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情報工学
 
改訂新版
コンピュータアーキテクチャの基礎

book

発売日:2003.04.20
定価:本体3,800円+税

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本書は、大学、高等専門学校、専修学校等の理工系情報系専門分野用教科書として好評を頂いた“コンピュータアーキテクチャの基礎”を全面改訂し新版としたものである。
初版を出版してから約10年(コンピュータの世代としては1世代)が過ぎた。この間のコンピュータシステムの要素技術の進歩は著しいが、“コンピュータアーキテクチャの基礎”すなわち“フォンノイマン型(以下、“ノイマン型”という)コンピュータの原理”は変わっていない。したがって、この改訂新版では、ノイマン型コンピュータアーキテクチャを実現するためのハードウェアおよびソフトウェアの両要素技術についての記述を、この10年間(コンピュータの1世代)の技術革新に合わせて、全面改訂している。
また、初版については、この10年間に、教育現場や読者諸氏からいろいろなご意見やご批評を頂いている。加除修正が簡単な個所については増刷のたびに“局所的な”修正として対処してきたが、この改訂新版では“広域的な”修正を行い、これらのご意見などに根本的にも対処している。さらには、日本語の磨き直しも全ページに渡って行っている。

具体的な改訂方針の骨子は次の3点である。
・ノイマン型コンピュータの代表例を“メインフレームコンピュータ”から読者の身近にある“パソコン”や“ワークステーション”としている。
・種々の実例を現況に合わせ直した。特に、技術革新の著しいメモリアーキテクチャ(第7章)、入出力アーキテクチャ(第8章)、通信アーキテクチャ(第9章)についてはほぼ新規に書き下ろしている。
・アーキテクチャおよびそれを実現するソフトウェアとハードウェアの各要素技術について、現況に合わせてまた今後を展望しつつ加除修正している。

 
著者 柴山 潔(京都工芸繊維大学教授)
ページ数 420
サイズ A5
ISBN 4-7649-0304-0
     
主要目次

1. コンピュータアーキテクチャとは
1.1 コンピュータシステムにおけるハードウェアとソフトウェアの機能分担
1.1.1 コンピュータシステム
1.1.2 コンピュータシステムにおける種々のトレードオフ
1.1.3 コンピュータシステムによる情報処理の階層構造
1.1.4 コンピュータアーキテクチャ
1.2 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
1.2.1 コンピュータ技術とコンピュータアーキテクチャ
1.2.2 コンピュータの世代
演習問題
2.基本アーキテクチャ
2.1 ノイマン型コンピュータの基本ハードウェア構成
2.1.1 ノイマン型コンピュータの原理と特徴
2.1.2 コンピュータの基本ハードウェア構成
2.2 基本命令セットアーキテクチャ
2.2.1 ソフトウェアの構成要素
2.2.2 命令形式
2.2.3 アドレス指定モード
2.2.4 データ形式
2.2.5 命令実行サイクル
2.2.6 基本命令セット
2.2.7 ハードウェアとシステムプログラム
演習問題
3.コンピュータにおける数表現
3.1 2進数
3.1.1 10進数と2進数
3.1.2 数値の表現
3.1.3 基数変換
3.2 数値データの数表現
3.2.1 固定小数点数表現
3.2.2 浮動小数点数表現
3.3 文字の表現
3.3.1 10進数の2進コード表現
3.3.2 文字の2進コード表現
演習問題
4.論理回路
4.1 組み合わせ論理回路
4.1.1 基本論理演算と演算素子
4.1.2 組み合わせ回路の構成
4.1.3 組み合わせ回路による基本ハードウェア機構の構成例
4.2 順序回路
4.2.1 順序回路の構成
4.2.2 フリップフロップ
4.2.3 カウンタ
4.2.4 順序回路による基本ハードウェア機構の構成例
4.3 プログラム可能論理回路
4.3.1 メモリによる組み合わせ回路の構成
4.3.2 プログラム可能論理素子
演習問題
5.制御アーキテクチャ
5.1 制御アーキテクチャ
5.1.1 制御方式
5.1.2 マシン命令の実行と制御
5.1.3 制御機構
5.1.4 マイクロプログラム制御
5.2 命令実行順序制御
5.2.1 命令実行順序制御機構
5.2.2 命令パイプライン処理
5.2.3 制御機構とオペレーティングシステム
5.3 割り込み
5.3.1 割り込みとは
5.3.2 割り込み処理機構
演習問題
6.演算アーキテクチャ
6.1 固定小数点数の算術演算装置
6.1.1 固定小数点数の加減算
6.1.2 固定小数点数の加減算機構
6.1.3 固定小数点数の乗算機構
6.1.4 固定小数点数の除算機構
6.2 浮動小数点数の算術演算装置
6.2.1 浮動小数点数の算術演算
6.2.2 浮動小数点数の演算機構
6.3 その他の演算装置
6.3.1 論理演算器
6.3.2 シフタ
6.4 ALUアーキテクチャ
6.4.1 ALUのハードウェア構成
6.4.2 演算の高速化手法
演習問題
7.メモリアーキテクチャ
7.1 メモリ装置とメモリアーキテクチャ
7.1.1 メモリアーキテクチャ
7.1.2 メモリ装置の種類
7.1.3 メモリ階層
7.1.4 メインメモリ
7.1.5 ファイル装置
7.1.6 そのほかのメモリ機構
7.2 仮想メモリ
7.2.1 仮想メモリとは
7.2.2 仮想メモリ機構
7.2.3 アドレス変換
7.2.4 ブロック置換
7.3 キャッシュ
7.3.1 メモリ階層とキャッシュ
7.3.2 キャッシュ機構
7.3.3 キャッシュアーキテクチャ
演習問題
8.入出力アーキテクチャ
8.1 入出力機能
8.1.1 入出力と入出力制御
8.1.2 入出力装置
8.2 入出力制御
8.2.1 入出力制御機能
8.2.2 入出力コントローラ
8.2.3 内部装置と入出力制御
8.2.4 入出力バス
演習問題
9.通信アーキテクチャ
9.1 通信機能
9.1.1 通信と通信制御
9.1.2 通信装置
9.2 通信制御
9.2.1 通信制御の標準化
9.2.2 通信制御機能
9.2.3 データリンク層プロトコル
9.3 ネットワークアーキテクチャ
9.3.1 コンピュータネットワーク
9.3.2 ローカルエリアネットワーク(LAN)
9.3.3 ワイドエリアネットワーク(WAN)
演習問題
演習問題のヒント

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