コンピュータアーキテクチャ
| 科目分野 | 理工学部 |
|---|---|
| 選必区分 | 必修 |
| 担当教員 ［ローマ字表記］ |
佐野 雅彦 [Masahiko Sano] |
| 授業形態 | 講義 |
授業の目的
1940年代にフォン・ノイマンにより開発された現在のコンピュータは急速な進歩を遂げている。この講義を通じて，コンピュータを構成するアーキテクチャの基本を理解し，加えて，高性能化に不可欠なアーキテクチャの構成を理解する。
授業概要
コンピュータアーキテクチャの基本を理解し，高性能化に不可欠なアーキテクチャの構成方法を修得することを目的とする。本講義では，ノイマン型のコンピュータの基本概念と，各種の方式の歴史を踏まえた上で，現在のコンピュータ（CPUとメモリシステム、バス等）を構成する基本アーキテクチャの概要と動作原理を理解する。 また，高性能化のための各種方式について学ぶ。
到達目標
- コンピュータアーキテクチャの基本を説明できる。
- コンピュータの高性能化に不可欠な要素技術と課題について説明できる。
- コンピュータシステム設計・構築のために応用できる。
授業計画
- 計算機の歴史および性能評価法
- 数値表現形式と演算(2,10,16進数，小数，浮動小数)
- 演算回路の構成(計算のロジック)
- アーキテクチャモデル(計算のためのデータフロー)
- アドレスの概念と命令実行方式
- CISCとRISC(その構成概念と相違点)
- メモリインタフェイス，入出力方式
- バスアーキテクチャ（各種のバス構成方式）
- 記憶方式(その概念と支援ハードウエア)
- キャッシュメモリ(代表的なキャッシュメモリの構成方式)
- パイプライン制御(基本構造)
- パイプライン制御の高性能化（演算パイプライン、スーパパイプライン、スーパスカラ）
- 並列処理(概論と詳細)
- 並列処理(通信網)
- 省電力化と今後の動向
- 定期試験
教科書
教科書なし，講義資料は指定LMSよりダウンロード
キーワード
コンピュータアーキテクチャ, パイプライン, メモリシステム，命令セット，入出力方式，並列処理
