タイトル

開講年度 開講学部等
2025 工学部
開講学期 曜日時限 授業形態 AL（アクティブ・ラーニング）ポイント
後期 水7～8 講義  
時間割番号 科目名[英文名] 使用言語 単位数
1062430340 コンピュータハードウェア[Computer Architecture] 日本語 2
担当教員（責任）[ローマ字表記] メディア授業
中島 翔太[Nakashima Shota] ー
担当教員[ローマ字表記]
中島 翔太　[Nakashima Shota]
特定科目区分   対象学生   対象年次 3～
ディプロマ・ポリシーに関わる項目 カリキュラムマップ(授業科目とDPとの対応関係はこちらから閲覧できます)
授業の目的と概要
コンピュータの基本構成、および動作原理を正しく理解し、コンピュータを応用するために必要な工学的知識を解説する。
具体的には、「基本情報技術者試験のコンピュータ科学基礎およびコンピュータシステム分野の問題を8割程度解けること」を目標とする。
また、講義中にはコンピュータの構成機器に実際に触れて体験し、動作原理の理解を深める。
授業の到達目標
・命令セットとアドレス指定方式の概要を説明できる。
・演算装置と制御装置の概要を把握し、簡潔に記すことができる。
・記憶装置と入出力装置の概要を記述できる。
・論理回路と論理関数を理解し、回路設計を行うことができる。
・コンピュータの高速化に関する種々の具体的な課題を指摘できる。
・コンピュータハードウェアに関する知識を自ら関心を持って学習している。
・コンピュータハードウェアの動作原理について理解を深める。
授業計画
【全体】
この授業では、コンピュータの動作の仕組みについて
下記の概要と動作について解説する。

・CPU(制御装置、演算装置）
・メモリ装置（主メモリ装置、補助メモリ装置）
・入出力装置
・コンピュータが動作する上で基礎となる論理回路と論理関数
項目 内容 授業時間外学習 備考
第1回 コンピュータの概要 コンピュータの歴史と5大装置について説明する 授業中に指示した学習（学習時間の目安：4時間）
第2回 命令セットアーキテクチャ CPUの中の制御装置の動作について説明する 授業中に指示した学習（学習時間の目安：4時間）
第3回 データ形式 数値がコンピュータ内で表現される形式について説明する 授業中に指示した学習（学習時間の目安：4時間）
第4回 演算アーキテクチャ コンピュータにおける演算の方法について説明する 授業中に指示した学習（学習時間の目安：4時間）
第5回 制御アーキテクチャ（１） CPUが命令を実行するときの手順について説明する 授業中に指示した学習（学習時間の目安：4時間）
第6回 制御アーキテクチャ（２） CPUの命令実行の高速化（パイプライン処理など）について説明する 第6回までの内容について演習問題などを復習し，中間試験に向けた準備すること学習時間の目安：8時間）
第7回 中間試験 第１回〜第６回までの範囲 第6回までの内容について、演習問題などを復習して、十分に理解を深めておくこと
授業中に指示した学習（学習時間の目安：4時間）
第8回 メモリアーキテクチャ （１） 主メモリ装置や補助メモリ装置の概要について説明する
 		授業中に指示した学習（学習時間の目安：4時間）
第9回 メモリアーキテクチャ（２） キャッシュメモリについて説明する 授業中に指示した学習（学習時間の目安：4時間）
第10回 メモリアーキテクチャ（３） 仮想メモリについて説明する 授業中に指示した学習（学習時間の目安：4時間）
第11回 入出力アーキテクチャ ・入出力装置について説明する
・入出力制御方式について説明する 		授業中に指示した学習（学習時間の目安：4時間）
第12回 ブール代数とブール関数 ブール関数の基礎について述べる 演習問題を解くこと
また、デジタル回路の内容をよく復習しておくこと
授業中に指示した学習（学習時間の目安：4時間）
第13回 組合せ論理回路 加算器を例に、組合せ論理回路について解説する 授業中に指示した学習（学習時間の目安：4時間）
第14回 順序論理回路 主にフリップフロップについて説明する 過去の試験問題に取り組み期末試験に十分な準備をすること（学習時間の目安：8時間）
第15回 期末試験 期末試験 解けなかった問題について理解しておくこと（学習時間の目安：4時間）
第16回 総括 期末試験の内容を振り返る 理解が不十分な内容について把握し解き直すこと
※AL（アクティブ・ラーニング）欄に関する注
・授業全体で、AL（アクティブ・ラーニング）が占める時間の割合を、それぞれの項目ごとに示しています。
・A〜Dのアルファベットは、以下の学修形態を指しています。
【A：グループワーク】、【B：ディスカッション・ディベート】、【C：フィールドワーク（実験・実習、演習を含む）】、【D：プレゼンテーション】
A: --%　B: --%　C: --%　D: --%
成績評価法
試験・演習・レポートによる総合評価を行う。
期末試験40%、中間試験30%、演習・レポート20%、授業姿勢（積極性・参加度）10%
上記割合は若干変動する可能性あり。
教科書にかかわる情報
備考
オンラインで資料を配布
参考書にかかわる情報
参考書 書名 コンピュータの構成と設計　第2版　（上)(下） ISBN 9784822280567
著者名 パターソン、ヘネシー 出版社 日経BP社 出版年 1999
参考書 書名 コンピュータアーキテクチャの基礎 ISBN 9784764903043
著者名 柴山 潔 出版社 近代科学社 出版年 2003
備考
必要に応じて適宜指示する。
メッセージ
コンピュータハードウェアの内容には、これまで学んだ種々の科目（電子回路系、半導体、情報処理系）の知識が融合した形で入っており、電気電子分野の総合科目ともいえる。演習問題に積極的に取り組んで理解を深めるようにされたい。
キーワード
コンピュータ、ハードウェア、CPU、演算、制御、メモリ、入力、出力
持続可能な開発目標（SDGs）

関連科目
基礎電子回路、デジタル回路、電磁気学
履修条件
連絡先
s-naka[at]yamaguchi-u.ac.jp
[at]の部分を@に書き換えてください。
オフィスアワー
水曜日 14:40～16:10

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