概要:
コンピュータの仕組みとそれを利用するための知識と技術の習得に向けて，マイクロプロセッサの基本構成と動作原理を理解する。
AVRによる実習ボードを用いて，各種のプログラミング実習(アセンブラ)を行う。
授業の進め方・方法:
1. Blackboard上の参考文献を実験・実習指針として用いて，自律的に学習を進める。
2. 各自報告書を提出することにより，各課題に関する検討考察および学習内容などについて，指導教員に報告する。
3. 学生同士，あるいは教員を交えてのディスカッションを積極的に展開し，それらの内容もノートに学習記録として残す。
注意点:
本科目は，ディジタル技術基礎，プログラミング基礎，ディジタル技術，プログラミング，ディジタルシステムA及びB，組み込みシステム，コンピュータアーキテクチャと関連する。
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
CPUの構成 |
ノイマン型コンピュータの構成について，概要を説明できる
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| 2週 |
入出力I/Oの理解とビット演算 |
入出力についてピンのオン，オフの仕方が説明できる
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| 3週 |
算術演算,論理演算 |
算術演算，論理演算について説明ができる
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| 4週 |
入力，2の補数 |
2の補数と，入力回路について説明できる
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| 5週 |
比較 |
ジャンプ命令などで使用する比較につて説明できる
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| 6週 |
サブルーチン,スタック |
サブルーチンと，スタックについて説明できる
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| 7週 |
論理演算子を用いた様々なプログラム |
論理演算子の理解，PAD図やフローチャートによるプログラミング構造の把握，レポート作成
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| 8週 |
論理演算子を用いた様々なプログラム |
論理演算子の理解，PAD図やフローチャートによるプログラミング構造の把握，レポート作成
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| 2ndQ |
| 9週 |
C言語による開発 |
C言語によるコンパイルと機械語の出力について理解する
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| 10週 |
チャタリング
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割り込みについて理解する．スタックについて理解する．
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| 11週 |
割り込み処理 |
割り込みについて理解する．スタックについて理解する．
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| 12週 |
メモリ構造の理解．外部記憶装置との連携． |
メモリ構造を理解し，メモリ空間を意識したプログラミングが行える．
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| 13週 |
メモリ構造の理解．外部記憶装置との連携． |
メモリ構造を理解し，メモリ空間を意識したプログラミングが行える．
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| 14週 |
メモリ構造の理解．外部記憶装置との連携． |
メモリ構造を理解し，メモリ空間を意識したプログラミングが行える．
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| 15週 |
振り返り |
今学期を振り返り，達成目標について自己評価を行う．
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| 16週 |
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
C言語による開発
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アセンブルと機械語命令について理解する．
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| 2週 |
機械語を使用したプログラミング |
機械語が格納され，実行されることを理解する．
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| 3週 |
機械語を使用したプログラミング |
機械語が格納され，実行されることを理解する．
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| 4週 |
機械語を使用したプログラミング |
機械語が格納され，実行されることを理解する．
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| 5週 |
スタックを利用したプログラミング |
スタックなどファイル構造の特性を理解し，機械語によるプログラミングが行える．
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| 6週 |
スタックを利用したプログラミング |
スタックなどファイル構造の特性を理解し，機械語によるプログラミングが行える．
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| 7週 |
スタックを利用したプログラミング |
スタックなどファイル構造の特性を理解し，機械語によるプログラミングが行える．
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| 8週 |
