ディジタルコンピュータの構成や実際に用いられる構成要素の機能を理解し，その中で利用されている主要な技術を理解していること。また，ソフトウェア作成に必要な基礎概念およびソフトウェアの作成工程を理解し，少なくとも一つのプログラミング言語（言語処理系）を用いて簡単なソフトウェアを生成できる。
概要:
マイクロコンピュータの構成と基本動作，数値の表現を学習する。また，データの移動，算術演算，論理演算，入出力などの命令の動作，さらに条件判断・分岐および繰り返し処理を含む処理手順について学び，アセンブリ言語またはC言語による基礎的なプログラミングについて学習する。ワンボードマイクロコンピュータを用いた実習を通じて，データの取り扱い，移動，分岐・繰り返し処理について学習し，コンピュータの基本的な機能を理解する。
授業の進め方・方法:
実習を中心として授業を進める。講義資料（スライド、サンプルソース等）はLMSで提示する。
注意点:
授業で配布する演習課題のすべての解答・解説することは出来ないため，自分で考えて動作確認を行い，筋道を理解するよう努めること。
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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
数値表現 |
マイコンが利用されている分野を理解する。
基数の異なる数値表現を理解する。
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| 2週 |
数値表現
演習 |
基数の異なる数値表現を理解する。
数値を異なる基数に変換できる。
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| 3週 |
数値表現
論理演算 |
数値を異なる基数に変換できる。
論理演算を理解できる。
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| 4週 |
C言語によるマイコン開発 |
C言語の演算器号を理解する。
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| 5週 |
演習 |
C言語の演算器号を理解する。
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| 6週 |
演習 |
C言語の演算器号を理解する。
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| 7週 |
マイコンボードの導入 |
開発環境に慣れる。
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| 8週 |
演習 |
C言語によりIOを制御できる。
条件判断を適切に利用できる。
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| 2ndQ |
| 9週 |
中間試験 |
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| 10週 |
中間試験の返却と解説
演習
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C言語によりIOを制御できる。
条件判断を適切に利用できる。
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| 11週 |
演習と解説 |
C言語によりIOを制御できる。
条件判断を適切に利用できる。
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| 12週 |
演習と解説
ユーザ関数の利用 |
C言語によりIOを制御できる。
条件判断を適切に利用できる。
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| 13週 |
演習と解説 |
C言語によりIOを制御できる。
条件判断を適切に利用できる。
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| 14週 |
演習と解説 |
C言語によりIOを制御できる。
条件判断を適切に利用できる。
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| 15週 |
前期期末試験 |
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| 16週 |
試験返却と解説 |
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
ガイダンス
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マイコンボードと周辺ボードの使用方法を理解する。
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| 2週 |
I/Oの制御
演習と解説 |
開発環境に慣れる。
I/Oピンに入出力を割り当てる意味を理解する。
C言語によりIOを制御できる。
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| 3週 |
I/Oの制御
演習と解説 |
開発環境に慣れる。
I/Oピンに入出力を割り当てる意味を理解する。
C言語によりIOを制御できる。
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| 4週 |
演習と解説 |
I/Oピンに入出力を割り当てる意味を理解する。
C言語によりIOを制御できる。
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| 5週 |
演習と解説
I/O素子の追加 |
I/Oピンに入出力を割り当てる意味を理解する。
追加した1対のLEDとスイッチを利用できる。
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| 6週 |
演習と解説
I/O素子の追加 |
I/Oピンに入出力を割り当てる意味を理解する。
追加した2対のLEDとスイッチを利用できる。
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| 7週 |
演習と解説
I/O素子の追加 |
I/Oピンに入出力を割り当てる意味を理解する。
追加した2対のLEDとスイッチを利用できる。
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| 8週 |
演習と解説
I/O素子の追加と既存素子の利用 |
I/Oピンに入出力を割り当てる意味を理解する。
視認性を考慮してC言語によりIOを制御できる。
追加した2対のLEDとスイッチを利用できる。
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| 4thQ |
