ディジタルシステム

科目基礎情報

学校	奈良工業高等専門学校	開講年度	令和02年度 (2020年度)
授業科目	ディジタルシステム
科目番号	0067	科目区分	専門 / 必修
授業形態	講義	単位の種別と単位数	履修単位: 1
開設学科	電気工学科	対象学年	4
開設期	前期	週時間数	2
教科書/教材	教科書：「図解 コンピュータアーキテクチャ入門 第3版」，堀桂太郎，森北出版／教材：配布プリント
担当教員	大谷 真弘

到達目標

コンピュータの基礎をハードウェアの観点から学ぶ。ハードを構成する演算・記憶・入出力装置の動作原理を理解し、コンピュータ内部がバスラインでつながっていることを理解する。また、ソフトウェアでハードウェアの動作に変更が加えられることを理解する。

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	CPUとバスライン上のデバイスの役割が説明でき、最適な組合せが設計できる。	CPUの内部構造とバスライン上のデバイスの役割が説明できる。	CPUの内部構造やデバイスの役割が説明できない。
評価項目2
評価項目3

学科の到達目標項目との関係

準学士課程（本科１〜５年）学習教育目標 （２）

JABEE基準 (d-1)

JABEE基準 (d-2a)

システム創成工学教育プログラム学習・教育目標 B-2

システム創成工学教育プログラム学習・教育目標 D-1

教育方法等

概要:

コンピュータの基礎をハードウェアの観点から学ぶ。ハードを構成する基本要素のデジタル回路に続き、コンピュータ内部の基本構造をCPUとメモリ、I/O等の周辺機器がバスラインでつながっていることを理解する。なおプログラミング言語にはC言語を使用する。

授業の進め方・方法:

座学が中心となる。なお、理解度向上のため適宜、演習問題を課す。

注意点:

関連科目：ディジタル回路Ⅰ，ディジタル回路Ⅱ、プログラミング
学習指針：ハードウェアの授業であるが、ソフトウェアとの関連を意識しながら進める。
事前学習：
　講義資料を事前に配布するので，該当する教科書の部分とあわせて内容を確認しておくこと．
事後学習：
　演習問題や課題を提示するので，定められた期限までに解いて提出すること．

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
前期
	1stQ
		1週	デジタル回路の基礎とコンピュータの歴史	論理回路による基本的な演算を説明できる。コンピュータに関する主な歴史や分類、現代社会における位置づけを説明できる。
		2週	ノイマン型コンピュータ	ノイマン型コンピュータの基本構成と基本動作を説明できる。
		3週	命令セットアーキテクチャ	機械語命令の形式や命令セット、アドレッシングについて説明できる。
		4週	ハーバードアーキテクチャ	ハーバードアーキテクチャの特徴やCISC・RISCについて説明できる。
		5週	演算アーキテクチャ	データの表現方法や各種演算アルゴリズムについて説明できる。
		6週	制御アーキテクチャ	ワイヤードロジック制御方式およびマイクロプログラム制御方式について説明できる。
		7週	前期中間試験	授業内容を理解し、試験問題に対して正しく解答できる。
		8週	メモリアーキテクチャ	メモリ装置の機能や階層について理解し、ICメモリや補助記憶装置について説明できる。
	2ndQ
		9週	キャッシュメモリと仮想メモリ	キャッシュメモリアーキテクチャと仮想メモリアーキテクチャについて説明できる。
		10週	割込みアーキテクチャ	割込みの分類や割込み処理の流れについて説明できる。
		11週	パイプラインアーキテクチャ	パイプライン処理の基本について理解し、ハザードや高速化処理について説明できる。
		12週	入出力アーキテクチャ	入力装置、出力装置、ヒューマン・マシンインターフェースについて説明できる。
		13週	システムアーキテクチャ	OS(Operating System)の役割と機能について説明できる。
		14週	ネットワークアーキテクチャ	ネットワークの形態と構成について説明できる。
		15週	前期末試験	授業内容を理解し、試験問題に対して正しく解答できる。
		16週	テスト返却

評価割合

	試験	課題等	合計
総合評価割合	75	25	100
基礎的能力	75	25	100
専門的能力	0	0	0
分野横断的能力	0	0	0