サブルーチンを活用したプログラミング |
サブルーチンが目盛空間上のどこに格納され実行されるかを説明し，実装できる．
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| 4thQ |
| 9週 |
サブルーチンを活用したプログラミング |
サブルーチンが目盛空間上のどこに格納され実行されるかを説明し，実装できる．
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| 10週 |
サブルーチンを活用したプログラミング |
サブルーチンが目盛空間上のどこに格納され実行されるかを説明し，実装できる．
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| 11週 |
機械語による四則演算 |
データ構造の違いや，ビット演算による計算方法を説明し，実装できる．
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| 12週 |
機械語による四則演算 |
データ構造の違いや，ビット演算による計算方法を説明し，実装できる．
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| 13週 |
機械語による四則演算 |
データ構造の違いや，ビット演算による計算方法を説明し，実装できる．
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| 14週 |
機械語または高級言語を使用したプログラミング |
マイクロプロセッサの構造を理解したプログラミングが行える．
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| 15週 |
機械語または高級言語を使用したプログラミング |
マイクロプロセッサの構造を理解したプログラミングが行える．
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| 16週 |
機械語または高級言語を使用したプログラミング |
マイクロプロセッサの構造を理解したプログラミングが行える．
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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 |
| 基礎的能力 | 工学基礎 | 工学実験技術(各種測定方法、データ処理、考察方法) | 工学実験技術(各種測定方法、データ処理、考察方法) | 実験テーマの目的に沿って実験・測定結果の妥当性など実験データについて論理的な考察ができる。 | 1 | 前4 |
| 実験ノートや実験レポートの記載方法に沿ってレポート作成を実践できる。 | 1 | 前4 |
| 情報リテラシー | 情報リテラシー | 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。 | 2 | 前1 |
| 数値計算の基礎が理解できる | 2 | 前3 |
| コンピュータにおける初歩的な演算の仕組みを理解できる。 | 3 | 前3 |
| データの型とデータ構造が理解できる | 1 | 前2 |
| 専門的能力 | 分野別の専門工学 | 電気・電子系分野 | 情報 | 基本的なアルゴリズムを理解し、図式表現できる。 | 2 | 前5,前8 |
| プログラミング言語を用いて基本的なプログラミングができる。 | 2 | 前2,前8 |
| 整数、小数を2進数、10進数、16進数で表現できる。 | 3 | 前4,前5 |
| 基数が異なる数の間で相互に変換できる。 | 3 | 前4,前5 |
| 情報系分野 | プログラミング | 変数とデータ型の概念を説明できる。 | 3 | 前5,前6,前7 |
| 代入や演算子の概念を理解し、式を記述できる。 | 2 | 前2,前3 |
| 制御構造の概念を理解し、条件分岐や反復処理を記述できる。 | 3 | 前4,前5 |
| プロシージャ(または、関数、サブルーチンなど)の概念を理解し、これらを含むプログラムを記述できる。 | 3 | 前4,前5 |
| 与えられた問題に対して、それを解決するためのソースプログラムを記述できる。 | 3 | 前5 |
| ソフトウェア生成に必要なツールを使い、ソースプログラムをロードモジュールに変換して実行できる。 | 2 | 前2 |
| 主要な言語処理プロセッサの種類と特徴を説明できる。 | 2 | 前1,前2 |
| ソフトウェア | コンピュータ内部でデータを表現する方法(データ構造)にはバリエーションがあることを説明できる。 | 2 | 前4 |
| リスト構造、スタック、キュー、木構造などの基本的なデータ構造の概念と操作を説明できる。 | 2 | |
| 計算機工学 | 整数・小数を2進数、10進数、16進数で表現できる。 | 2 | 前6 |
| 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。 | 1 | 前6 |
| 基数が異なる数の間で相互に変換できる。 | 2 | 前5 |
| 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 | 前1 |
| 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 | 前1,前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 | 前2,前3 |
| 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 | 前3 |
| 情報数学・情報理論 | コンピュータ上での数値の表現方法が誤差に関係することを説明できる。 | 2 | 前6,前7,前8 |
| 分野別の工学実験・実習能力 | 情報系分野【実験・実習能力】 | 情報系【実験・実習】 | 与えられた問題に対してそれを解決するためのソースプログラムを、標準的な開発ツールや開発環境を利用して記述できる。 | 2 | 前6,前7,前8 |
| ソフトウェア生成に利用される標準的なツールや環境を使い、ソースプログラムをロードモジュールに変換して実行できる。 | 2 | 前6,前7,前8 |
| 与えられた数値を別の基数を使った数値に変換できる。 | 2 | 前6,前7,前8 |