| 9週 |
中間試験 |
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| 10週 |
試験返却と解説
ハードウェアマニュアルの読み方
演習 |
ハードウェアマニュアルを参照し，I/Oポートの割当bitを確認できる。
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| 11週 |
演習と解説
ADINTボードのスイッチを利用 |
ハードウェアマニュアルを参照し，I/Oポートの割当bitを確認できる。
I/Oピンに入出力を割り当てる意味を理解する。
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| 12週 |
PWM信号の生成 |
I/Oピンに入出力を割り当てる意味を理解する。
PWM信号の原理を理解する。
C言語によりPWM信号を生成する方法を理解する。
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| 13週 |
CLCDの利用 |
キャラクタLCDへ文字を表示できる。
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| 14週 |
振り返り
演習と解説 |
後期で学んだ内容を振り返る。
マイコンボードの基本的なI/Oを利用できる。
PWMによりLEDの明るさを変化できる。
CLCDに文字を表示できる。
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| 15週 |
学年末試験 |
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| 16週 |
試験返却と解説
演習とピアレビュー |
3年生で学んだ内容を理解する。
課題取り組み，ピアレビューする。
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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 |
| 専門的能力 | 分野別の専門工学 | 電気・電子系分野 | 電気回路 | オームの法則を説明し、電流・電圧・抵抗の計算ができる。 | 2 | |
| 情報 | 基本的なアルゴリズムを理解し、図式表現できる。 | 3 | |
| 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。 | 3 | |
| 整数、小数を2進数、10進数、16進数で表現できる。 | 4 | |
| 基数が異なる数の間で相互に変換できる。 | 4 | |
| 基本的な論理演算を行うことができる。 | 4 | |
| 基本的な論理演算を組み合わせて任意の論理関数を論理式として表現できる。 | 4 | |
| MIL記号またはJIS記号を使って図示された組み合わせ論理回路を論理式で表現できる。 | 3 | |
| 論理式から真理値表を作ることができる。 | 3 | |
| 論理式をMIL記号またはJIS記号を使って図示できる。 | 3 | |
| 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 | |
| 代入や演算子の概念を理解し、式を記述できる。 | 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 | |
| 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 | |
| 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。 | 4 | |
| 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。 | 3 | |
| 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 | |
| ソフトウェア開発に利用する標準的なツールの種類と機能を説明できる。 | 3 | |
| 要求仕様に従って、標準的な手法により実行効率を考慮したプログラムを設計できる。 | 3 | |
| ソフトウェア | アルゴリズムの概念を説明できる。 | 3 | |
| 与えられたアルゴリズムが問題を解決していく過程を説明できる。 | 3 | |
| 同一の問題に対し、それを解決できる複数のアルゴリズムが存在しうることを説明できる。 | 2 | |
| 時間計算量や領域計算量などによってアルゴリズムを比較・評価できることを理解している。 | 2 | |
| 整列、探索など、基本的なアルゴリズムについて説明できる。 | 2 | |
| 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。 | 3 | |
| 同一の問題に対し、選択したデータ構造によってアルゴリズムが変化しうることを説明できる。 | 2 | |
| ソースプログラムを解析することにより、計算量等のさまざまな観点から評価できる。 | 1 | |
| 同じ問題を解決する複数のプログラムを計算量等の観点から比較できる。 | 1 | |
| 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。 | 4 | |
| 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。 | 4 | |
| 基本的な論理演算を行うことができる。 | 4 | |
| 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。 | 4 | |
| 論理式の簡単化の概念を説明できる。 | 4 | |
| 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。 | 3 | |
| 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。 | 3 | |
| 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。 | 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。 | 3 | |
| システムプログラム | コンパイラの役割と仕組みについて説明できる。 | 2 | |
| 情報数学・情報理論 | ブール代数に関する基本的な概念を説明できる。 | 3 | |
| 論理代数と述語論理に関する基本的な概念を説明できる。 | 3 | |
| 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 | |
| コンピュータ上で数値計算を行う際に発生する誤差の影響を説明できる。 | 2 | |
| その他の学習内容 | 少なくとも一つの具体的なコンピュータシステムについて、起動・終了やファイル操作など、基本的操作が行える。 | 1 | |