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Computer Architecture

作りながら簡単に学ぶコンピュータアーキテクチャ

この講義により、受講生はコンピュータアーキテクチャの基礎を固められると期待されます。

  • gamja5
컴퓨터 구조
Computer Architecture
computer-science

学習した受講者のレビュー

こんなことが学べます

  • コンピュータ構造

  • 実際に計算ができるコンピューター

  • 機械語

  • アセンブラ

3

実際に動作するコンピュータを作成します。

コンピュータがどのように動作するのか疑問に思ったことがありますか?この講義では、コンピュータの構造と動作原理を最初から最後まで体系的にお知らせします! 😃
単に概念だけを学ぶのではなく、トランジスタを使って動作するコンピュータを作ってみる講義です。

講義を聞いたら、このような基本ができます。

実際に動作するコンピュータ

単に図式化された説明だけで概念を習得するのではなく、トランジスタという基本的な半導体素子を使って実際に動作するコンピュータを直接作ってみます。 CPUのコアコンポーネントであるALUと制御装置を作成し、レジスタ(コンピュータの最小メモリ単位)とプログラムが格納されるRAMを直接実装しながら、コンピュータの特性を深く理解することができます。

コンピュータの本物の底

トランジスタを使用して、コンピュータに必要なすべての論理ゲートを作成します。論理ゲートを理解するために、論理演算とその法則を学習します。論理演算は、コンピュータ構造だけでなくコンピュータサイエンス全体で使用される重要な概念なので、さまざまな知識を習得するために不可欠な基礎となります。

コンピュータメモリの理解

コンピュータを直接作成してメモリを実装すると、メモリを構成するデバイスとその構造を直接目で確認して理解できます。メモリを実際に作り、目で直接確認するのと同じくらい確実な学習方法があるでしょうか?これは高度な開発者として成長する過程で非常に貴重な経験になるでしょう。

低レベル言語

機械語を直接定義し、それを活用したプログラミング、そして機械語と1:1とマッチングするアセンブリ語によるプログラミング経験により、低レベル言語の理解を深めることができます。
低レベル言語の理解は、高レベル言語を使用してもより深い洞察を提供します。コードを「なぜこのように書くべきか」を根本的に理解できるようになるからです。
また、高水準言語では達成が難しいレベルのパフォーマンス最適化も可能になります。

学習内容

コンピュータ構造の概要

現代のコンピュータが作成されるまでのコンピュータの歴史を見て、コンピュータがプログラムを実行する方法を学びます。

コンピュータのコンポーネント

図を通して、コンピュータのコンポーネントを学習し、全体的なコンピュータ構造を可視化します。また、64ビット、32ビット、そして私たちが自分で作る8ビットコンピュータの違いを見てみましょう。

0と1を扱う

コンピュータを理解するには、コンピュータが扱う0と1を知る必要があります。コンピュータがビットを使用して論理演算を実行する方法とさまざまな論理演算技術を調べます。また、ビットで数値を表現する方法とビット関連の重要な概念を一緒に学習します。

コンピュータに必要な部品の作成

トランジスタと呼ばれるコンピュータを構成する最小単位部品を利用して、コンピュータに必要なすべての部品を作ってみる時間です。これにより、論理回路を自然に理解することができます。理論と実践は有機的につながります。

CPUの作成:算術論理演算装置(ALU)

コンピュータの重要な部分であるCPUを作成する最初の時間です。比較的単純な算術論理演算装置(ALU)を最初に作成します。

メモリの作成

プログラムを構成するコードとデータを保存するには、メモリが不可欠です。最も基本的な1ビットメモリから始めてRAMを作成するプロセスを見てください。

手動で計算してみる

これまでに作成された回路を組み立て、制御装置を持たないコンピューターで直接制御装置として機能し、計算を進めることで、ALUがメモリーからデータを取得して計算する過程を理解し、制御装置の必要性を体感できます。

CPUの作成:制御ユニット(CU)

コンピュータの中核部分であるCPUを作成する最後の時間です。CPUの最も複雑なコンポーネントである制御装置を製作して命令体系を定義した後、これに基づいてプログラム可能なコンピュータを最終組み立てることになります。

機械語とアセンブリ言語のプログラミング

私たちが作ったコンピュータと定義した命令を使って機械語プログラミングを実習します。

受講前の注意

練習環境

  • オペレーティングシステムとバージョン(OS):Windows、Mac、Linux

  • logisim-evolution 3.9.0


学習資料

  • 実習からのすべての回路ファイル(.circ)

  • Gamjabler

選手の知識と注意事項

こんな方に
おすすめです

学習対象は
誰でしょう?

  • コンピュータ工学に初めて触れる学生

  • IT業界で技術的な基盤を固めたい社会人

  • コンピューターを自作してみたい方

  • コンピューターの仕組みを知りたい好奇心旺盛な方々

こんにちは
です。

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講座

저는 인프런에서 컴퓨터 과학(CS) 강의를 준비하고 있는 감자라고 합니다! 😄
학생과 주니어 개발자들이 AI 시대에 단순히 AI에 밀려나지 않고, 기본기를 탄탄히 다져 AI를 능숙히 활용하는 개발자로 성장할 수 있도록 돕는 것을 목표로 합니다.

 

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    솔솔

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        hahaha~

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          우영 강

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          인프런 여태 본거중에 퀼리티 제일좋은강의인듯 유튜브 보는거같아서 금방봤어요

          • 감자
            知識共有者

            재밌게 봐주신 것 같아서 뿌듯하네요~ 소중한 수강평 감사합니다 우영 강님!😄

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          백수취준생

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