PowerPoint プレゼンテーション

Size: px
Start display at page:

Download "PowerPoint プレゼンテーション"

Transcription

1 コンピュータアーキテクチャ 第 7 週命令セットアーキテクチャ ( 命令の表現 命令の実行の仕組 ) 2013 年 11 月 6 日 金岡晃

2 授業計画 第 1 週 (9/25) 第 2 週 (10/2) 第 3 週 (10/9) 第 4 週 (10/16) 第 5 週 (10/23) 第 6 週 (10/30) 第 7 週 (11/6) 授業概要 2 進数表現 論理回路の復習 2 進演算 ( 数の表現 ) 演算アーキテクチャ ( 演算アルゴリズムと回路 ) 休講 休講 ノイマン型コンピュータ 命令とは 命令の使い方 命令セットアーキテクチャ ( 命令の表現 命令の実行の仕組 ) 第 8 週 (11/13) 第 9 週 (11/20) 第 10 週 (11/27) 第 11 週 (12/4) 第 12 週 (12/11) 第 13 週 (12/18) 第 14 週 (1/8) 第 15 週 (1/17) 中間試験 休講 ハーバードアーキテクチャ RISC と CISC 制御アーキテクチャ メモリの仕組 キャッシュメモリと仮想メモリ 割込みアーキテクチャ パイプライン 1/22-2/8 期末試験 入出力アーキテクチャ まとめ 1

3 コンピュータアーキテクチャ 第 6 週 復習 ノイマン型コンピュータ 命令とは 命令の使い方 2

4 ノイマン型コンピュータの特徴 プログラム可変内蔵方式 プログラムを内部のメモリに記憶させることで プログラムの入力や変更が簡単に行える プログラム記憶方式とも 逐次処理方式 命令は 原則として実行順にメモリに格納されており この命令を順次取り出しながら処理を進める 取り出す命令のアドレスは プログラムカウンタに従って指示する 単一メモリ方式 プログラムとデータは 同じメモリ内に格納され メモリにはアドレスが割り振られている 一時的なデータ格納領域として 高速に動作する小容量メモリであるレジスタを備えている レジスタとメモリ間のデータ転送は プログラムで指示できるため メモリの効果的な利用が可能となる 3

5 ノイマン型コンピュータの基本構成 (1) 演算装置 (Arithmetic Unit) データの算術演算や論理演算を行う装置 制御装置 (Control Unit) すべての装置をコントロールする装置 一般的には 演算装置と制御装置を超大規模集積回路 (VLSI: Very Large Scale IC) として構成し 中央処理装置 (Central Processing Unit:CPU) ということが多い CPU は MPU(Micro Processor Unit) とも呼ばれる 4

6 ノイマン型コンピュータの基本構成 (2) 記憶装置 (Memory Unit) 入力装置 (Input Unit) データやプログラムを記憶しておく装置である CPU や入出力装置とデータのやり取りを高速に行う主記憶装置 (Main Memory Unit) と 大量のデータを長期間記憶しておく補助記憶装置 (Auxiliary Memory Unit) がある 主記憶装置は IC メモリが主流であり 補助記憶装置にはハードディスクや DVD などが使われている プログラムやデータを主記憶装置に入力する装置である キーボードやマウス イメージスキャナなどがある 出力装置 (Output Unit) コンピュータが処理したデータを出力する装置 ディスプレイやプリンタなどがある 5

7 基本動作 アドレスバス プログラムカウンタ PC 命令レジスタ IR 制御装置主記憶装置演算装置 OP opr メモリアドレスレジスタ MAR アドレス メモリ 命令 ALU 汎用レジスタ GR デコーダ DEC フラグレジスタ FR 制御信号 データバス 6

8 PC 用 CPU の構成と動作 ノースブリッジへ 32 ビット 汎用レジスタプログラムカウンタフラグレジスタ 8 BTB, BHT 命令 TLB 命令用 1 次キャッシュメモリ バスインタフェース 2 次キャッシュメモリ デコーダ 命令制御装置 整数演算用スケジューラ 浮動小数点演算用スケジューラ AGU AGU ALU ALU FPU SIMD SIMD データ用 1 次キャッシュメモリデータ TLB 7

9 PC の構成例 CPU グラフィックスカード CPU バス チップセット ( ノースブリッジ ) メモリ ハードディスク CD-ROM チップセット ( サウスブリッジ ) IEEE1394 対応機器 USB 対応機器 キーボード マウス プリンタ 8

10 コンピュータアーキテクチャ 第 7 週命令セットアーキテクチャ ( 命令の表現 命令の実行の仕組 ) 9

11 本日の到達目標と概要 到達目標 コンピュータで命令がどう行われるかを理解する 概要 命令と各種オペランド アドレッシングとその種類 10

12 機械語命令 コンピュータに動作を直接的に指示するためには 機械語命令を使用する必要がある 高級言語 (C や Fortran など ) で記述されたプログラム ( ソースプログラム ) コンパイル ( 翻訳 ) 機械語命令 (Machine Instruction) 2 進数で記述 人によっては扱いにくい ニーモニックコード 2 進数で表される機械語命令を記号としてあらわす 11

13 命令の形式 基本形式 操作命令を示す命令コード (Operation Code) と操作対象のデータを示すオペランド (Operand) からなる 命令コード (OP) オペランド (opr) 3 オペランド命令 分類 2 オペランド命令 1 オペランド命令 0 オペランド命令 12

14 3 オペランド命令 操作対象とするデータの格納元アドレスを示すオペランド 2 個と 操作後のデータを保存する格納先アドレスを示すオペランド 1 個をそのまま記述する命令 アドレス メモリ OP opr1 opr2 opr3 ソースオペランドソースオペランド (Source Operand) XXX YYY ZZZ a b c デスティネーションオペランド (Destination Operand) 13

15 2 オペランド命令 3 オペランド命令において ソースオペランドのどちらか 1 個とデスティネーションオペランドを兼用する命令 アドレス メモリ OP opr1 opr2 XXX YYY a b ソースオペランド ソースオペランド兼デスティネーションオペランド 14

16 1 オペランド命令 アキュムレータ (Accumulator: 累算器 略して Acc) と呼ばれる特別な格納領域を使用する命令 命令は 1 個のソースオペランドを記述し もう 1 個のソースオペランドとデスティネーションオペランドは兼用してアキュムレータを使用 アドレス メモリ OP opr1 XXX a ソースオペランド b c Acc ソースオペランド兼デスティネーションオペランド 15

17 0 オペランド命令 スタックを使用する命令命令としては命令コードのみを記述しオペランドは記述しない アドレス メモリ OP opr1 opr2 XXX YYY a b ソースオペランド opr3 ZZZ c デスティネーションオペランド スタック 16

18 命令セット CPU が備えているすべての命令の集まりを命令セット (Instruction Set) という COMET II で実行されるアセンブラ言語 CASL II の命令セット ロード ストア ロードアドレス命令 算術 論理演算命令 比較演算命令 シフト演算命令 分岐命令スタック操作命令コール リターン命令その他 17

19 CASL II の命令セット一覧 ( 命令コード ) ロード ストア ロードアドレス命令 ロード LoaD ストア Store ロードアドレス Load Address レジスタ レジスタ間やレジスタ メモリ間などでデータの移動を行う命令である LD ST LAD 算術 論理演算命令 加減算などの算術演算や AND OR などの論理演算を行う命令である 算術加算 ADD Arithmetic 論理加算 ADD Logical 算術減算 SUBtract Arithmetic 論理減算 SUBtract Logical 論理積 AND 論理和 OR 排他的論理和 exclusive OR ADDA ADDL SUBA SUBL AND OR XOR 18

20 CASL II の命令セット一覧 ( 命令コード ) 比較演算命令 2 個のデータの大小を比較し その結果をフラグレジスタ FR に反映させる命令 算術比較 ComPare Arithmetic 論理比較 ComPare Logical CPA CPL シフト演算命令 レジスタにあるデータを 右または左方向に指定したビット数だけシフトする命令 算術左シフト Shift Left Arithmetic 算術右シフト Shift Right Arithmetic 論理左シフト Shift Left Logical 論理右シフト Shift Right Logical SLA SRA SLL SRL 19

21 CASL II の命令セット一覧 ( 命令コード ) 分岐命令 フラグレジスタ FR の状態によって指定されたアドレスに格納されている命令を実行するかどうかを決める条件分岐命令と FR の状態によらずに分岐を行う無条件分岐命令がある 正分岐 Jump on Plus 負分岐 Jump on Minus 非零分岐 Jump on Non Zero 零分岐 Jump on Zero オーバーフロー分岐 Jump on Overflow 無条件分岐 unconditional JUMP JPL JMI JNZ JZE JOV JUMP 20

22 CASL II の命令セット一覧 ( 命令コード ) スタック操作命令 スタック領域にデータを格納する命令と スタックからデータを取り出す命令がある プッシュ PUSH ポップ POP PUSH POP コール リターン命令 サブルーチンの呼び出しと サブルーチンからの復帰を行う命令 その他 処理としては何もしていないが 時間を費やす NOP 命令などがある コール CALL subroutine リターン RETurn from subroutine スーパーバイザコール SuperVisor Call ノーオペレーション No Operation CALL RET SVC NOP 21

