到達目標
(ア)CISC・RISCの各種命令セットが理解でき、説明できる。
(イ)COMETの命令セット、命令の動作が説明でき、アセンブリ言語が理解できる。
(ウ)MIPSの命令セット、命令の動作が説明でき、アセンブリ言語が理解できる。
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) | CISC・RISCの各種命令セットが理解でき、説明できる。 | CISC・RISCの各種命令セットが理解できる。 | CISC・RISCの各種命令セットが理解できない。 |
| 評価項目(イ) | COMETの命令セット、命令の動作が説明でき、アセンブリ言語が理解できる。 | COMETの命令セット、命令の動作が説明できる。 | COMETの命令セット、命令の動作が説明できない。 |
| 評価項目(ウ) | MIPSの命令セット、命令の動作が説明でき、アセンブリ言語が理解できる。 | MIPSの命令セット、命令の動作が説明できる。 | MIPSの命令セット、命令の動作が説明できない。 |
学科の到達目標項目との関係
学習・教育到達度目標 A1 ハードウェアの基本動作を理論面から解析できるとともに，ソフトウェア的手法を利用してハードウェアを設計できる．
JABEE d 当該分野において必要とされる専門的知識とそれらを応用する能力
本校教育目標 ① ものづくり能力
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不可欠である。そこで、CISCとRISCのコンピュータを例に、コンピュータのアセンブリ言語とハードウェアの動作についてを学習する。また、教育用マイクロプロセッサとして情報処理技術者試験のアセンブリ言語CASLⅡについて理解する。さらに、実践的なMIPSのアセンブリ記述をシミュレータSPIMで動作させながら、コンピュータアーキテクチャについて学習する。
この科目は企業で組込みシステムの設計を担当していた教員が、その経験を活かし、ソフトウェアの種類、特徴、コンピュータの動作等について講義・演習形式で授業を行うものである。
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:
コンピュータ工学Ⅰ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 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
シラバスの説明（評価基準）、ハーバードアーキテクチャ(4)、メモリアーキテクチャ(7)、キャッシュメモリと仮想メモリ(8) |
CISCとRISCのアーキテクチャが理解できる
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| 2週 |
命令セットアーキテクチャ(3)、演算アーキテクチャ(5)、制御アーキテクチャ(6) |
CISCとRISCの命令セットが理解できる
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| 3週 |
COMETⅡとCASLⅡ：コンピュータの構成、５大装置、アセンブル入力、アセンブル＆リンク、実行、アドレス、データ |
CASLのアセンブリ言語とシミュレータが理解できる
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| 4週 |
命令形式、実効アドレス、指標レジスタ、F式表記、転送命令、算術加減算命令、FR |
CASLの命令形式、実効アドレス、指標レジスタが理解できる
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| 5週 |
命令形式と機械語の関係、１ワード命令、２ワード命令、ハンドアセンブル、プログラムレジスタ、無条件/条件分岐 |
命令形式と機械語の関係、命令の動作が理解できる
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| 6週 |
小テスト、まとめ |
５回の講義の内容が理解できる
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| 7週 |
加減算命令、比較命令、論理１０進数と算術１０進数、論理和(OR)、論理積(AND)、排他的論理和(XOR)、マスク、反転 |
加減算命令、論理演算命令が理解できる
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| 8週 |
算術シフト、論理シフト、オーバーフローフラグ、PUSH、POP、CALL、RET、スタック、キュー |
シフト命令、PUSH、POP、CALL、RET命令が理解できる
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| 2ndQ |
| 9週 |
文字の定義と入出力命令：文字コード、IN、OUT、マクロ命令、定石、アルゴリズム |
マクロと定石、アルゴリズムが理解できる
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| 10週 |
マイクロプロセッサの歴史と身近な組込みプロセッサ(1.1)、MIPSプロセッサのレジスタ構成と命令セット(1.2) |
MIPSの命令セットが理解できる
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| 11週 |
MIPSシミュレータとアセンブリ言語の基礎(2.1)、アセンブリ言語によるアルゴリズム記述(2.2) |
MIPSのアセンブリ言語とシミュレータが理解できる
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| 12週 |
小テスト、まとめ |
５回の講義の内容が理解できる
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| 13週 |
サブルーチンコールの原理とMIPS命令による実現(1.4)、メモリの利用とサブルーチンの動作(2.3) |
サブルーチンコールが理解できる
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| 14週 |
再帰呼出しと浮動小数点演算(2.4)、システムコールと例外処理、割込み処理(2.5) |
再起呼び出しと浮動小数点演算が理解できる
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| 15週 |
割込みアーキテクチャ(9)、パイプラインアーキテクチャ(10)、システムアーキテクチャ(12) |
割込みとパイプライン処理が理解できる
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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 |
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 |