山内の授業のページ/15秋/コンピュータアーキテクチャ

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15年度秋学期　コンピュータアーキテクチャ †

水曜日２限

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１．　何をする授業か †

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、を理解する。
金岡先生のクラスと同じ内容をカバー。　ただし、授業の進め方や試験・評価等は若干異なる可能性があります。

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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 †

－　コンピュータの中で、データ（本授業では数値）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。
－　コンピュータの処理の基本ステップである「命令」について
－　「命令」とはどういうものか、（COMET II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。
－　コンピュータが外部の装置とタイミングを取る「割込み」の、考え方と、どう使われるのかを説明できる。
－　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。
－　いろいろな入出力装置がどのように動作するのか、どのようにコンピュータと接続されるのかを、説明できる。

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３．　教科書など †

　　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突破テキスト　テクノロジ系　（並木通男監修、石川他執筆、実教出版、2013/09）
　　　　　　　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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４．　授業の進め方（履修のしかた） †

この授業は、他と違ったやり方（反転授業）を取り入れています。　次の手順で授業に臨んでください。
１）　授業の前に、予習をする。　予習では、事実（こういう仕組である、こう動く）を学び取って下さい。

ビデオ（音声付きスライド）を提供しますので、あらかじめ視聴しながら、ノートを取って下さい。~目的は事実を理解することなので、「こういう仕組である」「こう動く」を整理できるようなノートにして下さい。
ビデオの説明で分からなかった点はノートに書き留め、自分で教科書や図書館・ネットワーク等で調べて下さい。
それでも分からないときは、授業の最初で質問をし、解決して下さい。

２）　授業中は、次のような活動をします。
（ビデオの内容を繰り返すような講義はやりません。ビデオを見てきたという前提で、授業を勧めます。）

まず、ビデオについて分からなかった点、質問を受けます。
ノートを学生ペアで交換し、内容を、指示されたポイントについてチェックします。　チェック結果は提出します。
討論課題を提示するので、グループで考え議論し、検討シートに書いてまとめます。　最後にグループで発表します。
ここは、「なぜそうするのか」のような、答が決まらないような設問を検討します。
検討シートは、最後に提出します。

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５．　評価 †

　平常点（授業参加など）　30%　＋　中間試験　30%　＋　期末試験　40%　
　試験は上記の到達目標への到達度を評価します。

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６．　オフィスアワーなど †

　ホームページ： http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp ⇒ 左欄授業のページ ⇒ 2015年度コンピュータアーキテクチャ
　山内へのコンタクト：　Ⅳ号館５階4541室、047-472-1176、　　メール：yamanouc at is.sci.toho-u.ac.jp　（at⇒@に書き直す）
　オフィスアワー：　授業の前後の時間はなるべく部屋にいます。　週間予定は上記ホームページURLのトップにあります。
　　また、その時々の細かい予定は、上記ホームページURLの左欄「メニュー」の一番上の「カレンダー」へ。

