到達目標
１．CPUの構成要素の働き、CPUの動作原理を理解する。
２．CPUの設計方法を理解する。
３．アセンブリ言語による簡単なプログラミングができる。
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 | CPUの構成要素の働き、CPUの動作原理を理解し説明できる。 | CPUの構成要素の働き、CPUの動作原理の概要を理解している。 | CPUの構成要素の働き、CPUの動作原理の概要を理解していない。 |
| 評価項目2 | CPUの設計方法を理解し説明できる。 | CPUの設計方法の概要を理解している。 | CPUの設計方法の概要を理解していない。 |
| 評価項目3 | アセンブリ言語による簡単なプログラミングができる。 | アセンブリ言語の各命令の機能、使い方について理解している。 | アセンブリ言語の各命令の機能、使い方について理解していない。 |
学科の到達目標項目との関係
学習・教育到達度目標 (A)(イ)
説明
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学習・教育到達度目標 (B)(ロ)
説明
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教育方法等
概要:
コンピュータの動作原理について説明し、レジスタトランスファ論理に基づくCPUの設計法の基礎的事項を取り扱う。パケット交換機の設計経験を有する教員が、コンピュータシステムの設計について講義する。
授業の進め方・方法:
授業は通常の講義形式で行う。課題レポートを提出する。
注意点:
１．３年生で学んだ「論理回路」を復習しておくこと。
２．講義ノートの内容を見直し、講義に関係する演習問題や宿題とした課題を解いておくこと。
３．講義で省略された式の導出を各自行うこと。
４．講義で示した次回予定の部分を予習しておくこと。
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 |
加減算回路 |
演算回路の基本である加算回路の構成方法を理解する。加算回路の桁上げ先見回路、２の補数による減算回路の構成法について理解する。
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| 2週 |
算術論理演算回路 |
算術論理演算回路の構成法について理解する。状態レジスタの役割、および使用方法について理解する。
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| 3週 |
コンピュータシステムの構成とCPUの機能 |
CPUとメモリ、入出力装置との関係について理解する。CPU内の各種機能ブロックの働きについて理解する。
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| 4週 |
CPUの命令と動作 |
機械命令の構造・種類、およびアドレス指定方式について理解する。CPUの命令サイクルについて理解する。
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| 5週 |
簡単なCPUの構成と動作 |
CPU内の各機能ブロックの相互関係を理解し、各種命令の働きについて理解する。
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| 6週 |
制御信号生成回路の構成法 |
制御信号生成回路の設計手順を理解し、データ転送命令の制御信号生成回路を設計する。
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| 7週 |
課題の実施 |
１週から６週までの授業内容についての課題を実施する。
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| 8週 |
SIMCOMの構成と命令 |
SIMCOMの構造を理解する。データ転送命令、演算命令、および順序制御命令の働きを理解する。
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| 2ndQ |
| 9週 |
アセンブリ言語によるプログラミング |
レジスタとメモリ間のデータ転送命令、演算命令、および分岐命令によるプログラミングを通して、アセンブリ言語を理解する。
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| 10週 |
サブルーチン機能（１） |
SIMCOMにおけるサブルーチン機能を理解する。
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| 11週 |
サブルーチン機能（２） |
プログラミングを通して、サブルーチン機能の使い方を理解する。
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| 12週 |
入出力装置制御 |
プログラム制御方式を用いた入出力装置のインタフェース回路について理解する。
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| 13週 |
インタフェース回路例 |
入出力装置のインタフェース回路の具体例を通して理解を深める。
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| 14週 |
演習 |
8週から13週までの授業内容について、演習により理解を深める。
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| 15週 |
（期末試験は実施しない） |
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| 16週 |
総復習 |
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評価割合
| 試験 | レポート | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | その他 | 合計 |
| 総合評価割合 | 0 | 100 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 0 | 100 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |