到達目標
(ア)コンピュータの構成や動作が説明でき、設計できる。
(イ)組合せ論理回路の機能が説明でき、設計できる。
(ウ)順序論理回路の機能が説明でき、設計できる。
ルーブリック
| 最低限の到達レベルの目安(優) | 最低限の到達レベルの目安(良) | 最低限の到達レベルの目安(不可) |
| 評価項目(ア) | コンピュータの構成や動作が説明でき、設計できる。 | コンピュータの構成や動作が説明できる。 | コンピュータの構成や動作が説明できない。 |
| 評価項目(イ) | 組合せ論理回路の機能が説明でき、設計できる。 | 組合せ論理回路の機能が説明できる。 | 組合せ論理回路の機能が説明できない。 |
| 評価項目(ウ) | 順序論理回路の機能が説明でき、設計できる。 | 順序論理回路の機能が説明できる。 | 順序論理回路の機能が説明できない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
情報化社会では、その中枢を担うコンピュータを理解することが必要である。そこで、パソコンを例に、コンピュータの動作原理とハードウェア全般について、最新の技術を学習する。また、簡単なマイクロプロセッサの動作をエミュレータで確認しながら内部を理解する。さらに、ユーザが論理回路を書き込むことができる素子(FPGA)の開発ソフト(QuartusII)を利用して組合せ回路、順序回路から基本的なコンピュータ回路までを設計する。
授業の進め方・方法:
講義でノートに書く代わりに、説明した内容を整理してパソコンでテキストにまとめ、電子的に提出する。
注意点:
ディジタル回路、プログラミングⅡの単位を修得していることが望ましい。なお、ノートパソコンを利用した演習、学習レポート・課題の提出、および小テストなどを行う。
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（評価基準）、５大装置、ノートパソコンの仕様調査、学習レポートの提出 |
「授業内容」ができる
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| 2週 |
パソコンの基礎：汎用CPUとPCのハードウェア、フリーソフトウェア、開発ツールのインストール |
「授業内容」ができる
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| 3週 |
コンピュータの基礎：コンピュータの構成と動作、ゲート回路とフリップ・フロップ |
「授業内容」ができる
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| 4週 |
論理回路の基礎：回路図による半加算器の設計とシミュレーション |
「授業内容」ができる
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| 5週 |
FPGA実装：論理合成とコンフィグレーション |
「授業内容」ができる
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| 6週 |
小テスト、まとめ |
５回の「授業内容」ができる
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| 7週 |
演算回路：モジュール化による全加算器の設計 |
「授業内容」ができる
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| 8週 |
記憶回路：レジスタ（カウンタ）の設計 |
「授業内容」ができる
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| 4thQ |
| 9週 |
記憶回路：メモリの設計 |
「授業内容」ができる
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| 10週 |
制御回路：状態遷移図による制御回路とマイクロプログラム制御の設計 |
「授業内容」ができる
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| 11週 |
命令メモリとマイクロプログラム制御の設計 |
「授業内容」ができる
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| 12週 |
小テスト、まとめ |
５回の「授業内容」ができる
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| 13週 |
4ビットコンピュータの設計 |
「授業内容」ができる
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| 14週 |
4ビットコンピュータの実装 |
「授業内容」ができる
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| 15週 |
コンピュータのハードウェア（プロセッサ、メモリ、入出力）のまとめ |
「授業内容」ができる
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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 | 情報系分野 | 計算機工学 | 組合せ論理回路を設計することができる。 | 3 | |
| 順序回路を設計することができる。 | 3 | |
| 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 | |
評価割合
| 定期試験 | 課題 | 小テスト | 合計 |
| 総合評価割合 | 50 | 20 | 30 | 100 |
| 基礎的能力 | 50 | 20 | 30 | 100 |