到達目標
・計算機での数値データの表現方法とその実現方法を説明できる．
・算術演算回路の仕組みを説明できる．
・命令の実行制御の仕組みを説明できる．
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 |
| 概論 | 計算機アーキテクチャの概念をを理解し，説明ができる． | 計算機アーキテクチャの概念を理解できている． | 計算機アーキテクチャの概念を理解できていない． |
| 命令 | 命令セット，命令の実行制御を理解し，説明できる． | 命令セット，命令の実行制御を理解できる． | 命令セット，命令の実行制御を理解できていない． |
| メモリ | メモリアーキテクチャを理解し，説明できる． | メモリアーキテクチャを理解できる． | メモリアーキテクチャを理解できていない． |
学科の到達目標項目との関係
MCCコア科目
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ディプロマポリシー 1
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教育方法等
概要:
コンピュータアーキテクチャについて、以下の箇所に重点を置いて学ぶ．
(1) ノイマン型コンピュータの計算原理の位置づけ
(2) コンピュータの高速化のためのプロセッサとメモリの構成方法
(3) 言語、オペレーティングシステム、ハードウェアの相互関係
授業の進め方・方法:
講義による説明と演習による形式で行う．
講義プリントを配布して，講義を効率的に行う．
事前に行う準備学習：前回の講義の復習および予習を行ってから授業に臨むこと
（授業外学習・事前）授業内容を予習しておく。
（授業外学習・事後）授業内容に関する課題を解く。
注意点:
本科目では，60点以上の評価で単位を認定する．
評価が60点に満たない者は，願い出により追認試験を受けることができる．追認試験の結果，単位の修得が認められた者にあっては，その評価を60点とする．
授業の属性・履修上の区分
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 |
シラバスの説明
計算機の歴史 |
今日の計算機のアーキテクチャがどのような経過を経て確立されてきたかの概要を説明することができる．
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| 2週 |
データ語の構成
数の表現：１０進整数 |
データの種類とデータ語の語長について説明することができる．
１０進整数の表現方法について説明することができる．
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| 3週 |
数の表現：２進整数 |
２進整数の表現方法について説明することができる．
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| 4週 |
算術シフト，符号拡張とアドレス計算 |
算術シフト，符号拡張とアドレス計算について概要を説明することができる．
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| 5週 |
浮動小数点数 |
浮動小数点数の表現方法と誤差について概要を説明することができる．
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| 6週 |
命令語の構成（１） |
命令とオペランド，命令の種類，アドレス指定形式について概要を説明することができる．
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| 7週 |
命令語の構成（２） |
命令とオペランド，命令の種類，アドレス指定形式について概要を説明することができる．
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| 8週 |
中間試験 |
コンピュータ内部のデータの種類，語長，数の表現方法，命令語に関する問題を出題する．
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| 4thQ |
| 9週 |
算術演算回路の構成：加算回路 |
２進整数の加算回路について概要を説明することができる．
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| 10週 |
算術演算回路の構成：乗算回路・除算回路 |
２進整数の乗算回路・除算回路について概要を説明することができる．
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| 11週 |
算術演算回路の構成：パイプライン化 |
複数の演算をオーバーラップさせて高速に実行する演算パイプライン処理について概要を説明することができる．
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| 12週 |
命令の実行制御：実行制御部の構成法 |
逐次処理における実行制御部の構成について概要を説明することができる．
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| 13週 |
メモリ系の構成 |
主記憶とキャッシュメモリを合わせたメモリ系の高速化手法について概要を説明することができる．
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| 14週 |
入出力系の構成 |
入出力装置の制御，各種入出力装置について概要を説明することができる．
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| 15週 |
期末試験 |
２進整数の演算方法，命令実行の高速化，メモリ系の高速化に関する問題を出題する．
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| 16週 |
試験の返却と解説 |
試験の返却と解説および授業アンケート
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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 | 計算機工学 | 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。 | 3 | 後2,後3,後4,後5 |
| 基数が異なる数の間で相互に変換できる。 | 3 | 後2,後3 |
| 整数を2進数、10進数、16進数で表現できる。 | 3 | 後2,後3 |
| 小数を2進数、10進数、16進数で表現できる。 | 3 | 後2,後3,後5 |
| 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。 | 4 | 後6,後7 |
| 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。 | 4 | 後9,後10,後11,後12 |
| 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。 | 4 | 後13 |
| 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。 | 4 | 後14 |
| 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。 | 4 | 後9,後10,後11,後12,後13,後14 |
評価割合
| 中間試験 | 期末試験 | 提出物 | 態度 | ポートフォリオ | その他 | 合計 |
| 総合評価割合 | 25 | 50 | 25 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 25 | 50 | 25 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 専門的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |