コンピュータ工学

科目基礎情報

学校	香川高等専門学校	開講年度	令和03年度 (2021年度)
授業科目	コンピュータ工学
科目番号	211138	科目区分	専門 / 選択
授業形態	講義	単位の種別と単位数	学修単位: 2
開設学科	機械工学科（2019年度以降入学者）	対象学年	4
開設期	前期	週時間数	2
教科書/教材	教科書：半谷・見山・長谷川，コンピュータ概論，コロナ社（ISBN: 978-4-339-02428-9），およびプリント
担当教員	山崎 容次郎

到達目標

１．コンピュータ（PC）の構成，数や文字の表現方法が説明でき，2進数，8進数および16進数の計算ができる。
２．基本的論理回路の説明ができ，加算器などの簡単な組合せ論理回路や順序回路の解析，設計ができる。
３．集積回路（IC）の特徴や，基本的な演算回路（レジスタ，カウンタ等）について説明ができる。
４．中央処理装置（CPU）の動作が説明でき，Z80に対応したアセンブリ言語を用いた基本的なプログラムが作成できる。
５．ディスク装置の記憶容量の計算ができ，オペレーティングシステム（OS）の基礎的な役割やネットワークの概要が説明できる。

ルーブリック

	理想的な到達レベルの目安	標準的な到達レベルの目安	未到達レベルの目安
評価項目1	コンピュータ（PC）の構成，数や文字の表現方法が説明でき，2進数，8進数および16進数の計算ができる。	コンピュータ（PC）の構成，数や文字の表現方法が説明でき，2進数，8進数および16進数の基礎的な計算ができる。	コンピュータ（PC）の構成，数や文字の表現方法，2進数や16進数を用いた計算方法が説明できない。
評価項目2	基本的論理回路の説明ができ，加算器などの組合せ論理回路や順序回路の解析，設計ができる。	基本的論理回路の説明ができ，加算器などの簡単な組合せ論理回路や順序回路の解析，設計ができる。	基本的論理回路を用いた組合せ論理回路や順序回路について，説明できない。
評価項目3	集積回路（IC）の特徴や，基本的な演算回路（レジスタ，カウンタ等）の説明，設計ができる。	集積回路（IC）の特徴や，基本的な演算回路（レジスタ，カウンタ等）について説明ができる。	集積回路（IC）の特徴や，基本的な演算回路について説明できない。
評価項目4	中央処理装置（CPU）の動作が説明でき，Z80に対応したアセンブリ言語を用いたプログラムが作成できる。	中央処理装置（CPU）の動作が説明でき，Z80に対応したアセンブリ言語を用いた基本的なプログラムが作成できる。	Z80に対応したアセンブリ言語を用いた基本的なプログラムが作成できない。
評価項目5	ディスク装置の記憶容量の計算ができ，オペレーティングシステム（OS）の役割やネットワークの概要や応用について説明できる。	ディスク装置の記憶容量の計算ができ，オペレーティングシステム（OS）の基礎的な役割やネットワークの概要が説明できる。	ディスク装置の記憶容量の計算法や，オペレーティングシステム（OS）の基礎的な役割やネットワークの概要が説明できない。

学科の到達目標項目との関係

学習・教育到達度目標 B-2 （機械工学に関連する基礎知識を身につける。）

教育方法等

概要:

コンピュータを構成する各装置の仕組み（ハード）を学び，コンピュータを実際的な機器（道具）の一つとして理解するとともに，それらを動作させる基本的な情報の取扱い方法を身につける。
※実務との関係
この科目は企業で油圧ポンプの機構設計と制御系設計を担当していた教員が， その実務経験を活かし，コンピュータの仕組み，およびコンピュータを用いた信号処理の基礎について，講義形式で授業を行うものである。

授業の進め方・方法:

