| 科目コード | I502 | ||||
| 科目名 | コンピュータアーキテクチャ(Computer Architecture) | 単位数 | 2単位 | ||
| 対象学科 | 情報工学科 | 対象学年 | 5年 | 開講期間 | 通年 |
| 科目区分 | 専門基礎科目 | 必修・選択 | 必修 | 履修/学修 | 学修 |
| 授業形式 | 講義 | 規定授業時数 | 60 | 実時間数 | 50 |
| 教員名（所属） | 神田 一伸（情報工学科） | 教員室 | 3号棟2階 | ||
| 使用教科書 | 柴山潔 「コンピュータアーキテクチャの基礎」 近代科学杜 | ||||
| 参考書 | 永井正武 「実用・コンピュータアーキテクチャ」実教出版 | ||||
| 科目の位置付けと関連科目 | |||||
| 科目の概要 | 現代のコンヒュータシステムは、ハードウェアとソフトウェア両方の機能が深く結びついて構成されている。講義の中心は現代のコンピュータの構成原理となっているノイマン型コンピュータの基本アーキテクチャについて、一般的な項目について詳細にその原理を述べる。更にアーキテクチャを実現した応用製品であるマイクロプロセッサやメインフレーム、スーパーコンピュータなど最新のコンピュータに使用されている機能とその実現方法についての技術的な内容を理解し、情報処理技術者として基礎知識の活用が出来ることを目指す。 | ||||
| 授業方針 | 先ず、コンピュータシステムにおけるハードウェアとソフトウェアの機能分担が、アーキテクチャの基本であることを理解し、制御方式、演算方式、入出力方式、記憶方式、通信制御方式において、実際にどの様な考え方で、機能分担が決定され具体的な諸方式として確立されてきたのかが説明できるようになること。また基盤となっている技術の背景と諸方式を実例で確認し、方式間の違いやシステム構成の理念が、具体例を伴って記述できるようになることを目標とする。 | ||||
授業項目 | 時間 | 達成目標（習得すべき内容） |
| １．ガイダンス・計算機アーキテクチャとは | ・計算機の歴史とアーキテクチャに対する考え方の推移が説明できる。 | |
| ２．コンピュータにおけるデータの表現 | ・コンピュータで使用されるデータ表現が説明でき、各種コードの変換ができる。 | |
| ３．命令制御アーキテクチャ | ・命令語の実行制御、マイクロプログラムが説明できる。プログラムで使われている各種アドレス方式が説明できる。 | |
| ４．演算制御アーキテクチャ | ・固定小数点数、浮動小数点数の演算アルゴリズムが説明でき、シミュレーションができる。 | |
| ５．記憶制御アーキテクチャ | ・メモリの階層構造とその役割が説明できる。仮想記憶、キャッシュについて説明できる。 | |
| ６．入出力アーキテクチャ | ・入出力制御の必要性と各種装置の動作原理が説明できる | |
| ７．通信制御アーキテクチャ | ・データ通信に使用される基本方式とネットワークが説明できる。 | |
| ８．マイクロコンピュータアーキテクチャ | ・最新のマイクロコンピュータで使用されているアーキテクチャ（パイプライン、スーパースケーラ等）が説明できる。 | |
| ９．マルチプロセッサ | ・マルチプロセッサと多重処理について説明できる。 | |
| １０．新しいコンピュータアーキテクチャ | ・非ノイマン型コンピュータの動作原理について説明できる。 |
| 評価方法及び総合評価 | 【評価方法】 定期試験、演習、演習課題を行ったレポートで評価する。 【総合評価】 定期試験の点数を７割、演習及び演習課題を行ったレポート点を３割の比率で評価する。６割以上の得点で目標を達成したとする。 |
| 学習方法 | |
| 学生へのメッセージ | 計算機アーキテクチャはコンピュータをアーキテクチャという観点で体系化した科目です。コンピュータの使用が不可欠の、高専の情報工学科の学生として、使っているシステムの全体像を把握するためには必須の科目です。 特に、アーキテクチャ、ノイマン型コンピュータ、非ノイマン型コンピュータの意味をしっかりと身につけて、自分自身の言葉でその説明ができるように心がけて下さい。 |
| 学修単位への対応 | 本科目は50分の授業に対して，放課後・家庭で２５時間相当のレポートを課します。 |
| 本校教育目標との対応 | JABEE学習教育目標との対応 | ||||