コンピュータアーキテクチャI #1 Introduction

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1 コンピュータアーキテクチャI #1 Introduction
平成28年4月8日

2 本講義の目標 対応するディプロマポリシー： 計算機システムの構成や動作に関する知識を習得し， それを応用できる力 ディジタル信号と物理量
量子化，標本化の原理を理解し，初歩的なブール代数による演算をすることができる 組み合わせ論理回路の設計 命題を論理式で記述し，これを論理回路として記述することができる 順序回路の設計 各種フリップフロップの動作を理解し，簡単な有限状態機械を順序回路で記述できる 総合的な論理回路の設計 与えられた課題から自ら命題を設定し，それを実現するのに適切な論理回路を設計することができる 対応するディプロマポリシー： 計算機システムの構成や動作に関する知識を習得し， それを応用できる力

3 授業計画（１） アナログとディジタル（4/8） 論理代数の基礎（4/15） 論理関数と論理式（4/22）
ブール演算演習，単元テスト（5/6） カルノー図による論理式の簡単化（5/13） 論理式の簡単化演習（5/20） 組み合わせ回路の設計（5/27） 組み合わせ回路設計演習，単元テスト（6/3）

4 授業計画（２） フリップフロップ（6/10） 順序回路の設計１（6/17） 順序回路の設計２（6/24）
順序回路の設計演習，グループ演習（7/1） コンピュータと論理回路１（7/8） コンピュータと論理回路２（7/15） コンピュータと論理回路３（7/22） 　　定期試験（8/5）

5 教科書について 講義中教科書を参照することがありますので，購入しておいてください．
論理回路の基礎（改訂版），田丸啓吉著，工学図書，2,200円

6 参考書について 入門向け やや上級向け 教科書と同レベルかちょっとだけ上級向け 松下俊介，「基礎からわかる論理回路」，森北出版
速水治夫，「基礎から学べる論理回路第2版」，森北出版 浜辺隆二，「論理回路入門第2版」，森北出版 角山正博・中島繁雄，「ディジタル回路の基礎」，森北出版 やや上級向け 肥川宏臣，「ディジタル電子回路」，朝倉書店 原田豊，「論理回路と計算機ハードウェア」，丸善 柴山潔，「論理回路とその設計」，近代科学社 教科書と同レベルかちょっとだけ上級向け 髙木直史，「論理回路」，オーム社 浅川毅，「論理回路の設計」，コロナ社

7 成績評価 単元テスト20％ グループ演習10% 定期試験は授業で扱った全範囲を対象 単元テストは40分～60分程度の試験時間
単元テストの回数は2回（１０点満点×２回） 単元テストの結果に不安がある者は，次回講義開始時までにレポートとして解答を提出すれば，８０点を限度として単元テスト得点とみなします 単元テスト･レポートは所定の表紙をつけること グループ演習10% グループ課題１回（１０点満点×１回） 自宅で解いてきた課題をグループ毎に確認，提出 定期試験は授業で扱った全範囲を対象 ７０点満点

8 出欠の確認について 授業時間中に確認の用紙をまわしますので，自筆サインを書き入れること．
サインに疑義がある場合，改めて口頭で確認することがあります． 用紙を持ってくるのを忘れたら，口頭での確認にすることもあります．

9 演習，レポート，定期試験について 演習 レポート 定期試験 講義中の演習で解答した者には加点があります．
各単元テストについて自主的に出すもの以外は，今のところ考えていません． 単元テスト結果があまりに悪いようだと，追加のレポートを課すこともあります． レポートの提出期限は単元テスト翌週の講義開始時（チャイムが鳴り終わるまで）とします． 定期試験 講義を４回以上休んだものは，定期試験の受講資格を失います． 上記は３回までは休んでよい，との意味ではありません

10 レポート問題の配布について 授業で使ったスライド，単元テスト問題は以下のURLで配布します．
から“講義情報”へ． “講義情報”は学内からのアクセスのみ許可します． レポート用表紙も上記ウェブページにて配付します． ウェブでの配布は基本的にPDF形式で行います．

11 再試験について 原則として再試験は行いません． 万が一行う場合でも，以下の学生は対象としません レポートなどで十分補充可能と考えています．
２回以上欠席がある 単元テストの平均点が一定値以下

12 オフィスアワーについて 木曜１６時３０分から１７時３０分がオフィスアワー
オフィスアワーとは，教員がその時間に居室にいることを保障する時間です． 出張等で不在の場合は，なるべく事前に連絡します． 授業内容に関する質問だけでなく，大学生活や進路などに関する相談でもOKですので活用してください． 不在の場合はドアにホワイトボードがありますので，来訪の意図と連絡先を書いておいてくれればコンタクトします．

13 予習復習について 授業と単位の関係 予習・復習に使うべき時間 1単位＝45時間の学習に相当する内容 一般の講義（2単位）は90時間の勉強
講義の1コマは2時間に相当する 2時間×15週＝30時間にしかならない 予習・復習に使うべき時間 トータルで90－30＝60時間，週4時間！ マジにやれるとは思ってないが，家でも1時間位は予習復習に当ててください．

14 本日の講義内容 アナログとディジタルの違い 2進数値と論理値の違い なぜコンピュータはディジタルなのか？ アナログとは？ ディジタルとは？
アナログコンピュータは存在するか？

15 アナログ（analog） 連続した値を扱う 代表的なアナログ信号 連続関数で微分可能な関数系で表現できる レコードに刻まれた音楽
滑らかに変化して，コキッと折れ曲がったり，途中で飛んだりせずに表せるデータ 代表的なアナログ信号 レコードに刻まれた音楽 AM/FMラジオの電波 ギターやピアノなど楽器の音 人間の音声

16 ディジタル（digital） とびとびの値を扱う→離散値，という とびとびの値はどこにある？ グラフがカクカクしたり，途中で途切れたりする
アナログ信号を一定間隔でサンプリング

17 論理と論理値 論理とは？ 論理がとる値を論理値と呼ぶ 論理の単位はビットであり，1つの論理は1ビットで表される
対になる2つの値（2値）で示される情報 論理がとる値を論理値と呼ぶ コンピュータの世界では０と１か，F（False）とT（True）が多い 論理の単位はビットであり，1つの論理は1ビットで表される

18 論理値と2進数値の違い 類似点 相違点 ともに2進数一桁を単位としている ともに単位をビットとしている
論理値は各桁が独立した意味をもたせることが可能 ２進数値は全桁セットで意味を持つ 論理値は論理演算，2進数値は算術演算 論理演算と算術演算は後の講義で扱います

19 ディジタルコンピュータとアナログ情報 D/A A/D 論理回路の膨大な組合せ 世の中にある一般の情報 現在のディジタルコンピュータ
アナログ情報が多い→変換が行われる analog analog digital digital D/A A/D digital digital

20 コンピュータ＝ディジタル？ 現在のコンピュータは論理（ディジタル）回路から構成されている
全ての演算，処理は論理演算として処理されている 論理回路ではない，アナログ回路（増幅回路など）を使ったコンピュータはありえるか？

21 本日のまとめ 授業計画等について アナログとディジタル 論理回路とディジタルコンピュータ 次回の予定 連続量と不連続量を扱う
論理値と2進数値の違い 論理回路とディジタルコンピュータ ディジタル回路を用いたコンピュータ 次回の予定 論理数学の基礎