23 命令機能の評価 平均命令実行サイクル数 CPI(Cycles per Instruction) 命令セットの中の 1 命令を実行するために必要な平均のクロック数 クロック :CPU の動作基準となる時間の単位 TPI=CPI T (s) T(s): クロック信号の周期 22

24 アドレッシング メモリには格納領域ごとにアドレス ( 番地 ) と呼ばれる値が割り振られている 命令のオペランドにアドレスを記述すればその値に対応する格納領域を特定できる コンピュータでは各種のアドレスの指定法が用いられている 有効アドレス (Effective Address): 最終的に参照されるアドレス アドレッシング : 処理対象となるデータを決める操作 アドレス メモリ OP opr 操作 XXX a アドレッシング 有効アドレス 23

25 直接アドレッシング 命令のオペランドに記述した値が示すアドレスに格納されているデータを処理対象とする方式 OP opr 500 アドレス メモリ 有効アドレス 対象データ 24

26 間接アドレッシング オペランドに記述した値で示されるアドレスに格納されている値を有効アドレスとする方式 OP opr アドレス メモリ 有効アドレス 対象データ 25

27 指標アドレッシング オペランド opr1 で指定した指標レジスタに格納されている値と opr2 に記述した値を加算した結果を有効アドレスとする方式 OP opr1 opr2 アドレス メモリ 指標レジスタ 3 8 有効アドレス 対象データ 26

28 相対アドレッシング プログラムカウンタに格納されている値とオペランドに記述した値を加算した結果を有効アドレスとする方式 OP opr アドレス メモリ プログラムカウンタ 24 有効アドレス 対象データ 27

29 基底アドレッシング 基底レジスタに格納されている値とオペランドに記述した値を加算した結果を有効アドレスとする方式 OP opr アドレス メモリ 基底レジスタ 62 有効アドレス 対象データ 28

30 即値アドレッシング オペランドに記述した値をそのまま処理対象データとする方式 OP opr 99 対象データ 29

31 本日の到達目標と概要 到達目標 コンピュータで命令がどう行われるかを理解する 概要 命令と各種オペランド アドレッシングとその種類 30

PowerPoint プレゼンテーション

PowerPoint プレゼンテーション コンピュータアーキテクチャ 第 6 週演算アーキテクチャ ( 続き ) ノイマン型コンピュータ 命令とは 命令の使い方 2013 年 10 月 30 日 金岡晃 授業計画 第 1 週 (9/25) 第 2 週 (10/2) 第 3 週 (10/9) 第 4 週 (10/16) 第 5 週 (10/23) 第 6 週 (10/30) 第 7 週 (11/6) 授業概要 2 進数表現 論理回路の復習 2

More information

コンピュータ工学Ⅰ

コンピュータ工学Ⅰ コンピュータ工学 Ⅰ Rev. 2018.01.20 コンピュータの基本構成と CPU 内容 ➊ CPUの構成要素 ➋ 命令サイクル ➌ アセンブリ言語 ➍ アドレッシング方式 ➎ CPUの高速化 ➏ CPUの性能評価 コンピュータの構成装置 中央処理装置 (CPU) 主記憶装置から命令を読み込み 実行を行う 主記憶装置 CPU で実行するプログラム ( 命令の集合 ) やデータを記憶する 補助記憶装置

More information

コンピュータ工学Ⅰ

コンピュータ工学Ⅰ コンピュータ工学 Ⅰ 中央処理装置 Rev. 2019.01.16 コンピュータの基本構成と CPU 内容 ➊ CPUの構成要素 ➋ 命令サイクル ➌ アセンブリ言語 ➍ アドレッシング方式 ➎ CPUの高速化 ➏ CPUの性能評価 コンピュータの構成装置 中央処理装置 (CPU) 主記憶装置から命令を読み込み 実行を行う 主記憶装置 CPU で実行するプログラム ( 命令の集合 ) やデータを記憶する

More information

main.dvi

main.dvi 20 II 7. 1 409, 3255 e-mail: namba@faculty.chiba-u.jp 2 1 1 1 4 2 203 2 1 1 1 5 503 1 3 1 2 2 Web http://www.icsd2.tj.chiba-u.jp/~namba/lecture/ 1 2 1 5 501 1,, \,", 2000 7. : 1 1 CPU CPU 1 Intel Pentium

More information

PowerPoint プレゼンテーション

PowerPoint プレゼンテーション コンピュータアーキテクチャ 第 13 週 割込みアーキテクチャ 2013 年 12 月 18 日 金岡晃 授業計画 第 1 週 (9/25) 第 2 週 (10/2) 第 3 週 (10/9) 第 4 週 (10/16) 第 5 週 (10/23) 第 6 週 (10/30) 第 7 週 (11/6) 授業概要 2 進数表現 論理回路の復習 2 進演算 ( 数の表現 ) 演算アーキテクチャ ( 演算アルゴリズムと回路

More information

計算機アーキテクチャ

計算機アーキテクチャ 計算機アーキテクチャ 第 11 回命令実行の流れ 2014 年 6 月 20 日 電気情報工学科 田島孝治 1 授業スケジュール ( 前期 ) 2 回日付タイトル 1 4/7 コンピュータ技術の歴史と コンピュータアーキテクチャ 2 4/14 ノイマン型コンピュータ 3 4/21 コンピュータのハードウェア 4 4/28 数と文字の表現 5 5/12 固定小数点数と浮動小数点表現 6 5/19 計算アーキテクチャ

More information

主記憶の使われ方 システム領域 SP スタックポインタ システム用 スタック用 プログラム起動時に OS によって確 保される (SP が決められる ) プログラム用 メインルーチン プログラム領域 命令コードの列定数 変数用領域サブルーチン命令コードの列 先頭番地は リンク時に OS によって決め

主記憶の使われ方 システム領域 SP スタックポインタ システム用 スタック用 プログラム起動時に OS によって確 保される (SP が決められる ) プログラム用 メインルーチン プログラム領域 命令コードの列定数 変数用領域サブルーチン命令コードの列 先頭番地は リンク時に OS によって決め Copyright 守屋悦朗 2005 コンピュータの仕組み (2) ソフトウェア 3.3 アセンブラプログラミング (CASLⅡ) 情報処理技術者試験基本情報技術者試験 (http://www.jitec.jp/index.html) では 仮想コンピュータ (16ビットのワードマシン 主記憶容量 64KW)COMETⅡを定義し COMETⅡ のためのアセンブリ言語 CASLⅡを定めている COMETⅡとCASLⅡの仕様は情報処理技術者試験センターのウェブサイト

More information

CASL入門

CASL入門 4 章 機械語の設計 ここでは 機械語の設計をしてみましょう 機械語の設計! そんなことができるのでしょうか 情報処理技術者試験の CASLⅡ 説明書の参考資料には 命令後の構成は定義しないが と記載されています アセンブラ言語を理解するためには機械語の理解が非常に大切になりますし 自分で設計してみれば格段に理解が容易になります そこで 定義されていないなら 定義してしまおう というわけです CASLⅡが動くコンピュータである

More information

Microsoft PowerPoint - ProcML-12-3.ppt

Microsoft PowerPoint - ProcML-12-3.ppt プロセッサと 年次前次前期 ( 第 回 ) 進数の加減算 (overflow( overflow) 演習 次の ビット演算の結果は overflow か? () + + () + + 答 答 中島克人 情報メディア学科 nakajima@im.dendai.ac.jp () - = + + 答 進数の加減算 (overflow( overflow) 演習 次の ビット演算の結果は overflow

More information

PowerPoint プレゼンテーション

PowerPoint プレゼンテーション コンピュータアーキテクチャ 第 11 週 制御アーキテクチャ メモリの仕組 2013 年 12 月 4 日 金岡晃 授業計画 第 1 週 (9/25) 第 2 週 (10/2) 第 3 週 (10/9) 第 4 週 (10/16) 第 5 週 (10/23) 第 6 週 (10/30) 第 7 週 (11/6) 授業概要 2 進数表現 論理回路の復習 2 進演算 ( 数の表現 ) 演算アーキテクチャ

More information

Microsoft PowerPoint - 11Web.pptx

Microsoft PowerPoint - 11Web.pptx 計算機システムの基礎 ( 第 10 回配布 ) 第 7 章 2 節コンピュータの性能の推移 (1) コンピュータの歴史 (2) コンピュータの性能 (3) 集積回路の進歩 (4) アーキテクチャ 第 4 章プロセッサ (1) プロセッサの基本機能 (2) プロセッサの構成回路 (3) コンピュータアーキテクチャ 第 5 章メモリアーキテクチャ 1. コンピュータの世代 計算する機械 解析機関 by

More information

命令セットの構成例 a) 算術 演算命令 例 )ADD dest, source : dest dest + source SUB dest, source : dest dest - source AND dest, source : dest dest AND source SHR reg, c

