2020年度 計算機アーキテクチャ(情報通信)   Computer Architecture (ICT)

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開講元
情報通信系
担当教員名
本村 真人  渡辺 義浩 
授業形態
講義
メディア利用
Zoom
曜日・時限(講義室)
火3-4(S621)  金3-4(S621)  
クラス
-
科目コード
ICT.I308
単位数
2
開講年度
2020年度
開講クォーター
2Q
シラバス更新日
2020年9月18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

計算機の基本的な構成とその高性能化技術を学び,実際の計算機で使われている先進アーキテクチャ技術を修得する.
更に,並列プロセッサや領域特化プロセッサ,組み込みシステムなど,現代の計算機システムにおいて重要な技術についても学ぶ.

到達目標

- 計算機の基本技術(命令セット,等)と高性能化技術(パイプライン,メモリ階層,等)について理解する
- 並列プロセッサの構成とその制御方式について理解する
- 領域特化プロセッサについて理解する
- 組み込み応用とその計算システムについて理解する

実務経験のある教員等による授業科目等

該当する 実務経験と講義内容との関連(又は実践的教育内容)
プロセッサやプロセッサ搭載システムLSIを設計・製品化した実務経験を踏まえて講義を実施する

キーワード

命令セット,パイプライン,メモリ階層,マルチプロセッサ,領域特化プロセッサ,組込みシステム

学生が身につける力(ディグリー・ポリシー)

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)

授業の進め方

授業の進め方 ※
1) 毎回の講義の前半で,前回の復習を行います
2) 講義の後半で,その日の授業内容に関する演習問題に取り組んで頂きます
3) 各回の授業内容をよく読み,課題を予習・復習で行って下さい

授業計画・課題

  授業計画 課題
第1回 コンピュータの抽象化とテクノロジ 計算機の高速化と性能評価の歴史について学び,この講義の目的を理解する
第2回 命令: コンピュータの言語-1 命令セットの役割について理解する
第3回 命令: コンピュータの言語-2 ハードウェアとソフトウェアのインタフェースについて理解する
第4回 算術演算 計算機における数値表現、演算方法について理解する
第5回 プロセッサ-1 プロセッサの基本的な実行方式について理解する
第6回 プロセッサ-2 プロセッサのパイプライン動作について理解する
第7回 記憶階層-1 記憶階層の必要性と役割について理解する
第8回 記憶階層-2 記憶階層の実際や最新技術について理解する
第9回 並列プロセッサ 並列処理を実行するためのアーキテクチャについて理解する
第10回 領域特化プロセッサ-1 GPUなど特定の目的向けに設計されたプロセッサについて理解する
第11回 領域特化プロセッサ-2 GPUなど特定の目的向けに設計されたプロセッサについて理解する
第12回 組込みシステム-1 組み込み応用とそのための計算システムについて理解する
第13回 組込みシステム-2 組み込み応用とそのための計算システムについて理解する
第14回 試験 理解を確認する

授業時間外学修(予習・復習等)

学修効果を上げるため,教科書や配布資料等の該当箇所を参照し,「毎授業」授業内容に関する予習と復習(課題含む)をそれぞれ概ね100分を目安に行うこと。

教科書

OCW-i により配布する

参考書、講義資料等

D. A. Patterson and J. L. Hennessy, "Computer Organization and Design, RISC-V Edition," Elsevier Inc. (2018)
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

1) 講義全体のトピック(計算機の基本技術,高性能化技術,並列プロセッサ,領域特化プロセッサ,組み込みシステム,等)についての理解度により評価する.
2) 配点は, 試験(100%)
3) 全出席が原則である.
4) 欠席や遅刻を繰り返した場合は不合格とすることがある

関連する科目

  • ICT.I216 : 計算機論理設計(情報通信)
  • ICT.I303 : 集積回路設計
  • ICT.I415 : VLSIシステム設計
  • ICT.I501 : システムLSI設計(システム設計)
  • ICT.I211 : 論理回路設計
  • ICT.I317 : 組み込みシステム
  • ICT.I516 : システムLSI設計(組み込みソフトウェア設計)

履修の条件(知識・技能・履修済科目等)

ICT.I216 : 計算機論理設計(情報通信)を履修していることを強く推奨する

連絡先(メール、電話番号)    ※”[at]”を”@”(半角)に変換してください。

本村 真人 : motomura[at]artic.iir.titech.ac.jp
渡辺 義浩:watanabe.y.cl[at]m.titech.ac.jp

オフィスアワー

メールで事前予約すること.

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