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最終更新日:2020/05/21  
筑波大学 教育課程編成支援システム

GB31111 並列処理アーキテクチャI

1.0 単位, 3・4 年次, 春AB 火5
三宮 秀次, 冨安 洋史

授業概要

並列処理の必要性と並列処理アーキテクチャの基礎を習得する。具体的には、これまでに実現されてきた並列処理アーキテクチャの概要、および、ペトリネットによる並列処理のモデル化と検証手法を理解する。また、ネットワーキングアーキテクチャ、低消費電力化、LSI実現における設計技術などの最近の動向および今後の課題についての知見を得る。

備考

授業形態

講義

学位プログラム・コンピテンスとの関係

・汎用コンピテンス
2. 批判的・創造的思考力
4. 広い視野と国際性
・専門コンピテンス
3. 情報システム分野の専門能力
6. 実践的技術力と問題解決能力
7. 情報専門技術者としての倫理

授業の到達目標(学修成果)

並列処理の必要性とこれまでの実現法を並列処理モデルを用いて理解する。
ペトリネットグラフによる並列処理のモデル化と検証手法を理解する。
同時並行/パイプライン/多重処理を理解する。
最近の動向と将来の方向性について知見を得る。

キーワード

並列処理アーキテクチャ, ネットワーキングアーキテクチャ, ペトリネットモデル

授業計画

まず,並列処理の必要性と従来の実現法の問題点を示す。次に,同時並行/パイプライン/多重処理を表現するペトリネットなど並列処理モデルを用いて,アーキテクチャの在り方を講義するとともに,将来を展望する。

第1回並列処理の必要性
・高性能化
・信頼性の向上
・柔軟性の付与
  
第2回並列処理アーキテクチャの変遷
・SIMD、MIMD
・スーパスカラ、VLIW
・超並列アーキテクチャ
・チップマルチプロセッサ
  
第3回ペトリネットモデルによるモデル化と検証手法(1/2)
・ペトリネットグラフ
・可達木
  
第4回ペトリネットモデルによるモデル化と検証手法(2/2)
・到達可能集合
・安全性、保存性、有界性
・データフローグラフ
・計算原理
・条件分岐、ランク、クリティカルパス
  
第5回ノイマン型アーキテクチャ
・命令実行パイプライン
・スケーラビリティ
・並列プログラムの生成・保守
  
第6回データ駆動アーキテクチャ(1/4):静的データ駆動方式、動的データ駆動方式   
第7回データ駆動アーキテクチャ(2/4):実時間多重処理方式   
第8回データ駆動アーキテクチャ(3/4):低消費電力化   
第9回データ駆動アーキテクチャ(4/4):ネットワーキングアーキテクチャ   
第10回今後の展望と課題   

令和2年度春学期は、オンラインで実施します。オンライン講義はオンデマンド型です。資料の配布や課題等の提出にはmanabaを、講義動画の視聴等にはMS teams/streamを使用します。

履修条件

成績評価方法

以下の割合に基づき評価
・各回のクイズ(小課題) 30%
・課題 20%
・レポート 50%

学修時間の割り当て及び授業外における学修方法

授業中に課題を課すことがあります。理解度を確かめるために、指定された期限までに回答を準備するようにしてください。

教材・参考文献・配付資料等

プリント配布(オンラインの場合は、ファイル等を配布)

参考書籍
ペトリネット入門 J.L.ピーターソン 共立出版
なお、必ずしも参考図書を購入する必要は無い。

オフィスアワー等(連絡先含む)

令和2年度のオフィスアワーは、火曜日5限です。

三宮 秀次 随時(事前にメールにて日時・場所を設定) 1002669
冨安 洋史

その他(受講生にのぞむことや受講上の注意点等)

平成24年度までに開設された「並列処理アーキテクチャ」(GB31101)の単位を修得した者の履修は認めない。

他の授業科目との関連

ティーチングフェロー(TF)・ティーチングアシスタント(TA)