命令セットの構成例 a) 算術 演算命令 例 )ADD dest, source : dest dest + source SUB dest, source : dest dest - source AND dest, source : dest dest AND source SHR reg, c 第 11 回機械語とアーキテクチャ コンピュータは, 記号で組み立てられ, 記号で動く機械 : ソフトウェアソフトウェア としても理解されなければならない ソフトウェアの最も下位レベルのしくみが ( 命令セット ) アーキテクチャ である 講義では命令符号 ( 機械語 ) の構成と種類についてまとめる また, 機械語を効率良く実行するために採用されている技術について紹介する 機械語とアセンブリ言語

More information

スライド 1

スライド 1 東北大学工学部機械知能 航空工学科 2015 年度 5 セメスター クラス D 計算機工学 6. MIPS の命令と動作 演算 ロード ストア ( 教科書 6.3 節,6.4 節 ) 大学院情報科学研究科鏡慎吾 http://www.ic.is.tohoku.ac.jp/~swk/lecture/ レジスタ間の演算命令 (C 言語 ) c = a + b; ( 疑似的な MIPS アセンブリ言語 )

More information

ソフトウェア基礎技術研修

ソフトウェア基礎技術研修 算術論理演算ユニットの設計 ( 教科書 4.5 節 ) yi = fi (x, x2, x3,..., xm) (for i n) 基本的な組合せ論理回路 : インバータ,AND ゲート,OR ゲート, y n 組合せ論理回路 ( 復習 ) 組合せ論理回路 : 出力値が入力値のみの関数となっている論理回路. 論理関数 f: {, } m {, } n を実現.( フィードバック ループや記憶回路を含まない

More information

C に必要なコンピュータ知識 C はコンピュータの力を引き出せるように設計 コンピュータの知識が必要

C に必要なコンピュータ知識 C はコンピュータの力を引き出せるように設計 コンピュータの知識が必要 C プログラミング 1( 再 ) 第 5 回 講義では C プログラミングの基本を学び演習では やや実践的なプログラミングを通して学ぶ C に必要なコンピュータ知識 C はコンピュータの力を引き出せるように設計 コンピュータの知識が必要 1 コンピュータの構造 1.1 パーソナルコンピュータの構造 自分の ( 目の前にある ) コンピュータの仕様を調べてみよう パソコン本体 = CPU( 中央処理装置

More information

C プログラミング 1( 再 ) 第 5 回 講義では C プログラミングの基本を学び演習では やや実践的なプログラミングを通して学ぶ

C プログラミング 1( 再 ) 第 5 回 講義では C プログラミングの基本を学び演習では やや実践的なプログラミングを通して学ぶ C プログラミング 1( 再 ) 第 5 回 講義では C プログラミングの基本を学び演習では やや実践的なプログラミングを通して学ぶ C に必要なコンピュータ知識 C はコンピュータの力を引き出せるように設計 コンピュータの知識が必要 コンピュータの構造 1. パーソナルコンピュータの構造 自分の ( 目の前にある ) コンピュータの仕様を調べてみよう パソコン本体 = CPU( 中央処理装置 ):

More information

改訂履歴 Ver 年 ( 平成 30 年 )5 月 25 日ページ変更点 1 試験問題に出題する Java の変更 (Third Edition から Java SE 8 Edition に変更 ) Ver 年 ( 平成 28 年 )10 月 21 日ページ変更点

改訂履歴 Ver 年 ( 平成 30 年 )5 月 25 日ページ変更点 1 試験問題に出題する Java の変更 (Third Edition から Java SE 8 Edition に変更 ) Ver 年 ( 平成 28 年 )10 月 21 日ページ変更点 情報処理技術者試験情報処理安全確保支援士試験 試験で使用する情報技術に関する用語 プログラム言語など Ver.3.1 1. 情報技術に関する用語... 1 2. 記号 図など... 1 3. プログラム言語... 1 4. データベース言語... 1 5. マーク付け言語 ( マークアップ言語 )... 1 6. 表計算ソフトなどのソフトウェアパッケージ... 2 別紙 1 アセンブラ言語の仕様...

More information

COMET II のプログラミング ここでは機械語レベルプログラミングを学びます 1

COMET II のプログラミング ここでは機械語レベルプログラミングを学びます 1 COMET II のプログラミング ここでは機械語レベルプログラミングを学びます 1 ここでは機械命令レベルプログラミングを学びます 機械命令の形式は学びましたね機械命令を並べたプログラムを作ります 2 その前に プログラミング言語について 4 プログラミング言語について 高級言語 (Java とか C とか ) と機械命令レベルの言語 ( アセンブリ言語 ) があります 5 プログラミング言語について

More information

コンピュータの仕組み(1)ハードウェア

コンピュータの仕組み(1)ハードウェア Copyright 守屋悦朗 2005 コンピュータの仕組み (1) ハードウェア 2.1 CPU の基本原理 2 つの整数の和を出力するプログラムを考えよう main() { int a, b, c; /* 変数 a,b が整数値をとる変数であることを宣言する */ a = 1; /* a に 1 を代入する */ b = 2; /* b に 2 を代入する */ c = a+b; /* a と

More information

スライド 1

スライド 1 東北大学工学部機械知能 航空工学科 2018 年度クラス C3 D1 D2 D3 情報科学基礎 I 10. 組合せ回路 ( 教科書 3.4~3.5 節 ) 大学院情報科学研究科 鏡慎吾 http://www.ic.is.tohoku.ac.jp/~swk/lecture/ 組合せ論理回路 x1 x2 xn 組合せ論理回路 y1 y2 ym y i = f i (x 1, x 2,, x n ), i

More information

PowerPoint プレゼンテーション

PowerPoint プレゼンテーション 電気 電子計測 第 3 回 第 8 章ディジタル計測制御システムの基礎 http://cobayasi.com/keisoku/3th/3th.pdf 今日の学習の要点 ( テキスト P85~P94). 計算機の基本的なしくみを学ぼう 2. 外部機器とのデータのやりとりについて知ろう 3. 計算機によるディジタル計測制御システムの構成法 物理量. 計算機の基本的なしくみを学ぼう ディジタル計測制御システムセンサから得た情報を

More information

PowerPoint プレゼンテーション

PowerPoint プレゼンテーション コンパイラとプログラミング言語 第 11 週 条件分岐文と繰り返し文のコード生成 2014 年 6 月 18 日 金岡晃 授業計画 第 1 週 (4/9) コンパイラの概要 第 8 週 (5/28) 下向き構文解析 / 構文解析プログラム 第 2 週 (4/16) コンパイラの構成 第 9 週 (6/4) 中間表現と意味解析 第 3 週 (4/23) プログラミング言語の形式的な記述 第 10 週

More information

情報科学概論

情報科学概論 情報科学概論 映像 1 年前期 選択 担当 : 浦谷則好 http://uratani-n.com/info-science/ uratani@cs.t-kougei.ac.jp 前回の課題 コンピュータの歴史について学んだことをできるだけ記せ 将来の PC に備えて欲しい機能, あるいはアプリケーションについて記せ クラウド上に自分の記憶の保存または他の人の記憶のインストール 人間が見た映像や聴いた音を記録し

More information

アセンブラ入門(CASL II) 第3版

アセンブラ入門(CASL II) 第3版 CASLDV i COMET II COMET II CASL II COMET II 1 1 44 (1969 ) COMETCASL 6 (1994 ) COMETCASL 13 (2001 ) COMETCASL COMET IICASL II COMET IICASL II CASL II 2001 1 3 3 L A TEX 2 CASL II COMET II 6 6 7 Windows(Windows

More information

スライド 1

スライド 1 東北大学工学部機械知能 航空工学科 2016 年度 5 セメスター クラス C3 D1 D2 D3 計算機工学 10. 組合せ回路 ( 教科書 3.4~3.5 節 ) 大学院情報科学研究科 鏡慎吾 http://www.ic.is.tohoku.ac.jp/~swk/lecture/ 組合せ論理回路 x1 x2 xn 組合せ論理回路 y1 y2 ym y i = f i (x 1, x 2,, x

More information

スライド 1

スライド 1 東北大学工学部機械知能 航空工学科 2019 年度クラス C D 情報科学基礎 I 6. MIPS の命令と動作 演算 ロード ストア ( 教科書 6.3 節,6.4 節命令一覧は p.113) 大学院情報科学研究科 鏡慎吾 http://www.ic.is.tohoku.ac.jp/~swk/lecture/ レジスタ間の演算命令 (C 言語 ) c = a + b; ( 疑似的な MIPS アセンブリ言語

More information

CASL入門

CASL入門 2 章 システム COMETⅡ の仕様 ここでは 情報処理推進機構 (IPA) が発行している情報処理技術者試験のパンフレットにある アセンブラ言語の仕様 にそって説明していきます この資料では システム COMETⅡの仕様 の中に命令の説明が書かれており アセンブラ言語 CASLⅡの仕様 には命令の説明は記載されていません 何か奇異な感じがしますが アセンブラの命令はハードウェア命令そのものであるので

More information

コンピュータ中級B ~Javaプログラミング~ 第3回 コンピュータと情報をやりとりするには?

