概要:
１．デジタル回路１の復習と乗算回路やＡＬＵなど新しい装置について学ぶ。
２．ＣＰＵの構成，メモリや入出力装置との関係を学び，レジスタトランスファーレベルにおける動作を理解するためのマイクロ命令を学ぶ。
３．マイクロ命令と時間から制御信号を生成する方法を学ぶ
授業の進め方・方法:
教科書と資料を使った講義と演習から理解を深め，小テストにより確認する。
注意点:
オフィスアワー 月曜日 １６：００～１７：００
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
ガイダンス，加減算 |
加算，補数加算の仕組みを理解している。 D2:1-3，E2:1
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| 2週 |
加減算回路 |
ＨＡ，ＦＡ，加減算制御信号から加減算回路を構成できる。 D2:1-3，E2:1
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| 3週 |
桁上げ先見加算回路，比較器，デコーダ |
桁上げ先見加算回路，比較器，デコーダの動作を理解している。 D2:1-3，E2:1
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| 4週 |
ｎビット直列加算器 |
直列加算回路の動作を理解している。 D2:1-3，E2:1
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| 5週 |
ｎビット２進乗算器，Braunの乗算回路 |
シフトを利用した乗算回路とBraunの乗算回路の動作を理解している。 D2:1-3，E2:1
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| 6週 |
ＡＬＵと状態レジスタ |
ＡＬＵの構成と制御信号の役割を理解し，演算結果の状態を表す状態フラグの意味を理解している。 D2:1-3，E2:1
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| 7週 |
まとめと復習 |
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| 8週 |
前期中間試験 |
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| 2ndQ |
| 9週 |
論理素子の利用方法 |
AND素子やOR素子，排他的論理和素子が論理関数としてだけでは無く，その性質を利用した使い方を理解できる。 D2:1-3，E2:1
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| 10週 |
FFの分類と設計上の注意 |
ポジティブとネガティブ，レベルトリガとエッジトリガの違いを理解している。
素子の遅延により論理関数とは異なる動作を行うことがあることを理解し，それを防ぐための方法を知っている。 D2:1-3，E2:1
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| 11週 |
FF |
各種FFの動作と構成方法を理解している。 D2:1-3，E2:1
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| 12週 |
シフトレジスタ |
算術論理シフトレジスタの構成と算術論理制御信号の利用方法を理解している。 D2:1-3，E2:1
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| 13週 |
順序回路の構成 |
回路の目的から状態遷移表やコード化が行え，特性方程式から応用方程式や入力方程式を求めて回路を構成できる。 D2:1-3，E2:1
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| 14週 |
非同期式カウンタ |
非同期式カウンタを構成できる。 D2:1-3，E2:1
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| 15週 |
メモリの構成と動作 |
メモリの種類や読み出し，書き込みの仕組みを知っている。 D2:3
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| 16週 |
まとめと復習 |
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
CPUの構成要素 |
CPU内の様々なレジスタやその役割を知っている。 D2:3
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| 2週 |
プログラム実行の流れ |
レジスタトランスファーレベルにおける命令がメモリから読み出された後のCPU内部の流れを知っている。 D2:3
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| 3週 |
命令の構造とアドレッシング |
機械命令の構造と各部の意味を理解している。 D2:3
命令を実行する際に必要となるオペランドの各種指定方法を知っている。
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| 4週 |
命令デコード回路
タイミング信号の生成 |
命令の種類を判断するデコード回路の構成を理解している。 D2:3
制御信号を有効にするかどうかを決める要素であるタイミング信号の生成方法を知っている
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| 5週 |
簡単な計算機の構成 |
演算回路を持たない簡単な計算機の構成と制御信号，マイクロ命令を知っている。 D2:3
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| 6週 |
簡単な計算機の制御信号の生成 |
制御信号の生成回路を，時間とマイクロ命令群から構成できる。 D2:3
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| 7週 |
まとめと復習 |
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| 8週 |
後期中間試験 |
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| 4thQ |
| 9週 |
SIMCOMの構成 |
演算回路を持つSIMCOMの構成を知っている。 D2:3
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| 10週 |
SIMCOMの命令 |
機械命令の構造と各部の役割を理解している。 D2:3
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| 11週 |
SIMCOMの演算 |
SIMCOMのデータ転送命令や演算命令の使い方を理解している。 D2:3
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| 12週 |
SIMCOMの装置と制御信号 |
制御信号と，マイクロ命令＋時間の関係を理解している。 D2:3
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| 13週 |
サブルーチン |
SIMCOMでのサブルーチンへの分岐と復帰方法を理解している。 D2:3
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| 14週 |
マイクロプログラム制御 |
マイクロプログラム制御を知っている。 D2:１
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| 15週 |
割り込みによる入出力とDMA |
プログラム制御方式の入出力と高速入出力行うDMAを知っている。 D2:１
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| 16週 |
まとめと復習 |
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| 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 | 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。 | 4 | 前1,前2,前3,前4,前5,前6,前9 |
| 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。 | 4 | 前1,前2,前3,前4,前5,前6,前9 |
| 組合せ論理回路を設計することができる。 | 4 | 前1,前2,前3,前4,前5,前6,前9 |
| 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。 | 4 | 前10,前11,前14 |
| 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。 | 4 | 前12,前14 |
| 与えられた順序回路の機能を説明することができる。 | 4 | 前12,前13,前14 |
| 順序回路を設計することができる。 | 4 | 前13,前14 |
| 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。 | 4 | 後1,後2,後3,後4,後5,後6,後9,後10,後11,後12,後13,後14 |
| 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。 | 4 | 後1,後2,後3,後4,後5,後6,後9,後10,後11,後12,後13,後14 |
| 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 | 前15 |
| 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 | 後15 |