計算機通論

http://wwwhnl.cs.uec.ac.jp/lecture

計算機のプログラムは主記憶装置の上に置かれた命令コード(機械語)の列を逐次的に取り出して中央処理装置によって解釈・実行させることによって処理が進む. 命令コードはそれぞれ固有の処理を行う機能を持つ。処理の対象としてのデータは主記憶装置等の上に置かれ, その所在の指定も命令コードによって行う。この命令コードの処理機能、データの所在の指定方法であるアドレッシング、レジスタの数や機能等をまとめてアーキテクチャと呼ぶ。計算機通論ではアーキテクチャ、命令コードとそれに対応するアセンブリ言語について学び、理解する。
CやJavaなど、高級言語でブログラミングすることが普通となった今日、アーキテクチャやアセンブリ言語を学ぶ理由は、計算機が動作する基本メカニズムを十分に理解するためである。アーキテクチャは計算機のハードウェア(CPU等)とソフトウェア(機械語)のインタフェースをなすものであり、情報工学技術者にとって、十分に理解することが必須である。

コンピュータリテラシ、基礎プログラミング及び演習

履修しておくべきもの以外、特になし

下記を推薦図書とする。

尾内理紀夫著「コンピュータの仕組み」(朝倉書店)

第1回 計算機の基本構成 ノイマン型計算機
第2回 計算機の基本構成 CPUの基本構成と機械命令
第3回 数の表現 符号なし表現
第4回 数の表現 符号―絶対値表現、二の補数表現
第5回 アセンブリ言語 算術命令
第6回 アセンブリ言語 比較命令
第7回 アセンブリ言語 分岐命令
第8回 アセンブリ言語 データ転送命令
第9回 アセンブリ言語 サブルーチン呼び出し
第10回 アセンブリ言語 引数の受け渡し
第11回 アセンブリ言語 再帰処理
第12回 命令パイプライン処理 パイプラインによる高速化
第13回 命令パイプライン処理 ハザード
第14回 記憶階層 キャッシュメモリ
第15回 記憶階層 仮想記憶

シャープ株式会社における基本ソフトの製品開発に携わった経験を元に、計算機の動作原理についての理解を進める。

講義ノートや推薦図書などを用いて予習復習をしておくこと。

評価方法:最終試験で評価する。
評価基準:計算機アーキテクチャ及びアセンブリプログラミングの基礎を正しく説明できる。
(1)アーキテクチャ、ハードウェア、ソフトウェアの関係と翻訳階層のきそを正しく説明できる。
(2)数の表現を正しく説明できる。
(3)ノイマン型計算機の特徴、基本構造、機能、問題点、および性能評価を正しく説明できる。
(4)オペランドとアドレス指定、アドレス付与規則、オペレータ指定される基本的演算とサブルーチンを正しく説明できる。
(5)アセンブリ言語を用いた基礎的なプログラミングができる。
(6)命令パイプライン処理における高速化原理と性能向上、ハザードと対処法を正しく説明できる。
(7)記憶階層における局所性原理と階層構造、キャッシュ方式を正しく説明できる。

適宜相談に応じるが, メールなどで事前にアポイントを取ること。

計算機の基礎に関する講義になっています。今後学習することの基本事項ですので、しっかり勉強してください。

特になし