計算機のハードウェア,特にマイクロプロセッサの構成と基本動作,そのハードウェア記述や命令セットとそれを用いたハードウエアの制御について示します.メモリとバス構成,モデルアーキテクチャと基本命令セット,アドレッシング,スタック,レジスタ間命令の制御,メモリレジスタ間命令の制御,パイプライン,割り込み,I/O等の周辺回路の制御について学びます.
【到達目標】 本講義を履修することによって,マイクロプロセッサの基本的な構成と動作を理解し,そのハードウェア構成とプログラムによる制御の概要、基本命令を把握することを目標とします.
【テーマ】 本講義では,コンピュータの基本的な構造と動作について学び,ハードウェア記述,命令セットを用いたハードウェア制御の基礎を身につけます.
対応する学修到達目標は、
(1) 【専門力】基盤的な専門力
(4) 【展開力】(探究力又は設定力)整理及び分析できる力
(7) 幅広い専門知識を習得し,より高度な専門分野や他分野に自ら学修を広げる力
計算機ハードウェア,マイクロプロセッサ,ハードウェア記述,命令セット,CASL2,COMET
✔ 専門力 | 教養力 | コミュニケーション力 | ✔ 展開力(探究力又は設定力) | 展開力(実践力又は解決力) |
講義と講義時間内で行う練習問題により進めます.
授業計画 | 課題 | |
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第1回 | イントロダクション・コンピュータの歴史 | コンピュータとは何か理解する。コンピュータの歴史や応用について知る。論理回路の復習も行う。 |
第2回 | 基本構造・メモリとバス | コンピュータの基本構成,メモリとバスの構成について説明をする。 |
第3回 | 基本命令セット(アセンブリ言語) | 基本命令セットの理解。アセンブリ言語に関する基本練習問題を解く。 |
第4回 | シフタ,スタックとサブプログラム | シフタの動作,スタックとサブプログラムについて理解する。 |
第5回 | バス構成 | バスの構造と機能の理解 |
第6回 | レジスタ間命令の制御 | レジスタ間の命令の制御に関する演習問題を解く |
第7回 | パイプライン制御 | パイプライン制御の基礎を説明する |
第8回 | 信号処理プロセッサとI/O | 信号処理プロセッサについて学ぶ。外部入出力について説明する |
福本聡・岩崎一彦 (2015) 『コンピュータアーキテクチャ』 朝倉書店
デイビッド,A.パターソン・ジョン,L.ヘネシー (2014) 『コンピュータの構成と設計』(第5版(上,下))(成田光彰訳) 日経BP
期末試験(70%)と、練習問題解答(30%)により成績を評価する。
なし.