コンピュータ中級B ~Javaプログラミング~  第3回 コンピュータと情報をやりとりするには? Copyright (C) Junko Shirogane, Tokyo Woman's Christian University 2012, All rights reserved. 1 コンピュータ サイエンス 2 第 7 回ソフトウェア 人間科学科コミュニケーション専攻 白銀純子 Copyright (C) Junko Shirogane, Tokyo Woman's Christian University

More information

Microsoft PowerPoint - NxLecture ppt [互換モード]

Microsoft PowerPoint - NxLecture ppt [互換モード] 011-05-19 011 年前学期 TOKYO TECH 命令処理のための基本的な 5 つのステップ 計算機アーキテクチャ第一 (E) 5. プロセッサの動作原理と議論 吉瀬謙二計算工学専攻 kise_at_cs.titech.ac.jp W61 講義室木曜日 13:0-1:50 IF(Instruction Fetch) メモリから命令をフェッチする. ID(Instruction Decode)

More information

Microsoft PowerPoint ppt

Microsoft PowerPoint ppt 仮想マシン () 仮想マシン 復習 仮想マシンの概要 hsm 仮想マシン プログラム言語の処理系 ( コンパイラ ) 原始プログラム (Source program) コンパイラ (Compiler) 目的プログラム (Object code) 原始言語 (Source language) 解析 合成 目的言語 (Object Language) コンパイルする / 翻訳する (to compile

More information

Microsoft PowerPoint ppt

Microsoft PowerPoint ppt 仮想マシン (2), コード生成 http://cis.k.hosei.ac.jp/~asasaki /lect/compiler/2007-1204.pdf ( 訂正版 ) 1 概要 仮想マシン 概要 ( 復習 ) 制御命令 出力命令 コード生成 式のコード生成 文 文の列のコード生成 記号表 2 演習で作るコンパイラの例 test.hcc Int main() { int i j; i = 3;

More information

スライド 1

スライド 1 東北大学工学部機械知能 航空工学科 2019 年度クラス C D 情報科学基礎 I 14. さらに勉強するために 大学院情報科学研究科 鏡慎吾 http://www.ic.is.tohoku.ac.jp/~swk/lecture/ 0 と 1 の世界 これまで何を学んだか 2 進数, 算術演算, 論理演算 計算機はどのように動くのか プロセッサとメモリ 演算命令, ロード ストア命令, 分岐命令 計算機はどのように構成されているのか

More information

スライド 1

スライド 1 計算機構成論 II 第 1 回 ( 全 15 回 ) 2017 年 10 月 5 日 ( 木 ) 知能情報工学科 横田孝義 1 授業計画 10/6 10/12 10/19 10/28 11/2 11/9 11/16 11/21 12/7 12/14 12/21 1/11 1/18 1/25 2/1 2/8 定期テスト 2 テキスト 朝倉書院尾内理紀夫著 ISBN978-4-254-12701-0 C3341

More information

ComputerArchitecture.ppt

ComputerArchitecture.ppt 1 人間とコンピュータの違い コンピュータ 複雑な科学計算や膨大な量のデータの処理, さまざまな装置の制御, 通信などを定められた手順に従って間違いなく高速に実行する 人間 誰かに命令されなくても自発的に処理したり, 条件が変化しても臨機応変に対処できる 多くの問題解決を経験することで, より高度な問題解決法を考え出す 数値では表しにくい情報の処理ができる 2 コンピュータの構成要素 構成要素 ハードウェア

More information

ソフトウェア基礎技術研修

ソフトウェア基礎技術研修 命令と命令表現 ( 教科書 3.1 節 ~3.4 節 ) プロセッサの命令と命令セット 命令 : プロセッサへの指示 ( プロセッサが実行可能な処理 ) 加算命令 減算命令 論理演算命令 分岐命令 命令セット : プロセッサが実行可能な命令の集合 ( プログラマから見えるプロセッサの論理仕様 ) プロセッサ A 加算命令分岐命令 プロセッサ B 加算命令減算命令 命令セットに含まれない命令は直接実行できない!

More information

3 SIMPLE ver 3.2: SIMPLE (SIxteen-bit MicroProcessor for Laboratory Experiment) 1 16 SIMPLE SIMPLE 2 SIMPLE 2.1 SIMPLE (main memo

3 SIMPLE ver 3.2: SIMPLE (SIxteen-bit MicroProcessor for Laboratory Experiment) 1 16 SIMPLE SIMPLE 2 SIMPLE 2.1 SIMPLE (main memo 3 SIMPLE ver 3.2: 20190404 1 3 SIMPLE (SIxteen-bit MicroProcessor for Laboratory Experiment) 1 16 SIMPLE SIMPLE 2 SIMPLE 2.1 SIMPLE 1 16 16 (main memory) 16 64KW a (C )*(a) (register) 8 r[0], r[1],...,

More information

Microsoft Word - マイコン実験 doc

Microsoft Word - マイコン実験 doc Ⅲ-2. マイクロコンピュータの実験 - 1 1. 目的 (1) 基本的なマイクロコンピュ-タの構成を学ぶとともに 各部の機能を理解する (2) マイクロコンピュ-タの機械語プログラムの理解を深める 2. マイクロコンピュ-タの動作図 1は 8ビットマイクロプロセッサ Z80 を用いたマイクロコンピュ-タシステムのブロック図である 以下に このマイクロコンピュ-タを例にとり 各部の動作を説明する 記憶部

More information

< B8CDD8AB B83685D>

< B8CDD8AB B83685D> () 坂井 修一 東京大学大学院情報理工学系研究科電子情報学専攻東京大学工学部電子情報工学科 / 電気電子工学科 はじめに アウトオブオーダ処理 工学部講義 はじめに 本講義の目的 の基本を学ぶ 場所 火曜日 8:40-0:0 工学部 号館 4 ホームページ ( ダウンロード可能 ) url: http://www.mtl.t.u-tokyo.ac.jp/~sakai/hard/ 教科書 坂井修一

More information

目次 1. はじめに 1 2. マルチALUプロセッサ MAP MAP の構成 MAP 命令セットアーキテクチャ 並列 連鎖判定のアルゴリズムについて 5 3. Booth 乗算のアルゴリズム 次 Booth アルゴリズム 次 Bo

目次 1. はじめに 1 2. マルチALUプロセッサ MAP MAP の構成 MAP 命令セットアーキテクチャ 並列 連鎖判定のアルゴリズムについて 5 3. Booth 乗算のアルゴリズム 次 Booth アルゴリズム 次 Bo 目次 1. はじめに 1 2. マルチALUプロセッサ MAP 2 2.1 MAP の構成 2 2.2 MAP 命令セットアーキテクチャ 3 2.3 並列 連鎖判定のアルゴリズムについて 5 3. Booth 乗算のアルゴリズム 7 3.1 1 次 Booth アルゴリズム 7 3.2 2 次 Booth アルゴリズム 8 3.3 3 次 Booth アルゴリズム 10 4. シミュレーションによる並列化の評価

More information

スライド 1

スライド 1 東北大学工学部機械知能 航空工学科 2016 年度 5 セメスター クラス C3 D1 D2 D3 計算機工学 14. さらに勉強するために 大学院情報科学研究科 鏡慎吾 http://www.ic.is.tohoku.ac.jp/~swk/lecture/ 0 と 1 の世界 これまで何を学んだか 2 進数, 算術演算, 論理演算 計算機はどのように動くのか プロセッサとメモリ 演算命令, ロード

More information

出 アーキテクチャ 誰が 出 装置を制御するのか 1

出 アーキテクチャ 誰が 出 装置を制御するのか 1 出 アーキテクチャ 誰が 出 装置を制御するのか 1 が 出 装置を制御する メモリ ( 主記憶 ) 命令データ 出 装置 2 が 出 装置を制御する 命令 実 入出力装置を制御する命令を実行する メモリ ( 主記憶 ) 命令データ 制御 出 装置 3 が 出 装置を制御する メモリ ( 主記憶 ) 命令 実 制御 命令データ データを出力せよ 出 装置 4 が 出 装置を制御する メモリ ( 主記憶

More information

計算機アーキテクチャ

計算機アーキテクチャ 計算機アーキテクチャ 第 18 回ハザードとその解決法 2014 年 10 月 17 日 電気情報工学科 田島孝治 1 授業スケジュール ( 後期 ) 2 回 日付 タイトル 17 10/7 パイプライン処理 18 10/17 ハザードの解決法 19 10/21 並列処理 20 11/11 マルチプロセッサ 21 11/18 入出力装置の分類と特徴 22 11/25 割り込み 23 12/2 ネットワークアーキテクチャ

More information

ガイダンス 2

ガイダンス 2 データ構造とアルゴリズム (a) 科目区分 : 専門科目電子物性工学コース ( 自由選択 ) 電気通信システム工学コース ( 自由選択 ) 時間割番号 :G2209 ソフトウェア工学 旧課程 科目区分 : 専門科目電子物性 エネルギー工学コース ( 選択 ) システム制御 通信工学コース ( 限選 ) 時間割番号 :33310 ( 第 1 週 ) ガイダンス ソフトウェアの基本概念とプログラミング言語

