山内の授業のページ/11春/コンピュータハードウェア

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＜メモ＞　来年度の授業のやり方を変更したい。グループ分け。グループに予習を課す？　説明はほとんど省略。演習問題を４〜５回繰り返す。

節電協力で6月中に授業を終了するように、授業スケジュールを変更しました。5月21日（土）に２回分の補講をします。
また同じ節電協力の趣旨から、6月11日（土）と25日（土）に木曜日授業の振替えがあります。

アクセス数　1541　　このページの最終更新　2011-12-16 (金) 17:07:32

11年度春学期　（於玉川大学工学部）コンピュータハードウェア †

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

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

授業スケジュール（3/28現在）：

回数	日程	テーマ	具体的な内容とメモ	スライド
1	4/14	授業概要、コンピュータの概要	コンピュータの大まかな構成要素と動作を理解する	ar_01.pdf
2	4/21	数の表現	数の表現、2進数、2進・10進変換、16進数の利用、負数の２の補数表現、小数の表現を理解する	ar_02.pdf
3	4/28	演算アーキテクチャ（演算アルゴリズムと回路）	機械による加算・減算・乗算の計算方法を理解する	ar_03.pdf
4	5/12	機械命令１（命令とは・命令の実行の仕組）	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	ar_04.pdf
5	5/19	機械命令２（アドレッシング、命令セット、命令処理性能）	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	ar_05.pdf
6	5/26 5/21(土)2-3限	機械命令３（アセンブラプログラムの基本）	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	ar_06.pdf
7	6/02 5/21(土)5-6限	機械命令４（少し複雑なアセンブラプログラム〜ループ・配列）	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	ar_07.pdf
8	6/09 5/26	ハーバードアーキテクチャ・RISCとCISC・制御アーキテクチャ	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	ar_08.pdf
9	6/11(土) 6/2	メモリのいろいろ	いろいろなメモリ素子・装置の仕組・性質を理解する	ar_09.pdf
10	6/16 6/9	メモリ階層とキャッシュメモリ	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	ar_10.pdf
11	6/23 6/11(土)	キャッシュメモリと仮想メモリ２	キャッシュのマッピング方式・仮想メモリについて理解する	ar_11.pdf
12	6/30 6/16	割込み・入出力アーキテクチャ	割込みの原理と使い方について理解する、入出力のCPUからの制御方について理解する	ar_12.pdf
13	7/7 6/23	パイプライン　入出力デバイス	いろいろな入出力装置の動作原理を理解する	ar_13.pdf
14	7/14 6/25（土）	入出力アーキテクチャ　パイプライン	パイプライン方式による高速化について理解する	ar_14.pdf
15	7/21 6/30	全体のまとめ 授業内期末試験	授業全体の内容を振り返って、それぞれの項目間の関連やコンピュータの方向性などを議論する

教科書：　図解コンピュータアーキテクチャ入門　堀桂太郎著　森北出版　2005　ISBN4-627-82901-9　2500円
参考書：
　　　コンピュータアーキテクチャ　飯塚倶目子　アイテック　2007 ISBN978-4-87268-602-9　1700円
　　　コンピュータアーキテクチャ　曽和将容　コロナ社　2006 ISBN978-4-339-02706-8　　2800円

成績評価方法：
　　　　平常点（授業内の小テスト等）６０％、期末試験４０％。　　それぞれの単元での目標到達度を問う

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

ポインタ †

• COMET IIやCASL IIの（公式な）説明　⇒　情報処理技術者試験試験で使用する情報技術に関する用語・プログラム言語など

• COMET II, CASL IIを実際に使ってみるための環境
  • IPAの公式シミュレータ　⇒　JITEC　ＣＡＳＬIIシミュレータ
  • Webから使える（インストールなどの必要がない）環境　⇒　CASLシミュレータ （CASL II 対応）

• Intel Software Developer's Manual-Basic

• MIPS クロスコンパイラ　http://www.spacelan.ne.jp/~m-yana/micro/gnu/mips/mipsegcs.htm

• 補習資料