L0311600

Computer Architecture 2
コンピュータアーキテクチャ1で学んだ知識を基礎として、計算機システムで用いられている処理方法の詳細を学ぶ。まず、コンピュータを高性能化する基本方式として、パイプライン処理の原理を復習し、パイプライン処理を阻害する現象と要因、対策について学ぶ。また、メモリシステムを高性能化する基本方式として、キャッシュとメモリ階層化について学ぶ。さらに、高性能化技術の動向を踏まえた上で、マルチコアと並列処理について学ぶ。
計算機システムの頭脳を担うCPUに焦点を当て、高性能化を実現する代表的な技術を学ぶとともに、高性能化技術の動向について理解する。
- アセンブリ言語の命令が、CPU内部のデータパスでどのような順序で処理されていくかを理解し、自分で説明できること。
- 与えられたアセンブリ言語の命令列に対し、パイプラインの動作を手でシミュレーションできること。
- メモリへアクセスするアドレス系列が与えられたときに、キャッシュの動作を手でシミュレーションできること。
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Class schedule |
HW assignments (Including preparation and review of the class.) |
Amount of Time Required |
1. |
CPU内部での命令実行の流れ |
シラバスを確認する。関連するコンピュータアーキテクチャ1の内容を復習する。4.1章の該当部分の内容を自己確認する。 |
95minutes |
講義内容を復習し、教科書の例題を解く。 |
95minutes |
2. |
パイプライン処理入門、RISCとCISC |
4.5章の該当部分の内容を自己確認する。 |
95minutes |
講義内容を復習し、教科書の例題を解く。 |
95minutes |
3. |
データハザード、フォワーディング |
4.7章の該当部分の内容を自己確認する。 |
95minutes |
講義内容を復習し、教科書の例題を解く。 |
95minutes |
4. |
制御ハザード |
4.8章の該当部分の内容を自己確認する。 |
95minutes |
講義内容を復習し、教科書の例題を解く。 |
95minutes |
5. |
動的分岐予測 |
4.8章の該当部分の内容を自己確認する。 |
95minutes |
講義内容を復習し、教科書の例題を解く。 |
95minutes |
6. |
進化するパイプライン技術 (スーパースカラー) |
4.10章の該当部分の内容を自己確認する。 |
95minutes |
講義内容を復習し、教科書の例題を解く。 |
95minutes |
7. |
キャッシュによる高性能化 |
5.1章、5.2章の該当部分の内容を自己確認する。 |
95minutes |
講義内容を復習し、教科書の例題を解く。 |
95minutes |
8. |
キャッシュの動作原理 (ダイレクトマップ・キャッシュ) |
5.3章の該当部分の内容を自己確認する。 |
95minutes |
講義内容を復習し、教科書の例題を解く。 |
95minutes |
9. |
キャッシュの動作原理 (キャッシュミスの影響) |
5.3章の該当部分の内容を自己確認する。 |
95minutes |
講義内容を復習し、教科書の例題を解く。 |
95minutes |
10. |
キャッシュの性能向上 |
5.4章の該当部分の内容を自己確認する。 |
95minutes |
講義内容を復習し、教科書の例題を解く。 |
95minutes |
11. |
キャッシュの連想方式 (セットアソシアティブ・キャッシュ)とマルチレベル・キャッシュ |
5.4章の該当部分の内容を自己確認する。 |
95minutes |
講義内容を復習し、教科書の例題を解く。 |
95minutes |
12. |
マルチコアと並列処理 |
6.1章、6.2章の該当部分の内容を自己確認する。 |
95minutes |
講義内容を復習し、教科書の例題を解く。 |
95minutes |
13. |
SIMD、MIMD、マルチスレッディング |
6.3章、6.4章の該当部分の内容を自己確認する。 |
95minutes |
講義内容を復習し、教科書の例題を解く。 |
95minutes |
14. |
期末試験と講評 |
4章〜6.4章の該当部分、板書内容と配布資料の内容を自己確認する。 |
95minutes |
例題を再度解き、該当する章末演習問題を解く。 |
95minutes |
15. |
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Total. |
- |
- |
2660minutes |
Relationship between 'Goals and Objectives' and 'Course Outcomes'
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期末試験 |
授業中の理解度テストとレポート |
Total. |
1. |
70% |
30% |
100% |
2. |
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0% |
Total. |
70% |
30% |
- |
Evaluation method and criteria
・授業中の理解度テストおよび期末試験において、教科書の例題が確実に解けるようになれば70%
・レポートにおいて、授業で説明した内容の理解に基づき、自分が調査した内容を明確に述べていれば80%
Textbooks and reference materials
「コンピュータの構成と設計 第5版 」上・下 パターソン&ヘネシー著 日経BP社
コンピュータアーキテクチャ1を履修していることが必要。
Office hours and How to contact professors for questions
Relation to the environment
Non-environment-related course
Non-regionally-oriented course
Development of social and professional independence
- Course that cultivates an ability for utilizing knowledge
More than one class is interactive
Last modified : Wed Oct 17 06:48:51 JST 2018