科目名	コンピュータシステム
単位数	2.0
担当者	情報工学専攻　准教授　川端英之
履修時期	前期（第2ターム）
履修対象	３年
講義形態	講義
講義の目的	コンピュータに社会が支えられる今日，現代的なコンピュータの仕組みの理解は，コンピュータの開発に携わる技術者のみならず，コンピュータの利用者にとっても重要である．本授業では，受講者が，様々なコンピュータシステムがどのように構成されているかを理解すること，また，先進的なコンピュータシステムを論じて使いこなすための考え方や技法を習得することを目的とする．
到達目標	・現代的なコンピュータシステムの構成や動作を理解し，説明できる．【知識2】【技能1】【思考力・判断力】【表現力】 ・現代的なコンピュータシステムの使いこなす術を理解し，実践できる．【知識2】【技能1】【思考力・判断力】【表現力】
受講要件	・何らかのプログラミング言語を用いた経験があること． ・オペレーティングシステム，デジタルデザインを受講していることが望ましい．
履修取消の可否	可
履修取消不可の理由
事前・事後学修	・事前にテキストや配布資料を読み，前回の授業との関連性を確認し，トピックの全体像を把握すること． ・事後に十分な復習をし，不明点があれば迅速に担当教員に質問すること．
講義内容	1. イントロダクション：様々なコンピュータシステム 2. コンピュータシステムの発展とその指標 3. CPUの多重サイクル化とパイプライン処理 4. パイプライン処理の効果を高める工夫 5. パイプライン処理とプログラミング 6. キャッシュと記憶階層 7. キャッシュの構成方式 8. 前半のまとめ 9. マルチスレッドプログラミング：OpenMPを用いたプログラミング 10. マルチスレッドプログラミング：POSIX Threadsを用いたプログラミング 11. マルチスレッドプログラミングにおける競合と排他制御 12. 分散並列環境：MPIを用いた分散並列プログラミング 13. 仮想環境，仮想マシン，クラウドコンピューティング 14. 高速化の追求：アクセラレータ 15. 高速化，計算量，計算可能性 ※授業の順序は変更することがある． ※試験期間に別途期末試験を実施する．
期末試験実施の有無	実施する
評価方法・基準	判定の目安は以下の通り： 可：コンピュータシステムに関係する用語について，説明できる 良：可の内容に加えて，代表的なコンピュータシステムの構成と特徴（利点／欠点）について説明できる 優：良の内容に加えて，各コンピュータシステムの特徴を活かしたプログラミング手法について説明できる． 秀：優の内容に加えて，各コンピュータシステムの特徴を活かしたプログラミングができる． 評価の割合は以下の通り： 期末試験の得点70% 授業中の演習（小テスト等）の取り組みの程度30%
教科書等	参考書：ジョン L ヘネシー, デイビッド A パターソン 著,「コンピュータアーキテクチャ 定量的アプローチ 第6版」（星雲社） 2019. 参考書：J.E. Smith, R. Nair, Virtual Machines, Morgan Kaufmann, 2005.
担当者プロフィール	情報工学を専攻．プログラミング言語処理系，高性能ライブラリ，プログラミング支援環境などに関する研究に従事． 研究室：情報科学部棟541号室． E-mail: kawabata@hiroshima-cu.ac.jp
講義に関連する実務経験
課題や試験に対するフィードバック	質問受付や返答，課題提示や講評等は，WebClass等の授業支援システムやメール等のオンラインコミュニケーションツールを用いて対応する． 質問等は随時受付．居室（情報科学部棟541号室）への訪問も随時受け付ける．
アクティブ・ラーニング	振り返り：授業中の演習（小テスト）による振り返りを行う．
キーワード	コンピュータアーキテクチャ，CPU，命令セットアーキテクチャ，クロックサイクル，キャッシュ，記憶階層，参照の局所性，スループット，レイテンシ，マルチコア，SIMD，プロセス，スレッド，パイプライン処理，分散処理，並行処理，並列処理，スーパーコンピュータ，仮想化・仮想マシン，OpenMP，POSIX Threads，MPI．
備考	【教職】高一種（数学）