到達目標
１．コンピュータの基本構成を理解し，それぞれの役割とこれらの間でのデータの流れを説明できる。
２．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．主要な演算アーキテクチャを説明できる。
４．主要な制御アーキテクチャを説明できる。
５．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。
６．命令コード表に従いアセンブリ言語を理解できる。
７．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。
８．周辺機器入出力を伴うプログラムを作成できる。
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 |
| 到達目標
項目１ | コンピュータの基本構成を理解し，具体例をあげて説明できる。 | コンピュータの基本構成を理解し，説明できる。 | コンピュータの基本構成を理解することが困難で説明できない。 |
| 到達目標
項目２，３，４，５，６ | プロセッサやメモリシステムに関する主要技術を理解し説明できる。 | プロセッサやメモリシステムに関する基本的な技術を理解し説明できる。 | プロセッサやメモリシステムに関する技術を理解することが困難で説明できない。 |
| 到達目標
項目７，８ | 入出力を実現するための主要技術を説明でき，周辺機器入出力を伴うプログラムを作成できる。 | 入出力を実現するための基本技術を説明でき，周辺機器入出力を伴う簡単なプログラムを作成できる。 | 入出力を実現するための主要技術を説明できず，周辺機器入出力を伴うプログラムを作成できない。 |
学科の到達目標項目との関係
本科学習目標 1
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本科学習目標 2
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本科学習目標 4
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教育方法等
概要:
コンピュータのしくみと動作を，論理素子のレベルからアセンブラのレベルまで理解し，電子工学や情報工学を学ぶための基礎学力と専門知識を養う。各種周辺機器を自由に組み合わせたシステムを実際に作成することで，実践的にものづくりや課題の解決に取り組む。
授業の進め方・方法:
マイコンボードを利用して，コンピュータのハードウェア構成，アセンブリ言語，及び各種周辺機器制御を講義と演習で学ぶ。
【事前事後学習など】到達目標の達成度を確認するため，随時演習課題を与える。
【関連科目】電子情報工学基礎Ⅰ・Ⅱ，ディジタル回路，オペレーティングシステム，プログラミング基礎Ⅱ
【MCC対応】Ⅴ-C-6計測，Ⅴ-D-3 計算機工学，Ⅴ-D-8 その他の学習内容，情報教育対応科目
注意点:
教科書の他に授業内で配布する資料を持参すること。
課題の演習問題は期限までに必ず提出すること。
【評価方法・評価基準】
前期中間試験，前期末試験，後期中間試験，学年末試験，演習課題を実施する。成績の評価基準として50点以上を合格とする。
前期評価：前期中間試験（３５％），前期末試験（３５％），課題（１５％），計算機演習課題（１５％）
後期評価：後期中間試験（３５％），学年末試験（３５％），課題（１５％），計算機演習課題（１５％）
学年末評価：前期評価（５０％），後期評価（５０％）
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 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
コンピュータアーキテクチャとは |
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。
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| 2週 |
基本アーキテクチャ |
コンピュータの基本構成を理解し，それぞれの役割とこれらの間でのデータの流れを説明できる。
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| 3週 |
プログラムカウンタ，スタック，演算部，フラグ |
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。
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| 4週 |
命令形式，アドレス修飾 |
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。
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| 5週 |
演習(1) (アセンブリプログラミング，逆アセンブル，機械語) |
命令コード表に従いアセンブリ言語を理解できる。
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| 6週 |
演習(2) (ループ，演算命令の実行サイクル測定) |
命令コード表に従いアセンブリ言語を理解できる。
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| 7週 |
演算アーキテクチャ(1) |
主要な演算アーキテクチャについて説明できる。
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| 8週 |
演算アーキテクチャ(2) |
主要な演算アーキテクチャについて説明できる。
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| 2ndQ |
| 9週 |
演算アーキテクチャ(3) |
主要な演算アーキテクチャについて説明できる。
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| 10週 |
制御アーキテクチャ(1) |
主要な制御アーキテクチャについて説明できる。
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| 11週 |
制御アーキテクチャ(2) |
主要な制御アーキテクチャについて説明できる。
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| 12週 |
演習(3) (データ依存，分岐による性能への影響) |
主要な制御アーキテクチャについて説明できる。
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| 13週 |
命令セットアーキテクチャ |
主要な制御アーキテクチャを説明できる。
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| 14週 |
メモリアーキテクチャ(1) |
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。
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| 15週 |
前期復習 |
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| 16週 |
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
メモリアーキテクチャ(2) |
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。
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| 2週 |
メモリアーキテクチャ(3) |
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。
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| 3週 |
演習(4) (メモリ，キャッシュ，TLB) |
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。
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| 4週 |
アセンブリプログラミング(ビット演算) |
命令コード表に従いアセンブリ言語を理解できる。
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| 5週 |
入出力アーキテクチャ |
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。
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| 6週 |
周辺機器制御(1) (割込み，プーリング) |
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。
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| 7週 |
周辺機器制御(2) (様々な割込み) |
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。
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| 8週 |
演習(5) (割込み，ポーリング) |
周辺機器入出力を伴うプログラムを作成できる。
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| 4thQ |
| 9週 |
演習(6) ((割込み) |
周辺機器入出力を伴うプログラムを作成できる。
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| 10週 |
AD変換 |
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。
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| 11週 |
DA変換 |
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。
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| 12週 |
レジスタアクセス |
周辺機器入出力を伴うプログラムを作成できる。
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| 13週 |
演習(7) (レジスタアクセス) |
周辺機器入出力を伴うプログラムを作成できる。
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| 14週 |
演習(8) (レジスタアクセス，WDT) |
周辺機器入出力を伴うプログラムを作成できる。
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| 15週 |
後期復習 |
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| 16週 |
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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 | 電気・電子系分野 | 計測 | A/D変換を用いたディジタル計器の原理について説明できる。 | 4 | |
| 情報系分野 | 計算機工学 | 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 | |
| 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 | |
| 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 | |
| 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 | |
| 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 | |
| 要求仕様に従って、標準的なプログラマブルデバイスやマイコンを用いたシステムを構成することができる。 | 4 | |
| コンピュータシステム | 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。 | 4 | |
| その他の学習内容 | 情報を離散化する際に必要な技術ならびに生じる現象について説明できる。 | 3 | |
評価割合
| 試験 | 課題 | 合計 |
| 総合評価割合 | 70 | 30 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 70 | 30 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 |