コンピュータアーキテクチャ [情報]【DEF】[ハイ]

開講年度

2025年度

開講学期

前期

科目名

コンピュータアーキテクチャ

授業種別

講義

科目名（英語）

Computer Architecture

授業情報(授業コード・クラス・授業形態)

A1100013 コンピュータアーキテクチャ [情報]【DEF】[ハイ]

担当教員

田邉正雄

単位数

2.0単位

曜日時限

水曜5限

キャンパス

八王子　遠隔

教室

.、1N-217講義室

学位授与の方針

1 基礎知識の修得 100 ％
2 専門分野の知識・専門技術の修得 0 ％
3 汎用的問題解決力の修得 0 ％
4 道徳的態度と社会性の修得 0 ％

具体的な到達目標

１．コンピュータの基本的なアーキテクチャを理解している。
２．コンピュータによる数・文字の取り扱い方法を理解している。
３．CPUアーキテクチャ、および、並列処理に関するアーキテクチャを理解している。
４．メモリアーキテクチャ、および入出力アーキテクチャを理解している。

受講にあたっての前提条件

「情報処理入門」「プログラミング１・２」の受講を通してコンピュータに関する基礎知識を持っていること。

授業の方法とねらい

コンピュータアーキテクチャは、オペレーティングシステムといったコンピュータのソフトウェアから、論理設計学などのコンピュータのハードウェアにも密接に関係しており、コンピュータの学習には必要不可欠である。本授業では、コンピュータシステムを構成するハードウェアとソフトウェアの基本知識を学び、コンピュータの処理方式と構成方式を理解する。専門分野で学ぶ様々な理論やアルゴリズムをコンピュータで実装するために必要不可欠な知識を習得し身に付けるのが本授業のねらいである。
ハイブリッド講義の遠隔での受講は事前申請不要。

AL・ICT活用

クリッカー・タブレット等ICTを活用した双方向授業

第1回

授業形態

ハイブリッド

事前学習

教科書の1.1, 1.2を読んでおく。

3.5時間

授業内容

イントロダクション：
コンピュータアーキテクチャを学ぶ意義について学ぶ。
コンピュータの歴史について学ぶ。

事後学習・事前学習

教科書の1.3, 1.4を読んでおく。

3.5時間

第2回

授業形態

ハイブリッド

授業内容

コンピュータアーキテクチャの概要：
コンピュータの基本構造、性能評価方法について学ぶ。

事後学習・事前学習

コンピュータの性能評価方式について復習する。
教科書の2.1, 2.2, 2.3を読んでおく。

3.5時間

第3回

授業形態

ハイブリッド

授業内容

命令セットアーキテクチャ：
命令形式およびアドレッシングについて学ぶ。

事後学習・事前学習

アドレッシング方式について復習する。
教科書の2.4, 2.5, 3.1を読んでおく。

3.5時間

第4回

授業形態

ハイブリッド

授業内容

メモリアーキテクチャ：
メモリデバイスについて学ぶ。

事後学習・事前学習

メモリデバイスについて復習する。
教科書の3.2, 3.3, 3.4を読んでおく。

3.5時間

第5回

授業形態

ハイブリッド

授業内容

メモリアーキテクチャ：
記憶階層、キャッシュ、仮想記憶について学ぶ。

事後学習・事前学習

メモリアーキテクチャについて復習する。
教科書の4章を読んでおく。

3.5時間

第6回

授業形態

ハイブリッド

授業内容

入出力アーキテクチャ：
割込み、バス、入出力装置について学ぶ。

事後学習・事前学習

入出力アーキテクチャについて復習する。
教科書の5.1を読んでおく。

3.5時間

第7回

授業形態

ハイブリッド

授業内容

文字コード
１６進数および文字コードについて学ぶ。

事後学習・事前学習

文字コードについて復習する。

4時間

第8回

授業形態

遠隔（オンデマンド）

授業内容

２進数の復習
非負整数の２進数表現および固定小数点表現について復習する。

事後学習・事前学習

非負整数の２進数表現および固定小数点表現について復習する。
教科書の5.2を読んでおく。

4時間

第9回

授業形態

ハイブリッド

授業内容

データ形式その１：負の数の表現、加減算
２の補数表現および加減算の計算法について学ぶ。

事後学習・事前学習

２の補数表現および加減算の計算法について復習する。

4時間

第10回

授業形態

ハイブリッド

授業内容

データ形式その２：乗除演算、浮動小数点数
乗除演算と浮動小数点数について学ぶ。

事後学習・事前学習

乗除演算と浮動小数点数について復習する。
教科書の5.3および6章を読んでおく。

4時間

第11回

授業形態

ハイブリッド

授業内容

パイプラインアーキテクチャ：
パイプライン処理について学ぶ。

事後学習・事前学習

パイプライン処理について復習する。
教科書の７章を読んでおく。

4時間

第12回

授業形態

ハイブリッド

授業内容

命令レベル並列アーキテクチャ：
スーパースカラとVLIWについて学ぶ。

事後学習・事前学習

スーパースカラとVLIWについて復習する。
教科書の8.1-8.3を読んでおく。

4時間

第13回

授業形態

ハイブリッド

授業内容

並列処理アーキテクチャ（１）
ベクトルアーキテクチャ、GPUについて学ぶ。

事後学習・事前学習

ベクトルアーキテクチャ、GPUについて復習する。
教科書の8.4-8.6を読んでおく。

4時間

第14回

授業形態

ハイブリッド

授業内容

並列処理アーキテクチャ（２）
バス結合型並列アーキテクチャ、ネットワーク結合型並列アーキテクチャ、クラスタについて学ぶ。
情報技術の進展とそれに伴うモラルの課題について学ぶ。

事後学習・事前学習

これまでの講義内容の総復習を行う。

4時間

第15回

授業形態

対面

授業内容

学修到達度の確認（授業内試験）

事後学習

試験で誤答した問題の復習を行う。

3.5時間

成績評価の方法

期末試験（９０％）、授業中の課題（１０％）の成績をもとに理解度をA+,A,B,C,D,FのGradeで評価する。
Grade D以上を合格とする。

受講生へのフィードバック方法

各講義の課題についてのフィードバックを次回の講義内で行う。

教科書

内田啓一郎、小柳滋　著：「IT　Text　コンピュータアーキテクチャ　改訂２版」オーム社

参考書

パターソン、ヘネシー　著：「コンピュータの構成と設計第６版　上下」日経BP社

オフィスアワー

17:20〜17:30（受付終了）、教員控室にて。
上記以外については、メールで対応します。
メールアドレス：ju41437@ns.kogakuin.ac.jp

受講生へのメッセージ

実務家担当科目

実務経験の内容

情報ネットワークならびに情報セキュリティ関連の研究開発の経験がある教員が、培った技術やノウハウを活かし、計算機ネットワーク構築について講義する。

教職課程認定該当学科

情報通信工学科／コンピュータ科学科／情報デザイン学科／システム数理学科／情報科学科

その他の資格・認定プログラムとの関連

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