More information

Microsoft Word - HW06K doc

Microsoft Word - HW06K doc 完了した CP:1~19( 合計 19 個 ) 未達成の CP:20 [ 要旨 目的 ] CPU の製作を行う CPU の製作を通じて ハードウェア設計の流れを理解する CPU の構造について 理解を深める CPU 製作第 3 回の実験では 最終的なCPUの完成を目指す [ 原理 理論 ] まずは CPU の構造設計から行う 全体の構成は次のようになる 下の図では モニター回路は含まれない chattering

More information

CASL入門

CASL入門 3 章 アセンブラ言語 CASLⅡ の仕様 ここでは アセンブラ言語の説明をします ちょっと待て 第 2 章の話は アセンブラ言語の話ではなかったのか と思われた人はいませんでしょうか 一般に プログラム という場合 その構成要素は次の 3 つに分かれます 1 動作のための命令加算 減算 比較などの命令 2 領域確保や定数定義など 動作しない部分 3 プログラム名の定義などこのうち 1が第 3 章で説明した部分にあたります

More information

Microsoft Word - no02

Microsoft Word - no02 電子メール 1 電子メールの利用 1.1 電子メールアドレス電子メールはインターネット上のサービスの一つで, インターネットに接続された情報端末同士で情報をやり取りすることができます. 送信できる情報はテキストだけに限らず, 添付ファイルとして画像, 動画, 音声, 各種ファイルも送信できます. 送る際には abcdef@ghij.co.jp や kawakatu@abcd.com, dohi@aaaa.ac.jp

More information

ex04_2012.ppt

ex04_2012.ppt 2012 年度計算機システム演習第 4 回 2012.05.07 第 2 回課題の補足 } TSUBAMEへのログイン } TSUBAMEは学内からのログインはパスワードで可能 } } } } しかし 演習室ではパスワードでログインできない設定 } 公開鍵認証でログイン 公開鍵, 秘密鍵の生成 } ターミナルを開く } $ ssh-keygen } Enter file in which to save

More information

ex05_2012.pptx

ex05_2012.pptx 2012 年度計算機システム演習第 5 回 2012.05.25 高水準言語 (C 言語 ) アセンブリ言語 (MIPS) 機械語 (MIPS) コンパイラ アセンブラ 今日の内容 サブルーチンの実装 Outline } ジャンプ 分岐命令 } j, jr, jal } レジスタ衝突 回避 } caller-save } callee-save 分岐命令 ( 復習 ) } j label } Jump

More information

hard3.pptx

hard3.pptx (3) 坂井 修一 東京大学大学院情報理工学系研究科電子情報学専攻東京大学工学部電子情報工学科 / 電気電子工学科 はじめに 命令セットアーキテクチャ 工学部講義 はじめに 本講義の目的 の基本を学ぶ 時間 場所 火曜日 8:30-10:15 工学部 2 号館 21 ホームページ ( ダウンロード可能 ) url: http://www.mtl.t.u-tokyo.ac.jp/~sakai/ha/

More information

2ALU 以下はデータ幅 4ビットの ALU の例 加算, 減算,AND,OR の4つの演算を実行する 実際のプロセッサの ALU は, もっと多種類の演算が可能 リスト 7-2 ALU の VHDL 記述 M use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; 00 : 加算 use IEE

2ALU 以下はデータ幅 4ビットの ALU の例 加算, 減算,AND,OR の4つの演算を実行する 実際のプロセッサの ALU は, もっと多種類の演算が可能 リスト 7-2 ALU の VHDL 記述 M use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; 00 : 加算 use IEE 差し替え版 第 7 回マイクロプロセッサの VHDL 記述 マイクロプロセッサ全体および主要な内部ユニットの,VHDL 記述の例を示す. 1)MPU(Micro Processor Uit) Module 1MPU のエンティティ記述とコントローラの例以下は, 簡単な MPU の VHDL 記述の例である ただし, アーキテクチャ部分は, 命令読み込みと実行の状態遷移のみを実現したステートマシンである

More information

問 2. タイミングチャート以下に示す VHDL コードで記述されている回路に関するタイミングチャートを完成させよ ) レジスタの動作 use IEEE.std_logic_64.all; entity RegN is generic (N : integer := 8 port ( CLK, EN

問 2. タイミングチャート以下に示す VHDL コードで記述されている回路に関するタイミングチャートを完成させよ ) レジスタの動作 use IEEE.std_logic_64.all; entity RegN is generic (N : integer := 8 port ( CLK, EN 第 8 回中間試験前の演習 問.VHDL ソースコードを読む () 次の VHDL のソースコードが記述しているゲート回路の回路図を示せ. use IEEE.STD_LOGIC_64.ALL; use IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL; use IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL; entity Logic is port ( A : in std_logic_vector(3

More information

Microsoft PowerPoint - 01-VerilogSetup-2019.pptx

Microsoft PowerPoint - 01-VerilogSetup-2019.pptx 2019 年 4 月 26 日ハードウエア設計論 :3 ハードウエアにおける設計表現 ハードウエア設計記述言語 VerilogHDL ~ 種々の記述 ~ ALU の実装とタイミングに関して always @(A or B or C) Ubuntu を起動し verilog が実行できる状態にしておいてください 79 演習 4: 簡単な演算器 1 入力 A:8 ビット 入力 B:8 ビット 出力 O:8

More information

PowerPoint プレゼンテーション

PowerPoint プレゼンテーション コンパイラとプログラミング言語 第 10 週 Java 仮想マシンとその機械語 2014 年 6 月 11 日 金岡晃 授業計画 第 1 週 (4/9) コンパイラの概要 第 8 週 (5/28) 下向き構文解析 / 構文解析プログラム 第 2 週 (4/16) コンパイラの構成 第 9 週 (6/4) 中間表現と意味解析 第 3 週 (4/23) プログラミング言語の形式的な記述 第 10 週 (6/11)

More information

Microsoft PowerPoint - kougi7.ppt

Microsoft PowerPoint - kougi7.ppt 到達目標 スーパバイザモード, 特権命令, 割り込み CPU の割り込みメカニズム 割り込みの種類ごとに, 所定の例外処理が呼び出される スーパーバイザモードに, 自動的に切り替わる 割り込み終了後に 元のモード に戻る ハードウエア割り込みについて 割り込み禁止 割り込み発生時の CPU の挙動 現在の処理を中断 例外処理用のプログラム ( ハンドラともいう ) が起動される プログラム実行の流れ

More information

ソフトウェア基礎技術研修

ソフトウェア基礎技術研修 マルチサイクルを用いた実現方式 ( 教科書 5. 節 ) マルチサイクル方式 () 2 つのデータパス実現方式 単一クロックサイクル : 命令を クロックサイクルで処理 マルチクロックサイクル : 命令を複数クロックサイクルで処理 単一クロックサイクル方式は処理効率が悪い. CLK 処理時間 命令命令命令命令命令 時間のかかる命令にクロック サイクル時間をあわさなければならない. 余り時間の発生 クロック

More information

第 1 回 C 言語講座 1. コンピュータって? だいたいは 演算装置 制御装置 記憶装置 入出力装置から構成されている 演算装置 CPU の一部で実際に計算を行う装置 制御装置 CPU の一部で演算装置や入出力装置 記憶装置の読み書きなどを制御する装置 記憶装置プログラムや情報 データを一時的

第 1 回 C 言語講座 1. コンピュータって? だいたいは 演算装置 制御装置 記憶装置 入出力装置から構成されている 演算装置 CPU の一部で実際に計算を行う装置 制御装置 CPU の一部で演算装置や入出力装置 記憶装置の読み書きなどを制御する装置 記憶装置プログラムや情報 データを一時的 第 1 回 C 言語講座 1. コンピュータって? だいたいは 演算装置 制御装置 記憶装置 入出力装置から構成されている 演算装置 CPU の一部で実際に計算を行う装置 制御装置 CPU の一部で演算装置や入出力装置 記憶装置の読み書きなどを制御する装置 記憶装置プログラムや情報 データを一時的 あるいは半永久的に保存する装置 CPU が直接読み書きできる主記憶装置 ( メモリ ) と データの保管などに使われる補助記憶装置

More information

スライド 1

スライド 1 Dispatch 0 年後学期 計算機アーキテクチャ第二 (O) アウトオブオーダ実行プロセッサとバックエンド フロントエンド 命令ウィンドウ : 命令を格納するバッファ ALU Dispatch 命令フェッチ, デコード, リネーミング バックエンド ディスパッチ (dispatch) : 命令ウィンドウに命令を格納する動作 発行 (issue, fire) : 命令ウィンドウから, データ依存が解消された命令を機能ユニットに送り出す動作

More information

cmpsys13w03_cpu_hp.ppt

cmpsys13w03_cpu_hp.ppt 情報システム論 第 3 章! CPU! 根来 均 Outline! u CPU の主な働き! u CPU での命令実行処理! u CPU の高速化技術! u CPU の性能評価方法 手段! u 並列計算機! u 現在の CPU の動向 CPU の主な働き u 制御装置 (Control Unit, CU)! プログラム制御 ( 命令の解読 実行 分岐命令 データ転送命令 )! 入出力制御 ( 入出力動作と内部処理

