機械語序論 (情報学類、平成20年度、3学期 、火曜日 1, 2時限, 3A402)

• 担当： 佐藤 三久、 朴 泰祐
• 内容:(便覧掲載概要)
  機械語によるプログラム作成を実際のマシン上で実習しながら、計算機の構成 を命令セットアーキテクチャレベルで説明する。命令実行の仕組み、演算命令、 制御命令、アドレッシング、入出力、割り込みなどを含む。
• 機械語の命令セットアーキテクチャは、アーキテクチャ、コンパイラ、オペレー ティングシステム等と深い関係がある。「機械語序論」では、PCで広く使われ ているx86アーキテクチャをベースにして、機械語の命令セットアーキテクチャ について説明し、実際の計算機がどのようにしてプログラムを実行するのかを 理解する。また、Ｃ言語によるプログラムと機械語によるプログラムの関係に ついても理解する。
• 学習目標：
  1. 計算機におけるプログラムの動作原理と機械語の命令セットについて理解する。
  2. 簡単なアセンブリ言語によるプログラミングができるようになる。
  3. 言語コンパイラ(Cコンパイラ)から出力されるオブジェクトコードについ て理解する。

• 「機械語序論ホームページ」 http://www.hpcs.cs.tsukuba.ac.jp/lecture-note/kikaigo/
• 後半の講義(朴)のページへの リンク

お知らせ：

• 中間試験を、1/20の2時限に行います。 なお、1/20の1時限目は通常の講義を行います。
• 後半は、朴先生担当です。
• 中間試験を行います。

この講義はコンピュータとアセンブリ言語のプログラミングについての基本的 な知識を身につけることが目標です。ほとんどのプログラムは、Cを初めとす るプログラミング言語を使って書かれていますので、アセンブリ言語すなわち 機械語を直接プログラミングする機会は少なくなっていますが、コンピュータ がどのようにして動作しているかを理解するにはアセンブリ言語を理解するこ とは重要です。

対象マシンとしては、皆さんが多く使っているマシンのプロセッサx86を使い ます。このマシンのアーキテクチャ は必ずしも、初心者がアーキテクチャを学習するのに適しているアーキテクチャ とはいえませんが、「生の」マシンを体験してもらうために、x86のプロ セッサを対象にしていきます。

この講義は、以下のような内容・順番で進めます。(前半：佐藤、後半：朴)

• 第１週 (12/2, 担当 朴)：計算機のしくみと機械語について(演習なし) [講義資料1] [講義資料-スライド]
• 第２週(12/9, 担当 佐藤)：x86アセンブリ言語と基本的な命令 [講義資料2] [課題1] [講義演習のtips] [デバッカgdbの使い方]
• 第３週(12/16, 担当 佐藤)： 演算命令(その２) [講義資料3] [課題2] [捕捉資料3a] [捕捉資料3b]
• 第４週(12/25, 担当 佐藤)：アドレッシングモードと条件分岐 [講義資料4] [課題3]
• 第５週(1/13, 担当 佐藤)：演算命令(その３)、関数呼び出し(その１) [講義資料5] [課題4]
• 1/20: 中間試験(２時限目)
• 第６週(1/20, 担当 朴)：関数呼び出しについて(その２)、呼び出し規則 等について
• 第７週(1/27, 担当 朴) : C言語とのインタフェース,Cコンパイラからのオブジェクトコードの解説
• 第８週(2/3, 担当 朴)：各種語長の演算命令と浮動小数点演算
• 第９週(2/10, 担当 朴)： x86以外のISA
• 第１０週(2/17, 担当 朴)： 未定
• 3/3: 期末試験 (2時限目)

演習課題の提出、試験、資料について：

• ２週目以降は、1時限目 講義 2時限目演習という形で進めます。
• 課題の提出は、電子メールにて

   kikaigo@hpcs.cs.tsukuba.ac.jp
  
  

  宛に、subjectを

   
      kikaigo-kadai 課題番号
  

  の形式で、提出すること。subjectがこの形式でない場合には、無視される可 能性があるので注意すること。
• メールでの提出はcoinsの計算機で行うこと。
• 演習の〆切は、１週間後の演習の時間まで、 とします。
• 成績は、 出席、演習の提出、期末試験 にて、 評価します。
• 必要な資料については、随時、講義の際に配付します。
• E-mailでの質問は、kikaigo@hpcs.cs.tsukuba.ac.jpもしくは、 {msato,taisuke}@cs.tsukuba.ac.jpまで。