科目ナンバー

SE-EL2-5C09

履修条件・関連科目等

授業で使用する言語

日本語

授業で使用する言語（その他の言語）

授業の概要

半導体やトランジスタの動作原理、回路モデルとチューリングマシン、プロセッサやメモリ等、コンピュータアーキテクチャの基本となる事項を紹介する。

科目目的

コンピュータの動作原理を解説する。半導体やトランジスタの動作原理を解説した後に、チューリングマシーンや回路モデルの概念を理解していただく。またコンピュータシステムの基本として、プロセッサやメモリなどの概念を学んでいただく。コンピュータの発熱の問題などについても具体例を通して知っていただく。また、可逆コンピューティングの原理とその実装方法についても解説する。

到達目標

コンピュータの基本構造を理解する。

授業計画と内容

第１回　半導体に関する動向
第２回　半導体の背後にあるメカニズム
第３回　半導体の動作原理
第４回　トランジスタの動作原理　
第５回　チューリングマシンの動作原理
第６回　回路モデルの原理
第７回　組み合わせ回路と順序回路
第８回　計算量クラスの構造
第９回　コンピュータのエネルギー消費
第１０回　ランダウアーの原理
第１１回　可逆ゲートの構造
第１２回　可逆コンピューティングの基礎
第１３回　超伝導素子を用いた可逆コンピューティング
第１４回　総括・まとめ:コンピュータのありかたについて

授業時間外の学修の内容

その他

授業時間外の学修の内容（その他の内容等）

毎週教わった内容を復習しておくこと．

授業時間外の学修に必要な時間数／週

・毎週１回の授業が半期（前期または後期）または通年で完結するもの。１週間あたり４時間の学修を基本とします。
・毎週２回の授業が半期（前期または後期）で完結するもの。１週間あたり８時間の学修を基本とします。

成績評価の方法・基準

成績評価の方法・基準（備考）

課題や試験のフィードバック方法

授業時間内で講評・解説の時間を設ける

課題や試験のフィードバック方法（その他の内容等）

アクティブ・ラーニングの実施内容

実施しない

アクティブ・ラーニングの実施内容（その他の内容等）

授業におけるICTの活用方法

実施しない

授業におけるICTの活用方法（その他の内容等）

実務経験のある教員による授業

いいえ

【実務経験有の場合】実務経験の内容

【実務経験有の場合】実務経験に関連する授業内容

テキスト・参考文献等

参考図書：
チューリングの考えるキカイ: 人工知能の父に学ぶコンピュータ・サイエンスの基礎　笠井琢美と阿部彩芽

Quantum Computation and Quantum Information: 10th Anniversary Edition by Michael A. Nielsen (著), Isaac L. Chuang (著)

コンピュータシステムの理論と実装　サイモンショッケン,ノームニッサン

大学入試必修物理(上）(駿台受験叢書)

半導体デバイス　基礎理論とプロセス技術　S. M. ジィー

図解入門業界研究 最新半導体業界の動向とカラクリがよ~くわかる本[第3版] (How-nual図解入門業界研究) 単行本 – 2021/7/16

その他特記事項

参考URL