More information

Microsoft PowerPoint - Chap2 [Compatibility Mode]

Microsoft PowerPoint - Chap2 [Compatibility Mode] 計算機構成論 (Chap. 2) @C http://www.ngc.is.ritsumei.ac.jp/~ger/lectures/comparch22/index.html (user=ganbare, passwd = 初回の講義で言いました ) 講義に出るなら 分からないなら質問しよう 単位を取りたいなら 章末問題は自分で全部といておこう ( レポートと考えればいいんです!) ご意見 ご要望

More information

Microsoft PowerPoint - Lec ppt [互換モード]

Microsoft PowerPoint - Lec ppt [互換モード] 0 年後学期 アウトオブオーダ実行プロセッサの構成 計算機アーキテクチャ第二 (O) アウトオブオーダ実行プロセッサとバックエンド フロントエンド 命令ウィンドウ : 命令を格納するバッファ 命令ウィンドウ ALU レジスタファイル ALU スケジューラ等 Register Dispatch 命令フェッチ, デコード, リネーミング バックエンド アウトオブオーダ実行プロセッサの構成 ディスパッチ

More information

スライド 1

スライド 1 計算機の構造とプログラムの実行 1 計算機の基本構成 メモリ プロセッサ データ領域 データデータデータ load store レジスタ PC プログラム領域 命令命令命令 演算器 (ALU) 2 計算機の基本動作 プロセッサは, メモリのプログラム領域から命令をアドレス順に読み出して実行する 演算は ALU (Arithmetic Logic Unit) が行う 必要に応じて, メモリとプロセッサ内のレジスタとの間でデータを移動する

More information

PowerPoint プレゼンテーション

PowerPoint プレゼンテーション コンパイラとプログラミング言語 第 3 4 週 プログラミング言語の形式的な記述 2014 年 4 月 23 日 金岡晃 授業計画 第 1 週 (4/9) コンパイラの概要 第 8 週 (5/28) 下向き構文解析 / 構文解析プログラム 第 2 週 (4/16) コンパイラの構成 第 9 週 (6/4) 中間表現と意味解析 第 3 週 (4/23) プログラミング言語の形式的な記述 第 10 週

More information

Microsoft Word - レポート回答集.docx

Microsoft Word - レポート回答集.docx 授業内レポート第 1 回学籍番号名前 (1) 下記の単語のうち, 簡単に説明できるものに を, 説明はできないが聞いたことがあるものに をつけよ. 2 進数 10 進数機械語ギガバイトテラバイトスタック パイプライン再起呼出し浮動小数点 2 の補数仮想記憶排他的論理和 分岐予測コンパイラ投機実行 C# java android (2) 下記のサービスのうち, 実際に登録して利用しているものに を,

More information

Microsoft PowerPoint - Chap4 [Compatibility Mode]

Microsoft PowerPoint - Chap4 [Compatibility Mode] 計算機構成論 (Chap. ) @C01 http://www.ngc.is.ritsumei.ac.jp/~ger/lectures/comparch2012/index.html (user=ganbare, passwd = 初回の講義で言いました ) 講義に出るなら 分からないなら質問しよう 単位を取りたいなら 章末問題は自分で全部といておこう ( レポートと考えればいいんです!) ご意見

More information

この方法では, 複数のアドレスが同じインデックスに対応づけられる可能性があるため, キャッシュラインのコピーと書き戻しが交互に起きる性のミスが発生する可能性がある. これを回避するために考案されたのが, 連想メモリアクセスができる形キャッシュである. この方式は, キャッシュに余裕がある限り主記憶の

この方法では, 複数のアドレスが同じインデックスに対応づけられる可能性があるため, キャッシュラインのコピーと書き戻しが交互に起きる性のミスが発生する可能性がある. これを回避するために考案されたのが, 連想メモリアクセスができる形キャッシュである. この方式は, キャッシュに余裕がある限り主記憶の 計算機システム Ⅱ 演習問題学科学籍番号氏名 1. 以下の分の空白を埋めなさい. CPUは, 命令フェッチ (F), 命令デコード (D), 実行 (E), 計算結果の書き戻し (W), の異なるステージの処理を反復実行するが, ある命令の計算結果の書き戻しをするまで, 次の命令のフェッチをしない場合, ( 単位時間当たりに実行できる命令数 ) が低くなる. これを解決するために考案されたのがパイプライン処理である.

More information

プログラマから見えるCPU 一番下のレベルでコンピュータ上のプログラムがど のように表現されているかを理解する プログラムがどう表現されているか プログラムはコンピュータのメモリ上に載っている コンピュータのメモリには数字しか格納できない したがってプログラムは数字である どう表現されているのか 数

プログラマから見えるCPU 一番下のレベルでコンピュータ上のプログラムがど のように表現されているかを理解する プログラムがどう表現されているか プログラムはコンピュータのメモリ上に載っている コンピュータのメモリには数字しか格納できない したがってプログラムは数字である どう表現されているのか 数 計算機学 モデル計算機とソフトウェア プログラマから見えるCPU 一番下のレベルでコンピュータ上のプログラムがど のように表現されているかを理解する プログラムがどう表現されているか プログラムはコンピュータのメモリ上に載っている コンピュータのメモリには数字しか格納できない したがってプログラムは数字である どう表現されているのか 数字で表現された 命令 機械語 CPUごとに異なる コンピュータの構成

More information

1 はじめに このアプリケーションは 計算機ハードウェア論 のアセンブリ言語 ( 超簡単命令セット ) の理解を助けるために製作されました 便宜的に機能を追加 削除した箇所があるため このアプリケーション上での動き方が実際のCPUでの動き方と異なる場合があることに留意してください このアプリケーショ

1 はじめに このアプリケーションは 計算機ハードウェア論 のアセンブリ言語 ( 超簡単命令セット ) の理解を助けるために製作されました 便宜的に機能を追加 削除した箇所があるため このアプリケーション上での動き方が実際のCPUでの動き方と異なる場合があることに留意してください このアプリケーショ アセンブリ言語 ( 超簡単命令セット版 ) 取扱説明書 平成 26 年 2 月改訂版 目次 1 はじめに 2 1.1 利用できるデータの範囲やアドレス空間 命令長についての注意 2 2 プログラムの書き方と実行の方法 3 2.1 このマニュアルでの表記について 3 2.2 入力上の注意 3 2.2.1 使用できる文字について 3 2.2.2 ラベルの付け方 3 2.3 命令長の書き方 4 2.3.1

More information

Microsoft PowerPoint - Chap3 [Compatibility Mode]

Microsoft PowerPoint - Chap3 [Compatibility Mode] 計算機構成論 (Chap. 3) @C4 http://www.ngc.is.ritsumei.ac.jp/~ger/lectures/comparch22/index.html (user=ganbare, passwd = 初回の講義で言いました ) 講義に出るなら 分からないなら質問しよう 単位を取りたいなら 章末問題は自分で全部といておこう ( レポートと考えればいいんです!) ご意見 ご要望

More information

スライド 1

スライド 1 東北大学工学部機械知能 航空工学科 2015 年度 5 セメスター クラス D 計算機工学 5. 命令セットアーキテクチャ ( 教科書 6.1 節, 6.2 節 ) 大学院情報科学研究科鏡慎吾 http://www.ic.is.tohoku.ac.jp/~swk/lecture/ 計算機の基本構成 メモリ プロセッサ データ領域 データデータデータ load store レジスタ PC プログラム領域

More information

PowerPoint プレゼンテーション

PowerPoint プレゼンテーション 計算機基礎第 7 回 ノイマン型計算機 (2) 1 スタックの練習問題 逆ポーランド表記 ( 後置記法 : postfix notation) に変換してみよ 1+2*3+4 1 2 3 * + 4 + (1+2)*3+4 1 2 + 3 * 4 + 1+2*(3+4) 下の 3 番目と同じ 中置記法 (infix notation) に変換してみよ 1 2 + 3 * 4 + (1 + 2) *

More information

.,. 0. (MSB). =2, =1/2.,. MSB LSB, LSB MSB. MSB 0 LSB 0 0 P

.,. 0. (MSB). =2, =1/2.,. MSB LSB, LSB MSB. MSB 0 LSB 0 0 P , 0 (MSB) =2, =1/2, MSB LSB, LSB MSB MSB 0 LSB 0 0 P61 231 1 (100, 100 3 ) 2 10 0 1 1 0 0 1 0 0 100 (64+32+4) 2 10 100 2 5, ( ), & 3 (hardware), (software) (firmware), hardware, software 4 wired logic

More information

Microsoft PowerPoint - 1st

Microsoft PowerPoint - 1st コンピュータ概論第 1 回 授業導入 授業導入 コンピュータとは? Computer = 計算機 compute: 動詞 計算する computer: 計算するモノ 算盤 ( そろばん ) 計算尺 電卓 コンピュータ コンピュータ 単なる計算の道具ではない 計算を行う 算盤, 計算尺, 電卓, コンピュータ 計算を高速に行う 電卓, コンピュータ 大量のデータを記憶, 処理する コンピュータ さまざまなデータを処理する

