【目的】電子計算機Ⅰ・Ⅱの続きとして、コンピュータのハードウェア体系の基礎をCPU ・メモリ・ I/O装置の主要構成要素の構造とデータの流れに基づいて修得する。さらに、アーキテクチャ上のトレードオフ、分散・並列システム、実用システム、ハードウェア記述言語による設計やシミュレーションなどによりCADの使用法の基本も学ぶ。
【到達目標】1)コンピュータの主要な構成要素の動作原理と特性をデータの流れに基づいて説明できる。2)トレードオフ、分散・並列システム、実用システム基礎を理解した上で、コンピュータの主要な構成要素の簡単な動作分析ができる。3)CADの使用方法の基本（ハードウェア記述言語による設計やシミュレーションなど）を理解し、Field programmable gate-array (FPGA) を用いて要求に基づいた簡単な回路設計ができる。
| 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 | 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。 | 1 | 後2,後3,後4,後5,後6,後7,後8,後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15,後16 |
| 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。 | 1 | 後2,後3,後4,後5,後6,後7,後8,後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15,後16 |
| 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。 | 1 | 後2,後3,後4,後5,後6,後7,後8,後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15,後16 |
| 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。 | 1 | 後2,後3,後4,後5,後6,後7,後8,後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15,後16 |
| 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。 | 1 | 後11,後12,後13,後14,後15,後16 |
| 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。 | 2 | 後2,後3,後4,後5,後6,後7,後8,後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15,後16 |
| ソフトウェア | アルゴリズムの概念を説明できる。 | 2 | 後2,後3,後4,後5,後6,後7,後8,後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15,後16 |
| 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。 | 2 | 後2,後3,後4,後5,後6,後7,後8,後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15,後16 |
| 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。 | 1 | 後2,後3,後4,後5,後6,後7,後8,後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15,後16 |
| 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。 | 1 | 後2,後3,後4,後5,後6,後7,後8,後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15,後16 |
| 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 | 後2,後3,後4,後5,後6,後7,後8,後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15,後16 |
| 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 | 後2,後3,後4,後5,後6,後7,後8,後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15,後16 |
| 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 | 後2,後3,後4,後5,後6,後7,後8,後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15,後16 |
| 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 | 後2,後3,後4,後5,後6,後7,後8,後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15,後16 |
| 基数が異なる数の間で相互に変換できる。 | 2 | 後2,後3,後4,後5,後6,後7,後8,後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15,後16 |
| 基本的な論理演算を行うことができる。 | 3 | 後11,後12,後13,後14,後15,後16 |
| 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。 | 3 | 後11,後12,後13,後14,後15,後16 |
| 論理式の簡単化の概念を説明できる。 | 3 | 後11,後12,後13,後14,後15,後16 |
| 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。 | 3 | 後11,後12,後13,後14,後15,後16 |
| 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。 | 3 | 後11,後12,後13,後14,後15,後16 |
| 組合せ論理回路を設計することができる。 | 3 | 後11,後12,後13,後14,後15,後16 |
| 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。 | 3 | 後11,後12,後13,後14,後15,後16 |
| 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。 | 3 | 後11,後12,後13,後14,後15,後16 |
| 与えられた順序回路の機能を説明することができる。 | 3 | 後11,後12,後13,後14,後15,後16 |
| 順序回路を設計することができる。 | 3 | 後11,後12,後13,後14,後15,後16 |
| 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 | 後1,後2,後3,後4,後5,後6,後7,後8,後9,後10,後13,後14,後15,後16 |
| 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 | 後1,後2,後3,後4,後5,後6,後7,後8,後9,後10,後13,後14,後15,後16 |
| 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 | 後3,後4,後5,後6,後7,後8,後9,後10,後13,後14,後15,後16 |
| コンピュータアーキテクチャにおけるトレードオフについて説明できる。 | 3 | 後3,後4,後5,後6,後7,後8,後9,後10,後13,後14,後15,後16 |
| ハードウェア記述言語など標準的な手法を用いてハードウェアの設計、検証を行うことができる。 | 3 | 後11,後12,後13,後14,後15,後16 |
| コンピュータシステム | 処理形態の面でのコンピュータシステムの分類である集中処理システムと分散処理システムについて、それぞれの特徴と代表的な例を説明できる。 | 3 | 後9,後10,後15,後16 |
| ネットワークコンピューティングや組込みシステムなど、実用に供せられているコンピュータシステムの利用形態について説明できる。 | 3 | 後9,後10,後15,後16 |
| デュアルシステムやマルチプロセッサシステムなど、コンピュータシステムの信頼性や機能を向上させるための代表的なシステム構成について説明できる。 | 3 | 後9,後10,後15,後16 |
| ユーザの要求に従ってシステム設計を行うプロセスを説明することができる。 | 1 | 後11,後12,後13,後14,後15,後16 |
| システムプログラム | コンピュータシステムにおけるオペレーティングシステムの位置づけを説明できる。 | 1 | 後1,後15,後16 |
| 情報数学・情報理論 | 集合に関する基本的な概念を理解し、集合演算を実行できる。 | 2 | 後11,後12,後13,後14,後15,後16 |
| 集合の間の関係(関数)に関する基本的な概念を説明できる。 | 2 | 後11,後12,後13,後14,後15,後16 |
| ブール代数に関する基本的な概念を説明できる。 | 2 | 後11,後12,後13,後14,後15,後16 |
| 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。 | 2 | 後11,後12,後13,後14,後15,後16 |
| 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。 | 3 | 後11,後12,後13,後14,後15,後16 |
| 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。 | 1 | 後11,後12,後13,後14,後15,後16 |
| ソフトウェア開発の現場において標準的とされるツールを使い、生成したロードモジュールの動作を確認できる。 | 1 | 後11,後12,後13,後14,後15,後16 |
| 与えられた数値を別の基数を使った数値に変換できる。 | 3 | 後11,後12,後13,後14,後15,後16 |
| 与えられた仕様に合致した組合せ論理回路や順序回路を設計できる。 | 3 | 後11,後12,後14,後15,後16 |