コンピュータアーキテクチャ

１．コンピュータアーキテクチャ入門 ディジタルな表現、負の数、実数、加算器、ＡＬＵ，フリップフロップ、レジスタ、計算のサイクル ２．データの流れと制御の流れ 主記憶装置、メモリの構成と分類、レジスタファイル、命令、命令実行の仕組み、実行サイクル、算術論理演算命令、シーケンサ、条件分岐命令 ３．命令セットアーキテクチャ 操作とオペランド、命令の表現形式、アセンブリ言語、命令セット、 算術論理演算命令、データ移動命令、分岐命令、アドレシング、 サブルーチン、RISCとCISC ４．パイプライン処理（１） パイプラインの原理、命令パイプライン、オーバヘッド、構造ハザード、データハザード、制御ハザード ５．パイプライン処理（２） 　　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 ６．キャッシュ 記憶階層と局所性、透過性、キャッシュ、ライトスルーとライトバック、 ダイレクトマップ型、フルアソシアティブ型、セットアソシアティブ型、キャッシュミス ７．仮想記憶 仮想記憶、ページフォールト、TLB、物理アドレスキャッシュ、仮想アドレスキャッシュ、メモリアクセス機構 ８．基本CPUの設計 　ディジタル回路の入力、Verilog HDL、シミュレーションによる動作検証、アセ　 　ンブラ、基本プロセッサの設計、基本プロセッサのシミュレーションによる検証 ９．命令レベル並列処理（１） 並列処理、並列処理パイプライン、VLIW、スーパスカラ、並列処理とハザード １０．命令レベル並列処理（２） 静的最適化、ループアンローリング、ソフトウェアパイプライニング、トレーススケジューリング １１．アウトオブオーダ処理 インオーダーとアウトオブオーダー、フロー依存、逆依存、出力依存、 命令ウィンドウ、リザベーションステーション、レジスタリネーミング、 マッピングテーブル、リオーダバッファ、プロセッサの性能 １２．入出力と周辺装置 周辺装置、ディスプレイ、二次記憶装置、ハードウェアインタフェース、割り込みとポーリング、アービタ、DMA、例外処理

出席　15％程度 レポート　35％程度 期末試験　50％程度

コロナ社

基礎を固める（分野別基礎）

前提となる知識と項目：ディジタル回路 応用先_分野と項目：コンピュータ、電子情報学全般 事前履修：ディジタル回路