計算機システム論

科目基礎情報

学校	苫小牧工業高等専門学校	開講年度	平成30年度 (2018年度)
授業科目	計算機システム論
科目番号	116856	科目区分	専門 / 必修
授業形態	授業	単位の種別と単位数	学修単位: 2
開設学科	電気電子工学科	対象学年	4
開設期	前期	週時間数	前期:3
教科書/教材	「教科書」半谷精一郎, 見山友裕, 長谷川幹雄　共著「コンピュータ概論」，コロナ社　/　「参考書」齊藤忠夫・大森健児著「現代　計算機アーキテクチャ」オーム社 、David A. Patterson, John L. Hennessy “Computer Organization and Design: The Hardware/Software Interface (The Computer Architecture and Design Series)," Morgan Kaufmann Pub, 2004 、John L. Hennessy, David A. Patterson, “Computer Architecture: A Quantitive Approach,” Morgan Kaufmann Pub,Nicholas Carter, “Computer Architecture,” McGraw-Hill
担当教員	佐々木 幸司

到達目標

1）計算機の種類や処理方式を説明でき、また計算機内部での数値表現や演算について計算できる。
2）ブール代数の計算やブール関数の簡単化ができる。
3）ブール関数と論理回路を関係付けることができる。
4）コンピュータ内部の各種装置が担う役割と動作を説明できる。

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
計算機の種類や処理方式を説明でき、また計算機内部での数値表現や演算について計算できる。	計算機の種類や処理方式を詳細に説明でき、また計算機内部での複雑な数値表現や演算について計算できる。	計算機の種類や処理方式を説明でき、また計算機内部での数値表現や演算について計算できる。	計算機の種類や処理方式を説明できず、また計算機内部での数値表現や演算について計算できない。
ブール代数の計算やブール関数の簡単化ができる。	複雑なブール代数の計算やブール関数の簡単化ができる。	ブール代数の計算やブール関数の簡単化ができる。	ブール代数の計算やブール関数の簡単化ができない。
ブール関数と論理回路を関係付けることができる。	複雑なブール関数と論理回路を関係付けることができる。	ブール関数と論理回路を関係付けることができる。	ブール関数と論理回路を関係付けることができない。
コンピュータ内部の各種装置が担う役割と動作を説明できる。	コンピュータ内部の各種装置が担う役割と動作を詳細に説明できる。	コンピュータ内部の各種装置が担う役割と動作を説明できる。	コンピュータ内部の各種装置が担う役割と動作を説明できない。

教育方法等

概要:

コンピュータは現在の生活に欠かせないものとなっている。しかし、コンピュータの仕組みについて理解したうえで
使用している者は少ない。授業の前半においては、一般に計算機科学と呼ばれる分野から説明し、ブール代数と論理回路の関係について重点的に説明する。後半では計算機の内部，すなわちプロセッサ，メモリ等のハードウェアに関する内容が中心となる。さらに，計算機を制御するためのオペレーティングシステムを含めたアーキテクチャ全体の動作についても説明する。また計算機を含めたシステム全体の性能について、その性能評価法等についても説明する。

授業の進め方・方法:

座学により進める。
達成目標に関する内容の試験および演習・課題レポートで総合的に達成度を評価する。試験を60％, 課題を10％，達成度確認を30% の割合で成績を評価し，60点以上を合格とする。
ただし，提出期限が過ぎた課題レポートは成績評価の対象から除外するので，提出期限を厳守すること。
再試験は実施することがある。

注意点:

演習課題には積極的に自発的に取り組むこと。演習問題は添削後，返却する。
また, 関連する分野の専門書等を精読し授業の理解を促進するために, 60時間の自学自習時間を要する。

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
前期
	1stQ
		1週	基数の変換と数値の表現	計算機内部において数字や文字がどのように表現されているかを説明でき、適切なデータ形式に変換する計算ができる。また、各演算方式を理解できる。
		2週	ブール代数の基礎	ブール代数の計算ができる。
		3週	ブール関数の標準形	ブール関数の標準形を求めることができる。
		4週	ブール関数の簡単化(1)	ブール関数を様々な方法により、簡単化することができる。
		5週	ブール関数の簡単化(2)	ブール関数を様々な方法により、簡単化することができる。
		6週	論理素子とブール代数	論理回路とブール関数を対応させることができる。
		7週	論理回路とブール関数	論理回路とブール関数を対応させることができる。
		8週	組合せ論理回路	論理回路とブール関数を対応させることができる。
	2ndQ
		9週	達成度確認
		10週	記憶装置(1)	計算機内部で使用される記憶装置について、各装置の特徴を説明できる。また計算機内部において処理が実行される際に、記憶装置がどのように関わっているか、説明できる
		11週	記憶装置(2)	計算機内部で使用される記憶装置について、各装置の特徴を説明できる。また計算機内部において処理が実行される際に、記憶装置がどのように関わっているか、説明できる
		12週	入出力制御(1)	入出力装置によるデータ処理の代表的な方法である、割り込み処理、DMA、入出力チャネルを利用した処理について説明できる
		13週	入出力制御(2)	入出力装置によるデータ処理の代表的な方法である、割り込み処理、DMA、入出力チャネルを利用した処理について説明できる
		14週	命令とプロセッサ(2)	コンピュータ内部での命令、特にオペランド方式について説明できる。また　プロセッサの構成方式として代表的なCISCとRISCの特徴を説明できる。またプロセッサを高速動作させる技術を説明できる。
		15週	命令とプロセッサ(2)	コンピュータ内部での命令、特にオペランド方式について説明できる。また　プロセッサの構成方式として代表的なCISCとRISCの特徴を説明できる。またプロセッサを高速動作させる技術を説明できる。
		16週	前期定期試験

評価割合

	試験	達成度確認	課題	合計
総合評価割合	60	30	10	100
基礎的能力	0	0	0	0
専門的能力	60	30	10	100