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授業情報／Course information

科目名／Course: 計算機アーキテクチャ／Computer Architecture
科目一覧へ戻る 2025/09/12 現在

授業基本情報
科目名（和文）
／Course		 計算機アーキテクチャ
科目名（英文）
／Course		 Computer Architecture
時間割コード
／Registration Code		 22145701
学部（研究科）
／Faculty		 情報工学部
学科（専攻）
／Department		 情報システム工学科
担当教員（○：代表教員）
／Principle Instructor （○） and Instructors		 ○横川　智教
オフィスアワー
／Office Hour		 横川　智教(前期：火曜2限，後期：火曜2限
（出張等で不在にする場合があります）
場所：2504室)
開講年度
／Year of the Course		 2025年度
開講期間
／Term		 前期
対象学生
／Eligible Students		 3年次生
単位数
／Credits		 2.0
授業概要情報
更新日
／Date of renewal		 2025/03/03
使用言語
／Language of Instruction		 日本語
オムニバス
／Omnibus		 該当なし
授業概略と目的
／Cource Description and Objectives		 コンピュータの利用形態は，ネットワークを介した複数のコンピュータの共同あるいは協調利用に変貌している．しかし，コンピュータを有効に利用するためには，その構造?動作原理?性能を理解しておく必要がある．コンピュータはソフトウェアとハードウェアにより構成されるが，その性能は，CPUのクロック周波数，メモリの容量だけでなく，CPUにどのような機能を持たせるのか，メモリをどのように使用するのかにより，大きく異なってくる．本講義では，後者に焦点を絞って，コンピュータのハードウェア構造とその有効利用法について学ぶ．
履修に必要な知識?能力?キーワード
／Prerequisites and Keywords		 履修に必要な知識?能力：「計算機工学入門」「データ構造とアルゴリズム」および「論理回路」で学習する，コンピュータの概念的な構造，論理回路の構造等に関する知識．
履修上の注意
／Notes
教科書
／Textbook(s)		 「コンピュータシステムの理論と実装 ―モダンなコンピュータの作り方」（Noam Nisan, Shimon Schocken (著), 斎藤 康毅  (訳)，オライリージャパン）
参考文献等
／References		 「コンピュータアーキテクチャの基礎」（柴山 (著)，近代科学社）
「計算機アーキテクチャ」（齋藤，大森 (著)，オーム社）
自主学習ガイド
／Expected Study Guide outside Coursework/Self-Directed Learning Other Than Coursework		 授業で配布した資料について，復習すること．
資格等に関する事項
／Attention Relating to Professional License
アクティブラーニングに関する事項
／Attention Relating to Active Learning		 本科目では，以下のアクティブラーニングを採用している．
?グループワーク?ペアワーク
?振り返り（小テスト，ミニッツペーパー，オンラインチャット等も含む）
?課題（宿題等）
実務経験に関する事項
／Attention Relating to Operational Experiences		 該当しない．
備考
／Notes		 【授業形態】本科目は，試験以外の一部の講義をオンライン（オンデマンド方式）にて実施する可能性がある．
授業計画詳細情報
No. 単元（授業回数）
／Unit (Lesson Number)		 単元タイトルと概要
／Unit Title and Unit Description		 時間外学習
／Preparation and Review		 配付資料
／Handouts
1 1?2 [ブール論理]
ブール代数，論理ゲート，ハードウェア記述言語，シミュレーションについて学習する．
2 3?5 [ブール算術]
加算器，ALU について学習する．
3 6?8 [順序回路]
順序回路の基礎として，D-フリップフロップについて学び，D-フリップフロップで実現されるレジスタ，メモリ，カウンタの構造について学習する．フリップフロップの実装について学び，レジスタメモリとカウンタの実装方法について学習する．
4 9?10 [メモリ]
計算機で利用されるメモリとストレージ，キャッシングや仮想メモリについて学習する．
5 11 [機械語]
コンピュータの抽象的構造について学び，バイナリコードとニーモニックの関係について学習する．コンピュータを動かすためのコマンドについて学び，算術演算と論理演算，メモリアクセス，分岐命令について学習する．Hack 機械語の仕様について学び，アドレス命令と計算命令，シンボル，入出力操作について学習する．
6 12?13 [コンピュータアーキテクチャの基礎]
プログラム内蔵方式とノイマン型アーキテクチャについて学習する．そして，コンピュータを構成するメモリ，CPU，レジスタ，入出力とその構造について学習する．
7 14?15 [コンピュータの実装]
Hack ハードウェアの仕様について学び，CPU，命令メモリ，データメモリとそれらから実現されるコンピュータの構造とその実装について学習する．
8 16 [期末試験]
理解度の確認を行う．
授業評価詳細情報
到達目標及び観点／Learning Goal and Specific Behavioral Viewpoints
No. 到達目標
／Learning Goal		 知識?理解
／Knowledge & Undestanding		 技能?表現
／Skills & Expressions		 思考?判断
／Thoughts & Decisions		 伝達?コミュニケーション
／Communication		 協働
／Cooperative Attitude
1 コンピュータの構造について理解し，説明できる（D） ○ ○
2 コンピュータを構成する要素とその機能について理解し，説明できる（D） ○ ○
3 コンピュータを動かす命令とその表現方式について理解し，説明できる（D） ○ ○
4 コンピュータの実現方法について理解し，実装できる（D） ○ ○
成績評価方法と基準／Evaluation of Achievement
※出席は2/3以上で評価対象となります。
No. 到達目標
／Learning Goal		 定期試験
／Exam.
1 コンピュータの構造について理解し，説明できる（D） ○
2 コンピュータを構成する要素とその機能について理解し，説明できる（D） ○
3 コンピュータを動かす命令とその表現方式について理解し，説明できる（D） ○
4 コンピュータの実現方法について理解し，実装できる（D） ○
評価割合（％）
／Allocation of Marks		 100

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