More information

目次 [ はじめに ] 1 [1] レジスタについて 1 [2] 8ビット転送命令 1 1. MOV 1, MOV,M 2 3. MOV M, 2 4. MVI,B MVI M,B LDAX B 2 7. LDAX D 2 8. LDA NN 2 9. STAX

目次 [ はじめに ] 1 [1] レジスタについて 1 [2] 8ビット転送命令 1 1. MOV 1, MOV,M 2 3. MOV M, 2 4. MVI,B MVI M,B LDAX B 2 7. LDAX D 2 8. LDA NN 2 9. STAX ND80ZⅢ 8080 命令説明書 ( 有 ) 中日電工 目次 [ はじめに ] 1 [1] レジスタについて 1 [2] 8ビット転送命令 1 1. MOV 1,2 1 2. MOV,M 2 3. MOV M, 2 4. MVI,B2 2 5. MVI M,B2 2 6. LDAX B 2 7. LDAX D 2 8. LDA NN 2 9. STAX B 2 10. STAX D 2 11. STA

More information

UNIX 初級講習会 (第一日目)

UNIX 初級講習会 (第一日目) 情報処理概論 工学部物質科学工学科応用化学コース機能物質化学クラス 第 3 回 2005 年 4 月 28 日 計算機に関する基礎知識 Fortranプログラムの基本構造 文字や数値を画面に表示する コンパイル時のエラーへの対処 ハードウェアとソフトウェア ハードウェア 計算, 記憶等を行う機械 ソフトウェア ハードウェアに対する命令 データ ソフトウェア ( 命令 ) がないとハードウェアは動かない

More information

Microsoft PowerPoint - 7.Arithmetic.ppt

Microsoft PowerPoint - 7.Arithmetic.ppt 第 7 章デジタル演算回路 1 デジタル信号処理音声, 音楽, 通信信号 信号 = 符号付き 2 進データ 負の数値の表現方法 2 2 進数 n ビット n-1 =Σb i 2 i 0 2 の補数 +=2 n n-1 n-1 2 n =1+Σb i 2 i +Σb i 2 i 0 0 n-1 =2 n ー =1+Σb i 2 i 0 3 2 進数の補数 2 の補数 各桁のビットを反転した後で最下位に

More information

講義計画 1. コンピュータの歴史 1 2. コンピュータの歴史 2 3. コンピュータの歴史 3 4. 論理回路と記憶, 計算 : レジスタとALU 5. 主記憶装置とALU, レジスタの制御 6. 命令セットアーキテクチャ 7. 演習問題 8. パイプライン処理 9. メモリ階層 : キャッシュ

講義計画 1. コンピュータの歴史 1 2. コンピュータの歴史 2 3. コンピュータの歴史 3 4. 論理回路と記憶, 計算 : レジスタとALU 5. 主記憶装置とALU, レジスタの制御 6. 命令セットアーキテクチャ 7. 演習問題 8. パイプライン処理 9. メモリ階層 : キャッシュ 計算機システム Ⅱ キャッシュと仮想記憶 和田俊和 講義計画 1. コンピュータの歴史 1 2. コンピュータの歴史 2 3. コンピュータの歴史 3 4. 論理回路と記憶, 計算 : レジスタとALU 5. 主記憶装置とALU, レジスタの制御 6. 命令セットアーキテクチャ 7. 演習問題 8. パイプライン処理 9. メモリ階層 : キャッシュと仮想記憶 ( 本日 ) 10. 命令レベル並列処理

More information

スライド タイトルなし

スライド タイトルなし 2019. 7.18 Ibaraki Univ. Dept of Electrical & Electronic Eng. Keiichi MIYAJIMA 今後の予定 7 月 18 日メモリアーキテクチャ1 7 月 22 日メモリアーキテクチャ2 7 月 29 日まとめと 期末テストについて 8 月 5 日期末試験 メモリアーキテクチャ - メモリ装置とメモリアーキテクチャ - メモリアーキテクチャメモリ装置とは?

More information

前回までの復習 情報処理工学 : 第 5 回 第 4 章コンピュータの基本構成 第 6 回へ 第 2 章ディジタルデータの表し方 2/8/10/16 進数とは? 2/10/16 進数の変換 特に 小数点以下の数字を含む 10 進数の 2 進数表現を学習 2 の補数 : 引き算に必要な考え方 第 3

前回までの復習 情報処理工学 : 第 5 回 第 4 章コンピュータの基本構成 第 6 回へ 第 2 章ディジタルデータの表し方 2/8/10/16 進数とは? 2/10/16 進数の変換 特に 小数点以下の数字を含む 10 進数の 2 進数表現を学習 2 の補数 : 引き算に必要な考え方 第 3 前回までの復習 情報処理工学 : 第 5 回 第 4 章コンピュータの基本構成 第 6 回へ 第 2 章ディジタルデータの表し方 2/8/10/16 進数とは? 2/10/16 進数の変換 特に 小数点以下の数字を含む 10 進数の 2 進数表現を学習 2 の補数 : 引き算に必要な考え方 第 3 章 : 論理回路 論理 ( ブール ) 代数 AND/OR/NOT/NAND/NOR/ExOR と真理値表

More information

情報工学Ⅰ-02

情報工学Ⅰ-02 第 2 回コンピュータの構成 学習目標 最低でも コンピュータを構成する 5 つの要素について理解して欲しい そのステップをクリアできたなら それぞれの構成要素ごとに 具体的にどんな機器が用いられていて それぞれの機器がどんな特徴を持っているかを理解して欲しい 用語 キーワード CPU, 中央制御装置 入出力装置 補助記憶装置 主記憶装置 演算装 置 制御装置 バス マザーボード スロット コネクタ

More information

6. パイプライン制御

6. パイプライン制御 6. パイプライン制御 パイプライン (Pipelining) 命令のスループットをあげて性能を向上する Program eection order Time (in instrctions) lw $, ($) fetch 2 4 6 8 2 4 6 8 Data access lw $2, 2($) 8 ns fetch Data access lw $3, 3($) Program eection

More information

Microsoft PowerPoint - ar10_08.ppt

Microsoft PowerPoint - ar10_08.ppt 前回まで コンピュータアーキテクチャ (8) 2010/11/24 山内担当クラス CPU の大まかな仕組を理解した 構成要素は何か? 汎用レジスタ プログラムカウンタ ALUとは何か など 命令はどのように実行されるか 命令の実行サイクルはどういうものか CPI MIPSとは何か 命令について理解した 命令 ( 語 ) の構成要素は何か オペランドとは何か 2 オペランドとは何か 様々なアドレッシングモードを説明せよ

More information

2005 1

2005 1 25 SPARCstation 2 CPU central processor unit 25 2 25 3 25 4 DRAM 25 5 25 6 : DRAM 25 7 2 25 8 2 25 9 2 bit: binary digit V 2V 25 2 2 2 2 4 5 2 6 3 7 25 A B C A B C A B C A B C A C A B 3 25 2 25 3 Co Cin

More information

PowerPoint Presentation

PowerPoint Presentation マイクロプロセッサ ( 第 1 回 ) P. Ravindra S De Silva ravi@tut.jp 1 はじめに 情報 知能工学系学生実験サイト http://www.cs.tut.ac.jp/jikken/ 実験の説明資料などはWeb 上で公開中 http://www.icd.cs.tut.ac.jp/~ravi/mp/index.html 受け取りは メールにて行う 宛先は desilva.teaching@gmail.com

More information

書式に示すように表示したい文字列をダブルクォーテーション (") の間に書けば良い ダブルクォーテーションで囲まれた文字列は 文字列リテラル と呼ばれる プログラム中では以下のように用いる プログラム例 1 printf(" 情報処理基礎 "); printf("c 言語の練習 "); printf

書式に示すように表示したい文字列をダブルクォーテーション () の間に書けば良い ダブルクォーテーションで囲まれた文字列は 文字列リテラル と呼ばれる プログラム中では以下のように用いる プログラム例 1 printf( 情報処理基礎 ); printf(c 言語の練習 ); printf 情報処理基礎 C 言語についてプログラミング言語は 1950 年以前の機械語 アセンブリ言語 ( アセンブラ ) の開発を始めとして 現在までに非常に多くの言語が開発 発表された 情報処理基礎で習う C 言語は 1972 年にアメリカの AT&T ベル研究所でオペレーションシステムである UNIX を作成するために開発された C 言語は現在使われている多数のプログラミング言語に大きな影響を与えている

More information

Microsoft PowerPoint - H2.ppt [互換モード]

Microsoft PowerPoint - H2.ppt [互換モード] 力装置はじめに マイクロプロセッサ ( 第 回 ) 担当 : 佐竹純二 情報 知能工学系学生実験サイト http://www.cs.tut.ac.jp/jikken/ 実験の説明資料などは Web 上で公開中 http://www.aisl.cs.tut.ac.jp/~satake/class/ 実験レポートの受け取りはMoodle 上で行う https://moodle.imc.tut.ac.jp/course/view.php?id=285

More information

< コンピュータの基本的仕組み > コンピュータは, クロック信号と呼ばれる周期的な論理信号に同期し, 主記憶装置に記憶され ている命令を, 以下の手順で読み込み, 実行することにより動作している. 命令読み込み Instruction Fetch 命令解読 Decode 命令実行 Executio

