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授業科目名
担当教員
計算機アーキテクチャ
大木 真
時間割番号
単位数
コース
履修年次
期別
曜日
時限
TEE218 2 (未登録) 2 前期 II
[概要]
コンピュータは現在あらゆる用途に用いられており,電気電子系技術者にとってコンピュータの基本的な動作を理解していることは必須条件である.計算機アーキテクチャの講義では,コンピュータのハードウェアとその働きを理解し,機械語命令やアセンブリ言語によるハードウェアの制御法の基礎を身につけることを目的とする.なお,本講義の内容は「ディジタル回路」と密接な関係がある.
[具体的な達成目標]
計算機アーキテクチャは,ディジタル回路に関する科目群の中で応用的な科目であり,具体的な達成目標は以下の通りである.
(ア)コンピュータの歴史の概要を説明できる
(イ)データ表現と符号化について説明できる
(ウ)コンピュータを構成するための基本的な論理回路について説明できる
(エ)集積回路の種類などについて説明できる
(オ)コンピュータの構成と構成要素について説明できる
(カ)CPUと構成要素について説明できる
(キ)コンピュータの命令の構造等について説明できる
(ク)命令フェッチ時のCPUの内部動作の基本を説明できる
(ケ)命令実行時のCPUの内部動作の基本を説明できる
(コ)サブルーチンの働き,動作について説明できる
(サ)簡単なアセンブリプログラムを作成できる
[必要知識・準備]
「ディジタル回路」を履修して理解していること
[評価方法・評価基準]
No評価項目割合評価の観点
1試験:期末期 50  %上記達成目標(ア)〜(カ)の6割以上を達成すること.達成目標の範囲は講義の進捗状況によって変更する場合がある. 
2試験:中間期 50  %上記達成目標(キ)〜(サ)の6割以上を達成すること.達成目標の範囲は講義の進捗状況によって変更する場合がある. 
[教科書]
  1. 必要に応じて講義資料を配布する.
[参考書]
  1. 小田 徹, コンピュータ開発のはてしない物語, 技術評論社, ISBN:9784774178318
  2. 竹内 伸, 実物でたどるコンピュータの歴史, 東京書籍, ISBN:9784487806928
  3. 大島 篤, 3DCGでよくわかるパソコン解体新書, 高陵社書店, ISBN:4771106541
  4. 山田 宏尚,毛利 哲也, 計算機システム基礎, 共立出版, ISBN:9784320082250
[講義項目]
1. コンピュータの歴史
   ENIACからIBM370まで,4004からPentiumまで,パーソナルコンピュータ
2. データ表現
   データ表現と符号化(10進−2進変換,2進−10進変換,2進数の演算)
   2の補数,小数の2進表現,浮動小数点,2進の掛け算・割り算
3. 論理回路
   論理関数と真理値表,簡単化,組合せ論理回路,順序回路
4. CPUで用いられる基本回路
   半加算器,全加算器,2の補数による減算回路
   マルチプレクサ,デコーダ
   記憶素子
5. 集積回路
   MOSFET,集積回路,CMOSゲート
6. コンピュータの基本構成
   コンピュータのシーケンスと内部構成,ノイマン型コンピュータ
7. 中間評価・まとめ
8. モデルコンピュータ
   モデルコンピュータの構成と構成要素
9. モデルコンピュータの動作(1)
   CPUの信号のやりとり,バスとシステム制御信号
   命令フェッチ,メモリリード・ライト,I/Oリード・ライト
10. モデルコンピュータの動作(2)
   アセンブラ言語とアーキテクチャ,命令の実行,Z-80 命令表,内部レジスタ
11. モデルコンピュータの動作(3)
   アドレッシング,疑似命令,アセンブリリスト
12. モデルコンピュータの動作(4)
   ジャンプ命令,I/O入出力命令,シフト命令,サブルーチン
13. アセンブリプログラムの例
14. 演習
15. 総括評価・まとめ
[教育方法]
スライドを用いて講義を行うが,練習問題などで黒板も使用する.
[JABEEプログラムの学習・教育目標との対応]
(未登録)
[その他]
原則として追試・再試は行わない.