コンピュータアーキテクチャⅠ

科目基礎情報

学校	米子工業高等専門学校	開講年度	令和06年度 (2024年度)
授業科目	コンピュータアーキテクチャⅠ
科目番号	0054	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	総合工学科（情報システムコース）	対象学年	3
開設期	後期	週時間数	2
教科書/教材	坂井修一：コンピュータアーキテクチャ、コロナ社
担当教員	内田 雅人

到達目標

コンピュータアーキテクチャについて基礎的な理解し説明できる

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	コンピュータの基本的なアーキテクチャ（演算装置，メモリ，命令，入出力装置）について説明できる。	コンピュータの基本的なアーキテクチャ（演算装置，メモリ，命令，入出力装置）についてある程度説明できる。	コンピュータの基本的なアーキテクチャ（演算装置，メモリ，命令，入出力装置）について説明できない。
評価項目2	命令セットアーキテクチャ（アドレッシングを含む）について説明できる。	命令セットアーキテクチャ（アドレッシングを含む）についてある程度説明できる。	命令セットアーキテクチャ（アドレッシングを含む）について説明できない。
評価項目3	効率よくコンピュータを処理する機構（パイプライン，キャッシュメモリ）について説明できる。	効率よくコンピュータを処理する機構（パイプライン，キャッシュメモリ）についてある程度説明できる。	効率よくコンピュータを処理する機構（パイプライン，キャッシュメモリ）について説明できない。

学科の到達目標項目との関係

学習・教育到達度目標 A （技術者としての基礎力）

教育方法等

概要:

本科目は本校の教育目標のうち「技術者としての基礎力」を養う科目であり、コンピュータ（計算機）の構造を理解するためコンピュータアーキテクチャを学ぶ。ここでは座学と演習によって授業を行い理解を深めてもらう。

授業の進め方・方法:

・到達目標の達成に向け、授業計画に沿って授業を進める。
・講義形式を基本とし、必要に応じて演習を行う。
・必要に応じて課題を課す。

注意点:

・原則、再テストは実施しない
・授業には必ず教科書と筆記用具を持参すること。
・課題は締め切りまでに必ず提出すること。
・授業時間中のコンピュータ使用は授業に関係する用途にのみ利用すること。

授業の属性・履修上の区分

ICT 利用

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
後期
	3rdQ
		1週	ガイダンス	授業概要（シラバスの記載内容）を理解する。
		2週	演算装置	演算装置について理解できる。
		3週	レジスタ、メモリ	レジスタ、メモリについて理解できる。
		4週	命令の実行	命令について理解できる。
		5週	命令セットアーキテクチャ	命令セットアーキテクチャについて理解できる。
		6週	命令セットアーキテクチャ	命令セットアーキテクチャについて理解できる。
		7週	演習	演算回路や命令の実行について演習を行い理解を深める。
		8週	後期中間試験	後期中間までに習った内容を理解する
	4thQ
		9週	パイプライン処理	パイプライン処理について理解できる。
		10週	キャッシュメモリ	キャッシュメモリについて理解できる。
		11週	仮想記憶	仮想記憶について理解できる。
		12週	入出力装置	入出力装置について理解できる。
		13週	現代のコンピュータ	量子コンピュータ、GPGPU、FPGAなど現代のコンピュータや論理回路について簡単に説明できる。
		14週	演習	パイプラインやキャッシュについて演習を行い理解を深める。
		15週	学年末試験	学年末までに習った内容を理解する．
		16週	後期の復習	学年末までに習った内容について、自らの課題を理解し修正できる。

モデルコアカリキュラムの学習内容と到達目標

分類		分野	学習内容	学習内容の到達目標	到達レベル	授業週
専門的能力	分野別の専門工学	情報系分野	計算機工学	整数・小数をコンピュータのメモリ上でディジタル表現する方法を説明できる。	2
				基数が異なる数の間で相互に変換できる。	2
				整数を2進数、10進数、16進数で表現できる。	2
				小数を2進数、10進数、16進数で表現できる。	2
				基本的な論理演算を行うことができる。	2
				基本的な論理演算を組合わせて、論理関数を論理式として表現できる。	2
				論理式の簡単化の概念を説明できる。	2
				簡単化の手法を用いて、与えられた論理関数を簡単化することができる。	2
				論理ゲートを用いて論理式を組合せ論理回路として表現することができる。	2
				与えられた組合せ論理回路の機能を説明することができる。	2
				組合せ論理回路を設計することができる。	2
				フリップフロップなどの順序回路の基本素子について、その動作と特性を説明することができる。	2
				レジスタやカウンタなどの基本的な順序回路の動作について説明できる。	2
				与えられた順序回路の機能を説明することができる。	2
				順序回路を設計することができる。	2
				コンピュータを構成する基本的な要素の役割とこれらの間でのデータの流れを説明できる。	2
				プロセッサを実現するために考案された主要な技術を説明できる。	2
				メモリシステムを実現するために考案された主要な技術を説明できる。	2
				入出力を実現するために考案された主要な技術を説明できる。	2
				コンピュータアーキテクチャにおけるトレードオフについて説明できる。	2

評価割合

	試験	発表	相互評価	態度	ポートフォリオ	その他	合計
総合評価割合	80	0	0	0	0	20	100
基礎的能力	0	0	0	0	0	0	0
専門的能力	80	0	0	0	0	20	100
分野横断的能力	0	0	0	0	0	0	0