2025年度後期コンピュータアーキテクチャ

曜日・時限 火曜日４時限 期別 後期 週時間数 2
ナンバリング GP231102
開講学科等 情報通信工学部-情報工学科
教員名 藤田　玄
藤田　玄
職務履歴

https://research.osakac.ac.jp/index.php?%e8%97%a4%e7%94%b0%e3%80%80%e7%8e%84

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目的

計算機が誕生して50年が経過しようとしている。世界中に数億個存在するといわれているコンピュータの大部分は１個もしくは複数のＣＰＵからなるノイマン型計算機である。コンピュータアーキテクチャ１では，ノイマン型計算機アーキテクチャ,特にRISCVの命令セットに焦点を絞り次の項目について学修する。

授業計画

授業回 形式 学修内容 学修課題
1 A コンピュータアーキテクチャ概論 事前学修 シラバスを読む(1時間)
事後学修 コンピュータアーキテクチャに関連する参考書を調べる(4時間)
2 A VLSI設計の観点からみたプロセッサ 事前学修 VLSI設計に関して調査する(2時間)
事後学修 プロセッサの技術トレンドを調べる(3時間)
3 A 計算機言語とその処理系 事前学修 アセンブラ・機械語に関して調べる(2時間)
事後学修 各言語の特徴を復習する(3時間)
4 A 計算機の性能評価（CPU時間など） 事前学修 計算機の性能評価手法に関して調べる(2時間)
事後学修 性能評価手法を復習する(3時間)
5 A 命令セット１（算術命令・ロードストア） 事前学修 MIPSの命令セットを調べる(2時間)
事後学修 学んだ命令セットを復習する(3時間)
6 A プロセッサの算術演算器 事前学修 2進数の演算方法を復習する(2時間)
事後学修 算術演算におけるハードウェアの動作を復習する(3時間)
7 A 命令セット２(分岐命令) 事前学修 RISCVの命令セットを調べる(2時間)
事後学修 学んだ命令セットを復習する(3時間)
8 A 命令セット３(プロシージャ処理) 事前学修 RISCVの命令セットを調べる(2時間)
事後学修 学んだ命令セットを復習する(3時間)
9 A プロセッサとメモリアーキテクチャ 事前学修 直接・間接アドレッシングに関して調べる(2時間)
事後学修 アドレッシングに関して復習する(2時間)
10 A パイプライン処理 事前学修 パイプライン処理とは何かを調べる(2時間)
事後学修 パイプライン処理の特徴・課題を復習する(2時間)
11 A 仮想記憶とキャッシュ 事前学修 キャッシュに関して調べる(2時間)
事後学修 キャッシュの特徴・性能向上に関して考察する(2時間)
12 C アセンブラに関する演習 事前学修 C言語を復習する(3時間)
事後学修 演習でできなかった課題に取り組む(1時間)
13 C プロセッサに関する演習 事前学修 C言語を復習する(2時間)
事後学修 演習でできなかった課題に取り組む(2時間)

授業形式記号

  • A:一斉授業（通常の講義）
  • B:問題発見・解決学習、プロジェクト学習
  • C:体験、実験、実習、演習など
  • D:調査 分析、解析など
  • E:ものづくり、作品制作
  • F:グループワーク（ディスカッション・ディベートを含む）
  • G:プレゼンテーション
  • H:地域・企業　連携型学習
  • I:その他

到達目標

　本科目に関連するディプロマ・ポリシー項目
　　〇2024年度以降の入学生
　　　下記リンク先のカリキュラムマップを参照
　　　　URL: https://www.osakac.ac.jp/about/policy/faculty/

　　〇2023年度以前の入学生
　　　　習得する資質・能力：　知識・理解【DP-P-1-1】
　　　　・C言語で書かれたプログラムと機械語の違い・関係が理解できる
　　　　・機械語の各命令フィールドとプロセッサ上における処理の対応関係が理解できる
　　　　・キャッシュやパイプラインなどプロセッサに関する基本知識を身に着ける

　　　　習得する資質・能力：　応用力・創造力【DP-P-2-1】【DP-P-2-2】
　　　　・一部機能に関して要求仕様に応じたアセンブラプログラムが書ける

　　　　習得する資質・能力：　コミュニケーション力・態度・志向性【DP-P-3-3】
　　　　・プロセッサの基本的な動作が説明できる

評価方法と評価観点

評価方法 配点合計知識・理解力応用力コミュニケーション力態度・志向性創造力 合計
定期試験またはレポート試験 0%
小テスト、小論文 40% 30% 20% 40% 10% 100%
グループワーク 0%
プレゼンテーション 0%
レポート、宿題 60% 40% 20% 20% 10% 10% 100%
授業での姿勢（ノート、質疑など） 0%
作品、パフォーマンス（実技、実演） 0%
その他1(具体的に： 0%
その他2(具体的に： 0%
100% 36% 20% 12% 22% 10% 100%

教科書・参考書

参考書「コンピュータの構成と設計」パターソン＆ヘネシー著日経BP社

オフィスアワー

質問等あれば Slack の「コンピュータアーキテクチャ」チャンネルで行ってください
講義にてプログラミング演習を行うことがあるので学科指定PCを持参すること

その他

授業内外の課題について、解答あるいは考え方を適宜解説する。

実務経験のある教員による授業科目

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