到達目標
１ ディジタル論理回路の基本が理解できる
２ フラグ計算式の基本が理解できる
３ プロセッサのアーキテクチャおよび動作原理の基本が理解できる
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 |
| 評価項目１ | マルチプレクサ、デコーダ、加算器、レジスタ、カウンタなどの基本回路を設計できる。 | 真理値表から、標準積和および和積形のブール代数式を構成でき、カルノー図で最適化できる。 | 真理値表から、標準積和および和積形のブール代数式を構成できず、カルノー図で最適化できない。 |
| 評価項目２ | ALUおよびフラグの設計ができる。 | フラグの計算式を理解し、ディジタル回路で構築できる。 | フラグの計算式を理解しておらず、ディジタル回路で構築できない。 |
| 評価項目３ | プロセッサの基本動作を、マイクロプログラムで表現できる。 | 命令フェッチ、デコード、実効アドレス計算、演算処理のデータパスを構築できる。 | 命令フェッチ、デコード、実効アドレス計算、演算処理のデータパスを構築できない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
本講義では電子制御機器の中核であるマイクロプロセッサの基本を講義する。基本情報処理技術者試験のCOMET2を対象とし，その動作原理を調査する。計算機工学Ⅰで学習したマイクロプロセッサの構造と動作原理が、どのようにハードウェア実現されるかを理解する。
授業の進め方・方法:
講義を中心に授業を進める。マイクロプロセッサのハードウェア実現が主題であるので、プロセッサの動作手順を把握し、マイクロプログラム表現のデータパスを理解する。講義内容の理解を深めるために、ディジタル論理回路の設計手順について、丁寧に解説し、数人の学生に質問して確実な理解を図る。
注意点:
【成績の評価方法・評価基準】
毎回の定期試験を行い，その平均点で定期試験結果を評価する(70%)。その他，ソフトウェア演習課題および個別口頭質問の回答状況等を加味(30%)し，各到達目標の達成度を確認して成績評価をする。
【備考】
CPUをどのようにハードウェア実現するかについては高学年でも触れる。
【教員の連絡先】
教 員 名 町田 秀和
研 究 室 A棟２階 (A-220)
内線電話 8957
e-mail: machida@maizuru-ct.ac.jp
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 |
シラバス内容の説明
論理関数の基礎:論理演算と基本ゲート |
１ ディジタル論理回路の基本が理解できる
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| 2週 |
組み合わせ論理回路の基礎：デコーダ，マルチプレクサ等 |
１ ディジタル論理回路の基本が理解できる
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| 3週 |
演算回路の基礎:全加算器 |
１ ディジタル論理回路の基本が理解できる
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| 4週 |
算術論理演算回路ユニットALU |
１ ディジタル論理回路の基本が理解できる
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| 5週 |
演算とフラグ |
２ フラグ計算式の基本が理解できる
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| 6週 |
順序回路の基礎:ラッチ，フリップフロップ |
１ ディジタル論理回路の基本が理解できる
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| 7週 |
レジスタとカウンタ |
１ ディジタル論理回路の基本が理解できる
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| 8週 |
中間試験 |
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| 4thQ |
| 9週 |
中間試験問題の解説
システムクロックとレジスタ |
３ プロセッサのアーキテクチャおよび動作原理の基本が理解できる
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| 10週 |
1バス転送 |
３ プロセッサのアーキテクチャおよび動作原理の理解
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| 11週 |
3バス転送 |
３ プロセッサのアーキテクチャおよび動作原理の基本が理解できる
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| 12週 |
制御回路の概説:CPUの基本動作 |
３ プロセッサのアーキテクチャおよび動作原理の基本が理解できる
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| 13週 |
命令フェッチ |
３ プロセッサのアーキテクチャおよび動作原理の基本が理解できる
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| 14週 |
命令の解読と実効アドレス計算 |
３ プロセッサのアーキテクチャおよび動作原理の基本が理解できる
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| 15週 |
プロセッサの制御信号と命令実行 |
３ プロセッサのアーキテクチャおよび動作原理の基本が理解できる
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| 16週 |
期末試験 |
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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 | 情報 | 基本的なアルゴリズムを理解し、図式表現できる。 | 3 | |
| プログラミング言語を用いて基本的なプログラミングができる。 | 3 | |
| 整数、小数を2進数、10進数、16進数で表現できる。 | 2 | |
| 基数が異なる数の間で相互に変換できる。 | 2 | |
| 基本的な論理演算を行うことができる。 | 2 | |
| 基本的な論理演算を組み合わせて任意の論理関数を論理式として表現できる。 | 3 | |
| MIL記号またはJIS記号を使って図示された組み合わせ論理回路を論理式で表現できる。 | 3 | |
| 論理式から真理値表を作ることができる。 | 3 | |
| 論理式をMIL記号またはJIS記号を使って図示できる。 | 3 | |
評価割合
| 試験 | 発表 | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | その他 | 合計 |
| 総合評価割合 | 70 | 10 | 0 | 0 | 20 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 70 | 10 | 0 | 0 | 20 | 0 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |