コンピュータの基本構成とプログラム実行のしくみ

コンピュータはプログラムを実行するシステムである。この講義ではコンピュータがどのような構成を持ちどのようなしくみでプログラムを実行するかについて基本的な理解を得る。更に、プログラム実行の高性能化の技術やオペレーティングシステムに関わる機能についても学習する。

"・コンピュータ実現の基礎となるトランジスタと論理回路の動作と構成について理解する。
・コンピュータがプログラムを実行するしくみとそのためのコンピュータの基本構成について理解する。
・コンピュータがどのような命令を備えており、各命令がどのような機能を備えているか、命令実行を支えるメモリ等の機能や構成について理解する。"

"*以下は予定であり、変更される可能性がある。
第1回 コンピュータアーキテクチャの概要
第2回 論理回路と電子回路
第3回 組み合わせ回路
第4回 算術論理演算回路の設計
第5回 小さなCPU - CPUの命令
第6回 命令実行のしくみ - 命令フォーマットと命令実行
第7回 命令の逐次実行 - レジスタ、フリップフロップ、クロック信号
第8回 プログラムと命令 - 命令セット
第9回 中間試験
第10回 メモリ
第11回 命令処理のパイプライン化
第12回 命令処理の高性能化 - キャッシュメモリ、命令並列処理
第13回 OSアシスト機能 - OSと割込み処理機構
第14回 進んだ話題 - アーキテクチャの設計、マイクロプロセッサとLSI技術
第15回 期末試験"

通常の講義形式で実施する。受講生からの講義内容に関する質問や確認は歓迎。

オンライン教材を提供する。受講生は前回の講義を復習し、課題を実施し、更に今回の講義を予習してから受講する。講義では前回の課題の解説をしてからその回のテーマに進む。

中間・期末試験、各回の課題の提出等により総合的に評価する。すべての回に出席すること。欠席した場合は減点する。欠席回数が4回を超えた場合は、理由の如何に依らず評価対象外とする。

"・情報数学の基礎。
・Pythonプログラミング : 「コンピュータ・サイエンス概論I」相当。
・C言語プログラミング :「プログラミング言語」相当。"

各回の講義に対応したオンライン教材を事前に提供する。

必要に応じて講義中に紹介する。

欠席・遅刻する場合は、事前に担当教員に連絡すること。