2023年度学院等開講科目工学院情報通信系

計算機論理設計（情報通信）

開講元: 情報通信系
担当教員: 一色剛 / 渡辺義浩
授業形態: 講義 (対面型)
メディア利用科目: -
曜日・時限 (講義室): 火7-8 (S4-202(S422)) / 金7-8 (S4-202(S422))
クラス: -
科目コード: ICT.I216
単位数: 200
開講時期: 2023年度
開講クォーター: 4Q
シラバス更新日: 2025年7月8日
使用言語: 日本語

シラバス

授業の目的（ねらい）、概要

計算機のソフトウエア構成（命令セット、アセンブリ言語）とハードウエア構成（メモリ、レジスタ、演算回路、バス）の設計手法について講義する

到達目標

計算機のソフトウエアとハードウエアの全体構成を理解すること
命令セットとアセンブリ言語プログラミング手法を修得すること
レジスタ転送記述による計算機ハードウエアの動作モデリング手法を修得すること
計算機ハードウエアの論理回路設計手法を修得すること

キーワード

計算機、論理回路、ソフトウエア、ハードウエア、アセンブリ言語、レジスタ転送記述、命令実行制御

学生が身につける力

専門力
教養力
コミュニケーション力
展開力 (探究力又は設定力)
展開力 (実践力又は解決力)

授業の進め方

計算機論理設計において必要となるソフトウエア構成（命令セット、アセンブリ言語）とハードウエア構成（論理回路、レジスタ転送記述、演算原理）を解説しながら講義を進める。

授業計画・課題

	授業計画	課題
第1回	計算機構成概要：ソフトウエア構成（命令セット・アセンブリ言語）とハードウエア構成（メモリ、レジスタ、演算回路、バス）	計算機構成全体を理解する
第2回	データ表現と演算回路：2進データ、2の補数、加減算論理回路構成	論理回路による演算原理を理解する
第3回	命令セット：命令表現形式、メモリアドレッシング、アセンブリ言語、機械語	命令セットの構成要素を理解する
第4回	アセンブリ言語プログラミング１：加減算、算術・論理シフト、乗算	アセンブリプログラムを理解する
第5回	アセンブリ言語プログラミング２：ループ制御、間接アドレス、サブルーチン
第6回	命令実行制御：命令フェッチサイクル、命令実行サイクル	計算機内部での命令実行処理の各工程を理解する
第7回	入出力装置と割込処理、割込サイクル	命令実行フローを理解する
第8回	レジスタ回路設計	様々な機能を持ったレジスタの論理回路設計と制御論理設計を理解する
第9回	バス回路設計	メモリやレジスタのデータ転送の共通バス方式による実現方法を理解する
第10回	算術論理演算器設計	算術論理演算器の設計方法を理解する
第11回	ハードウェア記述言語の基礎	ハードウェア記述言語の概要と論理回路設計・論理シミュレーションについて理解する
第12回	組み合わせ回路	組み合わせ回路の記述方式について理解する
第13回	順序回路	順序回路の記述方式について理解する
第14回	順序回路＋組み合わせ回路	順序回路と組合せ回路の記述方式について理解する

準備学修(事前学修・復習)等についての指示

学修効果を上げるため，教科書や配布資料等の該当箇所を参照し，「毎授業」授業内容に関する予習と復習（課題含む）をそれぞれ概ね100分を目安に行うこと。

教科書

T2SCHOLAより配布する

参考書、講義資料等

コンピュータアーキテクチャ, M.Morris Mano著, 國枝博昭, 伊藤和人訳, 科学技術出版, 1999
D. A. パターソン, J. L. ヘネシー (成田光彰訳) "コンピュータの構成と設計(上・下) 第5版", 日経ＢＰ社 (2014)
小林：入門Verilog HDL記述―ハードウェア記述言語の速習&実践 (Design wave basic), CQ出版 (2004)
浅田：ディジタル集積回路の設計と試作, 培風館 (2000)
木村：わかるVerilog HDL入門―文法の基礎から論理回路設計、論理合成、実装まで (トランジスタ技術SPECIAL) , CQ出版 (2007)

成績評価の方法及び基準

計算機構成、命令セット、アセンブリプログラミング、レジスタ転送記述、算術論理器、ハードウェア記述言語の理解度を、講義内演習と期末テストで評価する．

履修の条件・注意事項

論理回路設計を履修していることが望ましい