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授業の目標
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コンピュータの動く仕組みを理解するために、ハードウェア・ソフトウェアの複数のサブシステムからなるコンピュータシステムのアーキテクチャ（構成方式）について学ぶ。また、コンピュータとネットワークを組み合わせて様々なサービスを提供する情報システムのアーキテクチャについて理解する。
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到達目標
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(1) コンピュータにおけるデータ表現、並びに、演算装置(ALU)、制御装置、主記憶装置から成るコンピュータシステムのアーキテクチャについて説明できる。
(2) パイプライン処理、キャッシュメモリ、命令レベル並列処理について具体例を使って説明できる。
(3) 情報システムの典型としてデータベースシステムとネットワークシステムの具体例を説明でき、情報システムのクライアントサーバーアーキテクチャ、高信頼情報システムのための冗長化・多重化方式の具体例を説明できる。
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身につく能力
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＜全学ディプロマ・ポリシー＞
○【知識・理解・技術】
１．各専門分野の知識・技術を習得し、活用する力を身につけている
【教養・基礎的能力】
２．幅広い教養と、外国語能力、情報活用能力、コミュニケーション能力などの基礎的能力を身につけている
【態度・志向性】
３．多様な価値観を有する人々と倫理観・責任感をもって協働することができる
【態度・志向性】
４．時代の変化に主体的に対応するため継続的に学び、自律的に行動することができる
【問題発見・解決能力】
５．専門の知識・技術及び基礎的能力を統合し活用して、問題を発見し解決する能力を身につけている
【ｸﾞﾛｰｶﾙ・創造的思考力】
６．地域的・国際的視点をあわせもち、また、新たな価値を想像する力を身につけている
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授業の概要
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本講義では演算装置(ALU)、制御装置、主記憶装置から成るコンピュータシステムの基本構造、コンピュータにおけるデータ表現、コンピュータシステムの高速化のための方式について修得し、さらに、情報システムのアーキテクチャとしてクライアントサーバーアーキテクチャ、高信頼情報システムのための冗長化・多重化方式について修得する。
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授業の計画
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講義中心に進める。毎回講義内で演習を行う。次回講義の予習のための課題を課す。
第１週 コンピュータシステムの基本構造、コンピュータにおけるデータ表現
第２週 演算装置（ALU）、制御装置、計算のサイクル
第３週 主記憶装置、メモリの構成と分類、レジスタファイル
第４週 命令実行の仕組み、シーケンサ、条件分岐命令
第５週 命令セットアーキテクチャ(1)（命令の表現形式、算術論理演算命令・データ移動命令）
第６週 命令セットアーキテクチャ(2)（分岐命令・アドレシング）
第７週 命令セットアーキテクチャ(3)（サブルーチンの実現）
第８週 命令パイプラインとその阻害要因（ハザード）
第９週 ハザードの解決法（フォワーディング、遅延分岐、分岐予測、命令スケジューリング）
第１０週 記憶階層、キャッシュ
第１１週 仮想記憶、メモリアクセス機構
第１２週 命令レベル並列処理
第１３週 アウトオブオーダー処理
第１４週 情報システムの基本モデル、データベースシステム、ネットワークシステム
第１５週 クライアントサーバーアーキテクチャ、高信頼情報システムの冗長化・多重化アーキテクチャ
第１６週 定期試験
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授業時間外学修の指示
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・各回の講義終了時に次回の講義の範囲を示し、内容についての課題を与える。予習した上で次回講義のはじめに課題に対する解答を提出すること。
・毎回の講義で演習問題を出題する。演習問題を再度確認することにより、各回の講義の内容を復習すること。
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成績評価の方法
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・定期試験、レポート（2回）、演習問題（毎回の講義）で到達目標の理解度を判定する。
・評価の比率は、定期試験70%、レポート15%、演習問題15%とし、総合評価により60%以上を合格とする。
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テキスト・参考書等
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【テキスト】
坂井修一 著 『コンピュータアーキテクチャ（電子情報通信学会 編）』 コロナ社 税抜2,700円 ISBN:978-4-339-01843-1
【参考書】
杉本英二 著 『インターネット時代の情報システム入門（第5版）』 同文館出版 税抜2,800円 ISBN:978-4-495-36695-7
馬場敬信 著 『コンピュータのしくみを理解するための10章』 技術評論社 税抜1,980円 ISBN:978-4-774-12422-3
（その他、講義時に関連資料を配布する）
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履修上の留意点
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論理回路学、特に2進法の基礎を復習しておくこと。
【manabaの利用法】
事前学習課題、講義資料、演習課題、レポート課題をアップロードするため、毎回確認すること。
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資料
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備考
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