H31年度 計算機論理設計(情報通信)   Computer Logic Design (ICT)

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開講元
情報通信系
担当教員名
一色 剛  渡辺 義浩 
授業形態
講義
曜日・時限(講義室)
火7-8(S422)  金7-8(S422)  
クラス
-
科目コード
ICT.I216
単位数
2
開講年度
H31年度
開講クォーター
4Q
シラバス更新日
H31年4月19日
講義資料更新日
-
使用言語
日本語
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講義の概要とねらい

計算機のソフトウエア構成(命令セット、アセンブリ言語)とハードウエア構成(メモリ、レジスタ、演算回路、バス)の設計手法について講義する

到達目標

計算機のソフトウエアとハードウエアの全体構成を理解すること
命令セットとアセンブリ言語プログラミング手法を修得すること
レジスタ転送記述による計算機ハードウエアの動作モデリング手法を修得すること
計算機ハードウエアの論理回路設計手法を修得すること

キーワード

計算機、論理回路、ソフトウエア、ハードウエア、アセンブリ言語、レジスタ転送記述、命令実行制御

学生が身につける力

国際的教養力 コミュニケーション力 専門力 課題設定力 実践力または解決力
- -

授業の進め方

計算機論理設計において必要となるソフトウエア構成(命令セット、アセンブリ言語)とハードウエア構成(論理回路、レジスタ転送記述、演算原理)を解説しながら講義を進める。

授業計画・課題

  授業計画 課題
第1回 計算機構成概要:ソフトウエア構成(命令セット・アセンブリ言語)とハードウエア構成(メモリ、レジスタ、演算回路、バス) 計算機構成全体を理解する
第2回 データ表現と演算回路:2進データ、2の補数、加減算論理回路構成 論理回路による演算原理を理解する
第3回 命令セット:命令表現形式、メモリアドレッシング、アセンブリ言語、機械語 命令セットの構成要素を理解する
第4回 アセンブリ言語プログラミング1:加減算、算術・論理シフト、乗算 アセンブリプログラムを理解する
第5回 アセンブリ言語プログラミング2:ループ制御、間接アドレス、サブルーチン
第6回 命令実行制御:命令フェッチサイクル、命令実行サイクル 計算機内部での命令実行処理の各工程を理解する
第7回 入出力装置と割込処理、割込サイクル 命令実行フローを理解する
第8回 レジスタ回路設計 様々な機能を持ったレジスタの論理回路設計と制御論理設計を理解する
第9回 バス回路設計 メモリやレジスタのデータ転送の共通バス方式による実現方法を理解する
第10回 算術論理演算器設計 算術論理演算器の設計方法を理解する
第11回 ハードウェア記述言語1 ハードウェア記述言語の概要と論理回路設計・論理シミュレーションについて理解する
第12回 ハードウェア記述言語2 モジュール、階層化、信号、演算式、定数式などの記述方式を理解する
第13回 ハードウェア記述言語3 組合せ回路と順序回路の記述方式について理解する
第14回 計算機に必要な論理回路の記述 デコーダ、エンコーダ、マルチプレクサ、トライステートバッファ、算術論理器、カウンタの動作及び言語記述を理解する
第15回 論理回路構成法とその応用 同期式回路設計及び言語記述を理解し、その応用を学ぶ

教科書

OCW-iより配布する

参考書、講義資料等

コンピュータアーキテクチャ, M.Morris Mano著, 國枝博昭, 伊藤和人訳, 科学技術出版, 1999
D. A. パターソン, J. L. ヘネシー (成田光彰 訳) "コンピュータの構成と設計(上・下) 第5版", 日経BP社 (2014)

成績評価の基準及び方法

計算機構成、命令セット、アセンブリプログラミング、レジスタ転送記述、算術論理器、ハードウェア記述言語の理解度を、講義内演習と期末テストで評価する.

関連する科目

  • ICT.I211 : 論理回路設計
  • ICT.E304 : 情報通信実験3
  • ICT.I308 : 計算機アーキテクチャ(情報通信)
  • ICT.I415 : VLSIシステム設計
  • ICT.I317 : 組み込みシステム

履修の条件(知識・技能・履修済科目等)

論理回路設計を履修していることが望ましい

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