講義は主に教科書を用いて進めるが，情報処理技術者試験にも関連していることを考慮し，最新の情報や詳細についてはプリントや実物を用いて解説する。また，本講は即物的科目と考えられ，実物に触れたり演習問題等の具体例を通してコンピュータの仕組みを学ぶ。

注意点:

試験期ごとに，定期試験を90％，課題レポートを10％として評価し，総合成績60％以上を合格とする。

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
前期
	1stQ
		1週	授業ガイダンス，コンピュータ（PC）の基盤技術，数と文字の表現法	コンピュータ（PC）の基本構成要素（5大装置）が説明できる。2進数を理解し，整数および小数の計算ができる。
		2週	丸め誤差と2進数，8進数，16進数の計算，負数，符号絶対値法，補数	丸め誤差を理解し，2進数，8進数，16進数の計算ができる。負数を理解し，符号絶対値法と補数を説明できる。
		3週	浮動小数点数（IEEEの単精度，IEEEの倍精度），情報の単位と2進数の算術演算（加算，減算，乗算，除算）	小数を浮動小数点数で表すことができる。各種の情報の単位（ビット，バイト，ワード）が説明でき，2進数演算ができる。
		4週	データの符号化，文字，コード，ブール代数，基本的論理回路，ドモルガンの公式	データの符号化，ASCIIコードとJISコードの特徴が説明できる。ブール代数と基本的論理回路を理解し，説明できる。
		5週	基本論理回路のシンボル，組合せ論理回路，カルノー図による論理関数の簡略化	基本論理回路のシンボルを知り，論理回路図が描ける。カルノー図を用いて，論理関数の簡略化が図れる。
		6週	加法標準形，順序回路とフリップフロップ回路（RS-FF，JK-FF）	加法標準形，順序回路が説明できる。RS-FFとJK-FFの特性表や特性方程式が説明できる。
		7週	D-FFとT-FF，および順序回路（FF回路）のまとめ	D-FFとT-FFの特性表と機能が説明できる。
		8週	前期中間試験
	2ndQ
		9週	集積回路（IC），論理演算回路，レジスタ，カウンタ（非同期式2進カウンタと同期式2進カウンタ）	集積回路（IC）と真理値表が説明できる。レジスタとカウンタの回路構成と機能が説明できる。
		10週	エンコーダとデコーダ，マルチプレクサとデマルチプレクサ，比較器（コンパレータ）	エンコーダ，デコーダ，マルチプレクサ，デマルチプレクサ，比較器の機能が説明できる。
		11週	算術論理演算回路（リップル桁上げ加算機，2の補数を用いた加算機），基本記憶素子（BMC）に基づく記憶装置	各種加算機の機能が説明できる。基本記憶素子の機能，MARとMDRの役割が説明できる。
		12週	DA変換機，AD変換機，基本記憶素子（BMC）に基づく記憶装置	4ビットのDA変換機とAD変換機の機能が説明できる。基本記憶素子，MARとMDRの役割が説明できる。
		13週	PCの５大装置，バス接続法，中央処理装置（CPU），機械語とアセンブリ言語	PCの5大装置とバス接続法が説明できる。CPU内の信号の流れ，機械語とアセンブリ言語の概要が説明できる。
		14週	Z80のアセンブリ言語と機械語１（レジスタ，データ転送，算術演算，論理演算，分岐，コールリターン命令など）	Z80のレジスタが説明でき，基礎的なプログラムについて，説明や記述ができる。
		15週	記憶システムの分類と階層化，磁気ディスク（HD）の容量とアクセス時間の計算，OSとネットワーク	記憶システムの分類と階層化が説明できる。HDの容量とアクセス時間の計算ができる。OSとネットワークが説明できる。
		16週	前期期末試験

評価割合

	試験	レポート	合計
総合評価割合	0	0	0
到達目標１	0	0	0
到達目標２	0	0	0
到達目標３	0	0	0
到達目標４	0	0	0
到達目標５	0	0	0