到達目標
・リアルタイムOSにおけるタスクの生成・管理・優先度に基づくスケジューリングについて理解し，タスクを活用したプログラミングができる．
・リアルタイムOSが提供するイベントフラグ・周期ハンドラ・セマフォ・メモリプールなどの機能について理解し，それらを使用したプログラミングができる．
・リアルタイムOSを活用した簡単なシステムが構築できる．
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 |
| リアルタイムOSにおけるタスクの生成・管理・優先度に基づくスケジューリングについて理解し，タスクを活用したプログラミングができる． | タスクの役割とOSによるタスク操作やスケジューリングについて理解し，タスクを適切に使用したプログラミングができる． | タスクの生成・管理や優先度の概念を理解している． | タスクや優先度の概念を理解できていない |
| リアルタイムOSが提供するイベントフラグ・周期ハンドラ・セマフォ・メモリプールなどの機能について理解し，それらを使用したプログラミングができる． | リアルタイムOSが提供する様々な機能を理解し，適切な場面でそれらの機能を使用したプログラミングができる． | リアルタイムOSが提供するいくつかの機能を理解し，実装することができる． | リアルタイムOSが提供する機能について理解できておらず，どの機能も実装して使用することができない． |
| リアルタイムOSを活用した簡単なシステムが構築できる． | リアルタイムOSの必要性を理解し，構築したいシステムに対するタスク設計，優先度管理，OSの機能の利用ができる． | 構築したいシステムに対するタスク設計やOSの機能などの指針が与えられれば一部を実装できる． | 構築したいシステムに対してタスクの割り当てや実装ができない． |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
オペレーティングシステムの概要について学習し，特にプロセス管理に関する演習を行う．リアルタイムOSであるμITRON上で動くプログラム開発を通して，プロセスのスケジューリング・排他制御，同期処理，共有メモリ方式などを取り上げ，リアルタイムOSについての理解を深める．
授業の進め方・方法:
プログラミング関連科目の知識を前提とする．電子計算機I,II２ではOSのない電子計算機そのものの制御について学んだが，本科目では，OSで提供されているシステムコールを活用して，プロセス管理などの手法を体験する．尚，体系的なオペレーティングシステムの知識については、オペレーティングシステムⅡにおいて学習する。
注意点:
プログラミングに関する復習をしておくこと．電子計算機Iについても復習しておくこと．授業の予習・復習及び演習については自学自習により取り組み学修すること．
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
講義のガイダンス．リアルタイムOSの概要，H8マイコンボードとリアルタイムOSを用いたプログラミング |
講義の全体像を理解し，H8マイコンボード上でリアルタイムOSを使用したプログラミング環境が整えられる．
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| 2週 |
リアルタイムOS上でのタスクの生成と管理 |
μITRON互換のOSを使用してタスクの静的生成が実装できる．
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| 3週 |
タスクスケジューリングとタスクの動的生成 |
μITRON互換のOSを使用してタスクの動的生成が実装できる．
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| 4週 |
イベントフラグを用いたタスク間の同期処理 |
イベントフラグの概念を理解し，イベントフラグを用いたプログラムが実装できる．
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| 5週 |
演習 |
これまでの演習課題をすべて提出する
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| 6週 |
周期ハンドラを利用した周期的な処理のスケジューリング |
周期ハンドラの概念を理解し，周期ハンドラを用いたプログラムが実装できる．
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| 7週 |
セマフォの仕組みと，セマフォを用いた共有資源の排他制御 |
セマフォを用いた排他制御の概念を理解し，セマフォを用いたプログラムが実装できる．
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| 8週 |
共有メモリとメモリプールの利用 |
共有メモリにおけるメモリプールの概念を理解し，メモリプールを用いたプログラムが実装できる．
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| 4thQ |
| 9週 |
演習 |
これまでの演習課題をすべて提出する
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| 10週 |
メールボックスを用いたタスク間でのブロックデータ通信 |
メールボックスによるタスク間通信を理解し，メールボックスを用いたプログラムを実装できる．
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| 11週 |
スロットマシンの製作1 |
授業内で提示されたスロットマシンの要求定義を理解し，大まかな設計が完了している．
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| 12週 |
スロットマシンの製作2 |
スロットマシンの製作に取り掛かり，各タスクのおおまかな実装が完了している．
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| 13週 |
スロットマシンの製作3 |
スロットマシンが完成し，仕様通りの動作が確認できている．
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| 14週 |
講義のまとめとテスト対策 |
講義全体を振り返り，リアルタイムOSの役割や機能について理解している．
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| 15週 |
期末テスト |
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| 16週 |
テスト返却 |
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モデルコアカリキュラムの学習内容と到達目標
| 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 | 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。 | 3 | 後1,後11,後12,後13,後14 |
| プロセス管理やスケジューリングなどCPUの仮想化について説明できる。 | 3 | 後2,後3,後4,後6,後7,後8,後10 |
評価割合
| 試験 | 発表 | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | その他 | 演習課題 | 合計 |
| 総合評価割合 | 30 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 70 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 30 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 70 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |