アクセス数 &counter(); このページの最終更新 &lastmod(); **20年度秋学期 ICU・コンピュータアーキテクチャ [#fb25eba6] 月曜日 限~ [[ICU Moodle>https://moodle3.icu.ac.jp/]] 授業情報は⇒[[ICU Moodle>https://moodle3.icu.ac.jp/]] ***1. 何をする授業か(ねらい) [#p3a1ae13] コンピュータのハードウェアの仕組、どうやって(どういう原理で)プログラムが実行(処理)されるのか、そのときどういう問題があるのか、それをどう解決できるのか、を理解する授業です。それによって、プログラムの実行速度や計算手法、計算誤差の問題などを考えるきっかけになったり、将来のコンピュータの仕組を考えるきっかけになるでしょう。 ***2. 授業が終わったところで、何ができるようになって欲しいか(達成目標) [#ne5b063a] -コンピュータ上でプログラムがどのように実行されるのか、その流れを説明できる。 -コンピュータの中で、データ(本授業では主に数値)がどのように表現され、数の演算がどう行われるかを説明できる。(音や画像・動画のデータについては別の授業で) -コンピュータの処理の基本ステップである「命令」がどういうものか、命令の種類、コンピュータ内での表現、命令の実行の概念や命令で書かれたプログラムを(MIPSの命令を例にして)説明できる。 -命令が処理されるときの、コンピュータ内部での手順を説明できる。 -コンピュータに備わっているいろいろな「メモリ」について、種類とそれぞれの原理・性質を列挙し説明できる。 -メモリを高速化する技術である「キャッシュメモリ」の考え方・動作原理と、その性能の数理モデルを説明できる。 -処理を高速化する「パイプライン」の考え方がどのようなものかを説明できる。 -入出力装置がCPUからどのように制御されるのか、「割り込み」によってどのようにタイミングを同期するのかを、説明できる。 ***3. 教科書など [#r92b9457] 教科書: Digital Design and Computer Architecture Second Edition. David Money Harris and Sara L. Harris. Morgan Kaufmann (2012/8/7) ISBN-13: 978-0123944245 ( 円)~ 訳本:ディジタル回路設計とコンピュータアーキテクチャ第2版 ディビット・マネー・ハリス、サラ・L・ハリス著 翔泳社 (2017/9/11) ISBN-13: 978-4798147529( 円)~ ***4. 授業の進め方~ [#bac0ca7e] 通常の講義と、演習(内容によって机上の演習と可能ならばコンピュータ上の演習)。 ***5. 評価 [#kb5c9f2f] 平常点(授業参加など) 30% + 中間試験 30% + 期末試験 40% ***6. オフィスアワーなど [#pd56e4c9] ホームページ: http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp ⇒ 左欄 授業のページ ⇒ 2020年度ICUコンピュータアーキテクチャ~ 山内へのコンタクト: 非常勤なので メール:yamanouc at is.sci.toho-u.ac.jp (at⇒@に書き直す) で連絡・予約が確実です。~ オフィスアワー: 授業の前後の時間はなるべく質問を受けられるようにします。~ また、アポイントを取ったうえでZoom等での面談が可能です。 ***授業予定(as of 2020/06/21) [#p61c041a] | | 日程 |テーマ |教科書| スライド| 授業内配布物 | |1|9/07|授業概要(Overview) | | | | |~|~|論理代数(Boolean Algebra)|2.2, 2.3| | | |~|~|演習(論理代数)(Exercises)| | | | |2|9/14|整数の2進表現・負数 |1.4| | | |~|~|整数の演算(加減・乗除)と実現|5.2| | | |~|~|演習(負数、整数の演算)| | | | |3|9/21|小数の表現 &br; コンピュータ上の誤差|5.3 | | | |~|~|論理ゲート・組合せ回路|1.5,2.2, 2.3, 2.5, 2.6, 2.7| | | |~|~|演習(小数・組合せ回路)| | | | |4|9/28|有限状態マシンと順序回路|3.4, 3.2, 3.3| | | |~|~|ノイマン型コンピュータの構成・命令と処理の流れ・プロセッサの構成要素|7.1| | | |~|~|演習(順序回路)||| | |5|10/05|命令・命令セット |6.1, 6.2, 6.3, 6.4||| |~|~|アドレス方式|6.5||| |~|~|中間試験|||| |6|10/12|命令レベルプログラミング |6.4, Appendix B| | | |~|~|演習(演算、条件分岐)| | | | |~|~|演習(ループ)| | | | |7|10/19|中間試験講評| | | | |~|~|演習(ループ+配列)確認| | | | |~|~|命令の実現、ワイヤード対マイクロプログラム|7.1, 7.3 | | | |8|10/26| CISC対RISC |6.8|| | |~|~|性能解析|7.2 | | | |~|~|演習(性能)| | | | |9|11/02|処理の高速化、パイプラインの原理と性能 &br;(マルチプロセッサ)|7.5, 7.8| | | |~|~|メモリの高速化、キャッシュの考え方と性能、&br; (インターリーブ)|5.5, 8.3, 8.2 | | | |~|~|演習(パイプライン・キャッシュの性能)|7.8, 8.3 | | | |10|11/09| 入出力インターフェース | 8.5, 8.6, 8.7 | | | |~|~|割り込みと様々なデバイス|8.6.5 | | | |~|~|半導体の話|||| |~|~|まとめ | | | | | | ?? |期末試験|||| ***ポインタ [#b0c92d44] -[[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 -[[電通大佐藤先生:http://satoh.cs.uec.ac.jp/ja/lecture/ComputerArchitecture/]] -2016-02-13 [[「ムーアの法則」の終焉は何を意味するのか? - GIGAZINE:http://gigazine.net/news/20160213-post-moores-law/]]