末試験|||||

***評価 [#q66e4d97]
平常点(授業参加等) 30%  +  中間試験 30%  +  期末試験 40%~
平常点は、質問や問題提起に対して、加点(+5点)する。~

授業ホームページ: http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp をアクセス~
   ⇒ 左欄メニューの「授業のページ」 ⇒ 「2013年度授業  秋 コンピュータアーキテクチャ」~
   配布物はこのページあたりから取れるようにしておきます。~
山内へのコンタクト: 弦羇曖騎4541室、047-472-1176、メール:yamanouc at is.sci.toho-u.ac.jp (atを@に置き換えること)~
スケジュール: 授業枠はpepper.is.sci.toho-u.ac.jp、 通年スケジュールはwww.yy.is.sci.toho-u.ac.jpの左メニューで「カレンダー」

***ポインタ [#z834f638]
-[[CASL II / COMET II 仕様(ver. 2, H23/7/11付):http://www.jitec.jp/1_13download/shiken_yougo_ver2_0.pdf]]
-[[COMET II オンラインシミュレータ:http://www.officedaytime.com/dcaslj/index.html]]
-[[Intel Software Developer's Manual-Basic:http://download.intel.com/design/processor/manuals/253665.pdf]]
-MIPS クロスコンパイラ http://www.spacelan.ne.jp/~m-yana/micro/gnu/mips/mipsegcs.htm

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