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授業予定（as of 2015/09/01） †

	日程	テーマ	教科書範囲	予習ビデオ(本年版) とスライド	13年予習スライド	授業内配布物
1	9/30	授業概要説明論理値入門	該当なし	授業内容　論理値と論理演算　論理値と論理演算	該当なし	授業の進め方ホームページのシラバス論理値入門_討論シート
2	10/07	論理値と論理演算	該当なし	論理値と論理演算（１回目の1と同じ）　　論理値と論理演算論理値と論理演算2　論理値と論理演算2 論理値と論理演算3　論理値と論理演算3 論理値と論理演算4　論理値と論理演算4	該当なし	論理値と論理演算_ノートチェック論理値と論理演算_討論シート論理値と論理演算_追加演習問題
3	10/14	数の表現	p41-46	２進数の原理　２進数の原理 16進数での表現　 16進数での表現マイナスの数の表現　マイナスの数の表現マイナスの数おまけ　マイナスの数おまけ小数の表現―固定小数点　小数の表現ー固定小数点小数の表現－浮動小数点　小数の表現ー浮動小数点	２進数の原理 16進数での表現マイナスの数をどう表す？マイナスの数おまけ小数をどう表す？	数の表現_ノートチェック数の表現_討論シート数の表現-演習問題
4	10/21	演算の仕組（演算アルゴリズムと回路）	p47-55	二進加算の原理　２進加算の原理２進加減算の回路　２進加減算の回路乗算の原理　乗算の原理乗算の原理2　乗算の原理2	加減算の原理乗算の原理	演算の仕組_ノートチェック演算の仕組_討論シート
5	10/28	命令とその実行の仕組	p12-23, p24-26	コンピュータの構造概略　コンピュータの構造概略コンピュータは命令で動く　コンピュータは命令で動くいろいろな命令　いろいろな命令ノイマン型コンピュータ　ノイマン型コンピュータ命令が実行される仕組　命令が実行される仕組	コンピュータの構造コンピュータは命令で動く命令実行の仕組	命令とその実行_ノートチェック命令とその実行_討論シート命令とその実行_解説追加
6	11/04	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　命令の形式アドレッシング　アドレッシング命令の実行性能　命令の実行性能	命令の形式命令の実行性能	アドレッシング_ノートチェックアドレッシング_討論シート
7	11/11	アセンブラプログラム(1）計算・代入、条件分岐	資料	COMET-IIのプログラミング　 COMET-IIのプログラミング計算式と代入　計算式と代入条件分岐とIF文　条件分岐とIF文条件分岐とIF文2　条件分岐とIF文2	COMET-IIのプログラミング式の計算と代入　条件分岐とIF文	プログラム１_ノートチェックプログラム１_討論シート
8	11/18	アセンブラプログラム(2) ループ・配列	資料	ループを書く　ループを書く配列と指標アドレシング　配列と指標アドレシング	ループを書く配列と指標アドレシング	プログラム２_ノートチェックプログラム２_討論シート
9	11/25	ハーバードアーキテクチャ・ RISCとCISC 中間試験	p33-49, p56-63	CISCとRISC　CISCとRISC ハーバードアーキテクチャ・マイクロプログラミング　ハーバードアーキテクチャ・マイクロプログラミング	~~ハーバードアーキテクチャ、CISCとRISC~~
10	12/02	ハーバードアーキテクチャ・ RISCとCISC メモリとメモリ装置、	p33-49, p56-63 p64-77	CISCとRISC　CISCとRISC ハーバードアーキテクチャ・マイクロプログラミング　ハーバードアーキテクチャ・マイクロプログラミングメモリの考え方　メモリの考え方メモリデバイス－分類など　メモリデバイスメモリデバイス2－半導体メモリ　メモリデバイス2 メモリデバイス3－磁気メモリ　メモリデバイス3 メモリデバイス4－光メモリ　メモリのデバイス4	ハーバードアーキテクチャ、CISCとRISC メモリの考え方半導体メモリデバイス磁気・光学メモリデバイス	RISC・メモリ装置_ノートチェック RISC・メモリ装置_討論シート
11	12/09	メモリ階層とキャッシュメモリ，マッピング方式・性能モデル	p78-88	階層とキャッシュ　階層とキャッシュキャッシュのマッピング　キャッシュのマッピングキャッシュの追い出し　キャッシュの追い出し	メモリ階層とキャッシュキャッシュの追い出し
12	12/16	割込み・入出力アーキテクチャ	p89-95	割込みとは　割込みとは入出力アーキテクチャ　入出力アーキテクチャ	割込みとは入出力アーキテクチャ
13	1/06	入出力デバイス	p107-116	各装置の動作原理1－キーボード・マウス　各装置の動作原理1 各装置の動作原理2－ディスプレイ・プリンタ　各装置の動作原理2	各装置の動作原理以下教材用ビデオへのリンク　機械式マウスの動作１　機械式マウスの動作２　光学式マウスの動作１　光学式マウスの動作２　キーボードの仕組　ディスプレイの仕組　インクジェットプリンタの仕組１　インクジェットプリンタの仕組２　ページプリンタの仕組
14	1/13	パイプライン	p96-106	パイプライン　パイプラインパイプラインのハザード　パイプラインのハザード	パイプライン
	??	期末試験