計算機システム概論

計算機システムは現代の情報化社会の基盤となっています。本講義では、計算機システムについて、様々な側面から、それがどのように構成されているか、それを設計・利用する上で理解しなければならない基本原理 は何か、ということを学びます。
具体的に扱うトピックは以下の通りです。
1. 計算機アーキテクチャと高速化技術 
2. Operating System 
3. データベースシステム 
4. 分散・並列処理 
5. 科学技術計算 
6. セキュリティ


授業計画:
オムニバス形式でいくつかのトピックを扱います。
1. 計算機アーキテクチャと高速化技術
- 計算機アーキテクチャとは
- フォンノイマンマシンの構造
- CPUの構造
- データの表現
- 高速化の基本    
- 具体的な高速化技法
2. Operating System
- なぜOSが必要か
- コンピュータの仮想化
- プロセス管理
- CPUスケジューリング
- メモリ管理
- 割り込み管理
- ファイルシステム
- その他のOSの仕事
3. データベースシステム
- 何故データベースが必要か
- 関係データモデル
- SQL
- 正規形と一貫性
- 高速化技術
- 障害回復
4. 分散・並列処理
- 分散処理
-- Web サービス
-- メールシステム
-- インターネット
-- 分散ファイルシステム
- 並列処理
-- なぜ今、並列処理が必要か?
-- race condition と同期
-- fork-join と map-reduce
-- future と actor
-- SIMD
-- GPU
5. 科学技術計算
- 常微分方程式
-- 科学技術計算における常微分方程式
-- 常微分方程式の数値計算法
-- 線形多段解法,予測子・修正子法
-- 硬さと安定性
- 偏微分方程式
-- 科学技術計算における偏微分方程式
-- 偏微分方程式の数値計算法
-- 代用電荷法
6. ネットワークとセキュリティ
- セキュリティの基本
- セキュリティへの脅威の分類
- インターネットにまつわるセキュリティ
- 相互認証の安全性

2017年度S1ターム開講 : 火曜2限、金曜2限 521号教室