1. コンピュータの基本構成やメモリ技術，入出力装置の代表例について適切に説明できる．
2. アセンブリ言語を用いて簡単なプログラムを作成できる．
3. C言語を用いたプログラムにより，測定データを適切に処理できる．
概要:
本授業では，コンピュータアーキテクチャと数値計算プログラミング技法を扱う．前期には，AVRマイコンを題材としてマイクロコンピュータの基本構成や命令体系，メモリ技術，外部機器との接続法などの，実験実習Ⅲ で必要な知識を修得する．後期にはC言語プログラムにより，数値微分や数値積分，移動平均による平滑化，最小二乗法による近似式算出などの数値計算プログラムを作成する．これらの内容を通じて，電子計算機のハードウェアとソフトウェアをより深く理解することが本授業の目的である．
授業の進め方・方法:
前期は講義形式で授業を進める．２回に１回程度，小テストを実施して理解度を確認する．
後期はプログラミング演習形式となる．毎回課題が出題され，前半でアルゴリズムや課題内容の説明を受け，後半で各自課題に取り組む．
注意点:
本授業で扱うコンピュータアーキテクチャやアセンブリ言語，C言語は，現代のコンピュータ環境からは非常に低機能に感じられるかも知れない．しかし，高機能で複雑な動作も，単純で低機能な要素を組み合わせて実現されていることに気付いて欲しい．
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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，マイクロコンピュータの基礎(1) |
授業全体の概要を把握し，コンピュータの歴史を説明できる．
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| 2週 |
マイクロコンピュータの基礎(2) |
コンピュータの基本構成を説明できる．
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| 3週 |
マイクロコンピュータの基礎(3) |
AVRマイコンの構成を説明できる．
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| 4週 |
アセンブリ言語の基礎(1) |
アセンブリ言語における命令の表記法を説明できる．
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| 5週 |
アセンブリ言語の基礎(2) |
アセンブリ言語におけるプログラム記述法を説明できる．
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| 6週 |
AVR命令(1) |
データ転送命令について説明できる．
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| 7週 |
AVR命令(2) |
ビット操作命令や算術論理演算命令について説明できる．
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| 8週 |
前期中間試験 |
前期1週～7週の授業内容について試験問題を解くことができる．
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| 2ndQ |
| 9週 |
AVR命令(3) |
分岐命令について説明できる．
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| 10週 |
AVR命令(4) |
その他の命令について説明できる．
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| 11週 |
メモリ技術(1) |
AVRマイコンにおけるメモリの活用法を説明できる．
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| 12週 |
メモリ技術(2) |
半導体メモリの種類やメモリ関連技術を説明できる．
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| 13週 |
入出力インタフェース(1) |
入出力インタフェースの種類や特徴を説明できる．
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| 14週 |
入出力インタフェース(2) |
代表的なシリアル通信の仕組みを説明できる．
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| 15週 |
前期定期試験 |
前期9週～14週の内容について試験問題を解くことができる．
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| 16週 |
前期のまとめ
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前期の授業内容について適切に説明できる．
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
後期ガイダンス，プログラム作成法の確認 |
後期の授業内容を把握し，簡単なプログラムを作成できる．
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| 2週 |
数値微分 |
数値微分プログラムを作成できる．
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| 3週 |
数値積分(1) |
台形公式による数値積分プログラムを作成できる．
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| 4週 |
数値積分(2) |
シンプソンの公式による数値積分プログラムを作成し，性能を評価できる．
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| 5週 |
電気回路シミュレーション(1) |
RLC直列回路のインピーダンスを算出できる．
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| 6週 |
電気回路シミュレーション(2) |
RLC直列回路の共振特性を数値計算して算出できる．
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| 7週 |
電気回路シミュレーション(3) |
RLC直列回路の共振特性を数値計算してグラフ化できる．
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| 8週 |
電気回路シミュレーション(4) |
RLC直列回路の共振特性を詳細に数値計算してグラフ化できる．
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| 4thQ |
| 9週 |
データの平滑化(1) |
移動平均法による基礎的な平滑化プログラムを作成できる．
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| 10週 |
データの平滑化(2) |
移動平均法による効率的な平滑化プログラムを作成できる．
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| 11週 |
近似関数の算出(1) |
最小二乗法により一次式を推定するプログラムを作成できる．
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| 12週 |
近似関数の算出(2) |
最小二乗法により二次式を推定するプログラムを作成できる．
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| 13週 |
近似関数の算出(3) |
最小二乗法により指数関数やべき関数を推定するプログラムを作成できる．
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| 14週 |
C言語によるマイコンプログラミング |
C言語を用いるマイコンプログラミング法を説明できる．
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| 15週 |
まとめ |
授業内容について適切に説明できる．
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| 16週 |
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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 | 人文・社会科学 | 社会 | 地歴 | 産業活動（農牧業、水産業、鉱工業、商業・サービス業等）などの人間活動の歴史的発展過程または現在の地域的特性、産業などの発展が社会に及ぼした影響について理解できる。 | 3 | |
| 人間活動と自然環境との関わりや、産業の発展が自然環境に及ぼした影響について、地理的または歴史的観観点から理解できる。 | 3 | |
| 社会や自然環境に調和した産業発展に向けた現在までの取り組みについて理解できる。 | 3 | |
| 日本を含む世界の様々な生活文化、民族・宗教などの文化的諸事象について、歴史的または地理的観点から理解できる。 | 3 | |
| 国家間や国家内で見られる、いわゆる民族問題など、文化的相違に起因する諸問題について、地理的または歴史的観点から理解できる。 | 3 | |
| 文化の多様性を認識し、互いの文化を尊重することの大切さを理解できる。 | 3 | |
| 公民 | 哲学者の思想に触れ、人間とはどのような存在と考えられてきたかについて理解できる。 | 3 | |
| 諸思想や諸宗教において、自分が人としていかに生きるべきと考えられてきたかについて理解できる。 | 3 | |
| 諸思想や諸宗教において、好ましい社会と人間のかかわり方についてどのように考えられてきたかを理解できる。 | 3 | |
| 民主政治の基本的原理、日本国憲法の成り立ちやその特性について理解できる。 | 3 | |
| 資本主義経済の特質や財政・金融などの機能、経済面での政府の役割について理解できる。 | 3 | |
| 現代社会の政治的・経済的諸課題、および公正な社会の実現に向けた現在までの取り組みについて理解できる。 | 3 | |
| 地歴・公民 | 現代科学の考え方や科学技術の特質、科学技術が社会や自然環境に与える影響について理解できる。 | 3 | |
| 社会や自然環境に調和し、人類にとって必要な科学技術のあり方についての様々な考え方について理解できる。 | 3 | |
| 今日の国際的な政治・経済の仕組みや、国家間の結びつきの現状とそのさまざまな背景について理解できる。 | 3 | |
| 環境問題、資源・エネルギー問題、南北問題、人口・食糧問題といった地球的諸課題とその背景について理解できる。 | 3 | |
| 国際平和・国際協力の推進、地球的諸課題の解決に向けた現在までの取り組みついて理解できる。 | 3 | |