< コンピュータの基本的仕組み > コンピュータは, クロック信号と呼ばれる周期的な論理信号に同期し, 主記憶装置に記憶され ている命令を, 以下の手順で読み込み, 実行することにより動作している. 命令読み込み Instruction Fetch 命令解読 Decode 命令実行 Executio 1 回目 : マイクロプロセッサとパーソナルコンピュータの誕生と発展 < コンピュータの仕組み : ノイマン型コンピュータ > 現在使用されているコンピュータは, ほぼ例外なく, ノイマン型コンピュータである. 主記憶装置 Main memory 中央演算処理装置 Central Processing Unit (CPU) 入出力装置 Input/Output ノイマン型コンピュータは, バスとその他の制御線

More information

スライド 1

スライド 1 東北大学工学部機械知能 航空工学科 2019 年度クラス C D 情報科学基礎 I 7. MIPS の命令と動作 分岐 ジャンプ 関数呼出し ( 教科書 7 章命令一覧は p.113) 大学院情報科学研究科 鏡慎吾 http://www.ic.is.tohoku.ac.jp/~swk/lecture/ 分岐 ジャンプ命令 条件文や繰り返し文などを実現するには, 命令の実行順の制御が必要 (C 言語

More information

arduino プログラミング課題集 ( Ver /06/01 ) arduino と各種ボードを組み合わせ 制御するためのプログラミングを学 ぼう! 1 入出力ポートの設定と利用方法 (1) 制御( コントロール ) する とは 外部装置( ペリフェラル ) が必要とする信号をマイ

arduino プログラミング課題集 ( Ver /06/01 ) arduino と各種ボードを組み合わせ 制御するためのプログラミングを学 ぼう! 1 入出力ポートの設定と利用方法 (1) 制御( コントロール ) する とは 外部装置( ペリフェラル ) が必要とする信号をマイ arduino プログラミング課題集 ( Ver.5.0 2017/06/01 ) arduino と各種ボードを組み合わせ 制御するためのプログラミングを学 ぼう! 1 入出力ポートの設定と利用方法 (1) 制御( コントロール ) する とは 外部装置( ペリフェラル ) が必要とする信号をマイコンから伝える 外部装置の状態をマイコンで確認する 信号の授受は 入出力ポート 経由で行う (2) 入出力ポートとは?

More information

i コロナ社 AND OR NOT SRAM IC

i コロナ社 AND OR NOT SRAM IC i ANDORNOT SRAM IC ii SRAM PIC 1 1. 1 ディジタルコード 1 1. 2 自然数と正の有理数の 2 進コード 3 1.2.1 アラビア数字による自然数の各種コード 3 1.2.2 正の有理数の 2 進コード 5 1.2.3 自然数の各種コードの基数変換 6 1. 3 ビット 8 1. 4 エンコーダデコーダ 13 2 2. 1 文字 数字 その他の記号のディジタルコード

More information

Microsoft Word - 実験4_FPGA実験2_2015

Microsoft Word - 実験4_FPGA実験2_2015 FPGA の実験 Ⅱ 1. 目的 (1)FPGA を用いて組合せ回路や順序回路を設計する方法を理解する (2) スイッチや表示器の動作を理解し 入出力信号を正しく扱う 2. スケジュール項目 FPGAの実験 Ⅱ( その1) FPGAの実験 Ⅱ( その2) FPGAの実験 Ⅱ( その3) FPGAの実験 Ⅱ( その4) FPGAの実験 Ⅱ( その5) FPGAの実験 Ⅱ( その6) FPGAの実験 Ⅱ(

More information

Microsoft PowerPoint - Lecture ppt [互換モード]

Microsoft PowerPoint - Lecture ppt [互換モード] 2012-05-31 2011 年前学期 TOKYO TECH 固定小数点表現 計算機アーキテクチャ第一 (E) あまり利用されない 小数点の位置を固定する データ形式 (2) 吉瀬謙二計算工学専攻 kise_at_cs.titech.ac.jp W641 講義室木曜日 13:20-14:50-2.625 符号ビット 小数点 1 0 1 0 1 0 1 0 4 2 1 0.5 0.25 0.125

More information

計算機アーキテクチャ

計算機アーキテクチャ 計算機アーキテクチャ 第 3 回コンピュータのハードウェア 2014 年 4 月 21 日 電気情報工学科 田島孝治 1 授業スケジュール ( 前期 ) 2 回 日付タイトル 回日付タイトル 1 4/7 コンピュータ技術の歴史と コンピュータアーキテクチャ 2 4/14 ノイマン型コンピュータ 3 4/21 コンピュータのハードウェア 4 4/28 数と文字の表現 5 5/12 固定小数点数と浮動小数点表現

More information

Microsoft PowerPoint ppt

Microsoft PowerPoint ppt コード生成 (2) http://cis.k.hosei.ac.jp/~asasaki /lect/compiler/2007-1211.pdf 1 概要 宣言文と記号表 ( 配列 ) 今日はやりません 2 宣言 a = 1; b = a+2; putint(b); int main(){ int a; int b; a = 1; b = a+2; putint(b); } PUSH 0 26 LDC

More information

PowerPoint Presentation

PowerPoint Presentation コンピュータ科学 II 担当 : 武田敦志 http://takeda.cs.tohoku gakuin.ac.jp/ 今日の話 オペレーティングシステム コンピュータを利用するための基本ソフト オペレーティングシステムの役割 プロセスの管理主記憶の管理出入力の管理ファイルの管理 タイムシェアリングシステム仮想記憶排他制御ディレクトリ構造

More information

スライド 1

スライド 1 入出力,OS, 計算機の高速化 1 0 と 1 の世界 これまで何を学んだか 2 進数, 算術演算, 論理演算, 浮動小数点数 計算機はどのように動くのか プロセッサとメモリ 演算命令, ロード ストア命令, 分岐命令 計算機はどのように構成されているのか 組合せ回路 論理関数 論理式の標準形, 論理式の簡単化 順序回路 有限状態機械 メインメモリ, キャッシュメモリ 2 目次 プロセッサとメモリ

More information

スライド 1

スライド 1 東北大学工学部機械知能 航空工学科 2019 年度クラス C D 情報科学基礎 I 5. 命令セットアーキテクチャ ( 教科書 6.1 節, 6.2 節 ) 大学院情報科学研究科 鏡慎吾 http://www.ic.is.tohoku.ac.jp/~swk/lecture/ 計算機の基本構成 メモリ プロセッサ データ領域 データデータデータ load store レジスタ PC プログラム領域 命令命令命令

More information

スライド 1

スライド 1 3. 演算命令を学ぼう 本稿の Web ページ http://www.mybook-pub-site.sakura.ne.jp/pic/index.html 1 ; ADD このソースファイルを各自打ち込んで下さい. EQU 0x0C ; at 0C 足し算を実行するプログラムの例です. MOVLW B 00000001 ; Load 0x01 to W ADDLW B'00000011' ; W

More information

スライド 1

スライド 1 知能制御システム学 画像処理の高速化 OpenCV による基礎的な例 東北大学大学院情報科学研究科鏡慎吾 swk(at)ic.is.tohoku.ac.jp 2007.07.03 リアルタイム処理と高速化 リアルタイム = 高速 ではない 目標となる時間制約が定められているのがリアルタイム処理である.34 ms かかった処理が 33 ms に縮んだだけでも, それによって与えられた時間制約が満たされるのであれば,

More information

スライド 1

スライド 1 順序回路 (2) 1 順序回路の設計 組合せ論理回路の設計法 構造や規則性に着目した手設計 ( 先人の知恵を使う ) 入力 出力の関係に基づく自動合成 ( カルノー図など ) 順序回路の設計法 構造や規則性に着目した手設計 ( 前回の各例 ) 入力 出力 状態の関係に基づく自動合成 2 同期式順序回路の入力 出力 状態の関係 x 1 x 2 組合せ回路 y 1 y 2 x n q 2 q p q 1

More information

-2 外からみたプロセッサ GND VCC CLK A0 A1 A2 A3 A4 A A6 A7 A8 A9 A10 A11 A12 A13 A14 A1 A16 A17 A18 A19 D0 D1 D2 D3 D4 D D6 D7 D8 D9 D10 D11 D12 D13 D14 D1 MEMR

-2 外からみたプロセッサ GND VCC CLK A0 A1 A2 A3 A4 A A6 A7 A8 A9 A10 A11 A12 A13 A14 A1 A16 A17 A18 A19 D0 D1 D2 D3 D4 D D6 D7 D8 D9 D10 D11 D12 D13 D14 D1 MEMR 第 回マイクロプロセッサのしくみ マイクロプロセッサの基本的なしくみについて解説する. -1 マイクロプロセッサと周辺回路の接続 制御バス プロセッサ データ バス アドレス バス メモリ 周辺インタフェース バスの基本構成 Fig.-1 バスによる相互接続は, 現在のコンピュータシステムのハードウェアを特徴づけている. バス (Bus): 複数のユニットで共有される信号線システム内の データの通り道

More information