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科目の概要

コンピューターがどうやって「計算」をしているのかという仕組みを、ビットのレベルまで掘り下げて把握していく。まずは、2 進演算の基礎となるブール代数と論理ゲートを知るところから始める。これらの原理を理解した上で、ハードウェア記述言語 (HDL) を用いて、自分自身で論理回路を作り出す。授業の前半を通じて組合せ回路に慣れ親しみ、その後でレジスタ・メモリ・カウンタといった時間の概念が絡む部品を構成し、コンピューターの中核となる部分を作り上げていく。最終的には、機械語を使ったプログラミングを実際に行い、「ひとつずつ命令を処理する CPU」という素朴なモデルを身につける。

科目情報

履修想定年次
3年次
単位数
2単位
開講Q
2Q、4Q
科目区分
選択
授業の方法
オンデマンド科目
評価方法
確認レポート 50% , 単位認定試験 50%
科目コード
INF-3-C1-0204-008
到達目標
論理ゲートとブール演算の原理を理解し、それを活用して自分自身で組合せ回路を設計できるようになる。そして、基本的なコンピューター構成要素であるレジスタ・メモリ・カウンタの作り方を学び、これらを活用することで、複雑な計算を実行しうる素朴な CPU を組み立てられるようになることを目標とする。そして、実際にその CPU の機械語を用いてのプログラミングを体験することで、現代のコンピューターがどのような基礎の上に在るのかということについて類推を利かせ、コンピューターサイエンスの世界に立つことを目指す。
教科書・参考書
  • NoamNisan・ShimonSchocken著・斎藤康毅訳『コンピュータシステムの理論と実装』オライリージャパン、2015年
授業時間外の学修
各回の授業内容は繰り返し見返し、各回二時間ほど復習を行ってください。また、次回の学修内容についてもあらかじめ不明な単語や前提となる知識をWebで調べるなどして各回三時間ほど予習を行ってください。
特記事項
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授業計画

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