到達目標
１．計算機システムを構成する装置を理解している。
２．計算機の動作原理を理解し、各装置内での命令動作の知識を備えている。
３．機械語命令の動作を理解し、命令とアドレス指定を考えた命令動作を説明できる。
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 | 計算機を構成する装置の概要を説明できる。 | 計算機を構成する装置名を知っている。 | 計算機を構成する装置名を知らない。 |
| 評価項目2 | 計算機の各装置内での命令動作を説明できる。 | 計算機の動作原理を説明できる。 | 計算機の動作原理を説明できない。 |
| 評価項目3 | 機械語命令やアドレス指定を考えた計算機内での動作を説明できる。 | 機械語命令の動作を簡単に説明できる。 | 機械語命令の動作を説明できない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
現在の計算機アーキテクチャの高性能化技術について、その原理から実際までを理解することを目標とする。計算機の基本的な構成方式を学習して、演算装置、記憶装置および制御装置の機能と構成について学ぶ。
授業の進め方・方法:
計算機アーキテクチャに対する具体的な理解を深め、計算機の基本的な構成から命令セット、記憶方式および演算・制御方式などの基本技術を学び、さらに階層記憶（キャッシュ・メモリ、仮想記憶）や命令パイプライン処理などの高度な技術の理解を目的とした講義を行う。教科書の補足としてプリント資料を配り、授業内容の記録と対応させてノートを作成させる。
注意点:
オフィスアワー：水曜日 放課後～17：00
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
計算機システムの歴史 |
計算機システムの歴史を理解している。D4:1
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| 2週 |
計算機システムの階層構造 |
計算機システムの階層構造を説明できる。D2:1
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| 3週 |
計算機ハードウェアの動作原理 |
ノイマンモデルの特徴を説明できる。D2:1
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| 4週 |
計算機ハードウェアの動作原理 |
計算機を構成する装置を理解している。D2:1
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| 5週 |
計算機ハードウェアの動作原理 |
計算機の各装置の役割を説明できる。D2:1
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| 6週 |
命令セットアーキテクチャ |
アドレス命令形式とアドレス方式を理解している。D2:1-3
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| 7週 |
命令セットアーキテクチャ |
アドレス命令形式とアドレス方式を理解している。D2:1-3
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| 8週 |
中間試験 |
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| 2ndQ |
| 9週 |
計算機のデータ表現 |
計算機で扱うデータの各種表現方法を知っている。D2:1,2
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| 10週 |
基本的な演算アルゴリズム |
加減算のアルゴリズムを理解している。D2:1,2
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| 11週 |
演算アーキテクチャ |
乗算のB-G-N法アルゴリズムで演算ができる。D2:1,2
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| 12週 |
演算アーキテクチャ |
乗算のBooth法アルゴリズムで演算ができる。D2:1,2
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| 13週 |
演算アーキテクチャ |
除算の引き放し法アルゴリズムで演算ができる。D2:1,2
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| 14週 |
演算アーキテクチャ |
除算の引き戻し法アルゴリズムの原理を知っている。D2:1,2
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| 15週 |
期末試験 |
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| 16週 |
テスト返却と解説 |
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
記憶装置の構成
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記憶装置の階層構造を理解している。D2:1-3
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| 2週 |
記憶装置の原理 |
レジスタ原理を理解している。D2:1-3
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| 3週 |
記憶装置の原理 |
キャッシュメモリの原理を理解している。D2:1-3
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| 4週 |
メモリアーキテクチャ |
プログラム分割とアドレス変換方式を理解している。D2:1-3
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| 5週 |
メモリアーキテクチャ |
動的再配置を理解している。D2:1-3
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| 6週 |
メモリアーキテクチャ |
仮想記憶の仕組みを説明できる。D2:1-3
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| 7週 |
メモリアーキテクチャ |
プログラム分割とアドレス写像関数を理解している。D2:1-3
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| 8週 |
中間試験 |
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| 4thQ |
| 9週 |
制御装置の仕組み |
計算機の制御方式を理解している。D2:1,2
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| 10週 |
制御アーキテクチャ |
命令パイプライン方式を理解している。D2:1-3
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| 11週 |
制御アーキテクチャ |
計算機の制御方式の種類を説明できる。D2:1-3
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| 12週 |
制御アーキテクチャ |
マイクロプログラム制御方式を理解している。D2:1-3
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| 13週 |
制御アーキテクチャ |
割込みについて理解している。D2:1-3
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| 14週 |
入出力アーキテクチャ |
入出力装置の構成とチャネルを理解している。D2:1,2
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| 15週 |
期末試験 |
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| 16週 |
テスト返却と解説 |
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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 |
| 基礎的能力 | 工学基礎 | 情報リテラシー | 情報リテラシー | 論理演算と進数変換の仕組みを用いて基本的な演算ができる。 | 3 | 前8,前10 |
| コンピュータのハードウェアに関する基礎的な知識を活用できる。 | 3 | 前3,前4,前5 |
| 専門的能力 | 分野別の専門工学 | 情報系分野 | 計算機工学 | 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 | 前3,前4,前5 |
| 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。 | 4 | 後1,後2,後3,後4 |
| 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。 | 4 | 後14 |
| 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。 | 4 | 前1,前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 | レポート・ノート | 合計 |
| 総合評価割合 | 90 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 10 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 90 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 10 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |