到達目標
1. コンピュータの基本的な構造と機能を理解する。
2. 命令セットアーキテクチャを理解する。
3. 制御アーキテクチャを理解する。
4. メモリアーキテクチャを理解する。
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 | コンピュータの基本構造と機能を理解し説明できる。 | コンピュータの基本構造と機能を理解できる。 | コンピュータの基本構造と機能を理解できない。 |
| 評価項目2 | 命令アーキテクチャを理解し説明できる。 | 命令アーキテクチャを理解できる。 | 命令アーキテクチャを理解できない。 |
| 評価項目3 | 制御アーキテクチャを理解し説明できる。 | 制御アーキテクチャを理解できる。 | 制御アーキテクチャを理解できない。 |
| 評価項目4 | 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ない。 |
学科の到達目標項目との関係
学習・教育到達度目標 (D)
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学習・教育到達度目標 (F)
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学習・教育到達度目標 (G)
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教育方法等
概要:
計算機の基本構造や機能について概説し、計算機を構成するCPUの命令セットと実行制御、メモリ、入出力装置がどのような理論に基づいて構成されているかを学ぶ。
この科目は企業で組み込みシステムCPUに関する設計開発に従事していた教員が、その経験を活かし、授業を担当する。
授業の進め方・方法:
座学による講義を中心とするが、必要に応じ、演習に取り組むことで、理解を深め定着を図る。
注意点:
本科目は、授業で保証する学習時間と、予習・復習及び課題レポート作成に必要な標準的な自己学習時間の総計が、90時間に相当する学習内容である。
この授業では前期開講の「オペレーティングシステム」の内容を踏まえ、計算機の中核的なハードウェアであるCPUがどのようにプロセス実行を実現しているかを意識すること。
合格の対象としない欠席条件(割合) 1/3以上の欠課
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概要 |
コンピュータの基本構造とその機能について理解する。
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| 2週 |
データ表現（1）：固定小数点方式，浮動小数点方式 |
数値データを表現する方式である，固定小数点方式と浮動小数点方式を理解する。
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| 3週 |
データ表現（2）：文字データ，画像データ |
文字データと画像データの表現方式について理解する。
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| 4週 |
命令アーキテクチャ（1）：基本構成，命令セット |
CPUの基本構成と命令セットについて理解する。
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| 5週 |
命令アーキテクチャ（2）：命令形式，アドレス指定方式 |
命令形式，アドレス指定方式について理解する。
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| 6週 |
命令アーキテクチャ（3）：命令実行シークエンス |
命令を実行する順序について理解する。
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| 7週 |
制御アーキテクチャ（1）：制御方式 |
命令実行を制御する方式、パイプラインについて理解する。
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| 8週 |
中間試験 |
中間試験
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| 2ndQ |
| 9週 |
制御アーキテクチャ（2）：割り込み |
命令実行の流れを変える割り込みについて理解する。
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| 10週 |
メモリアーキテクチャ（1）：仮想メモリ |
物理メモリと仮想メモリの対応付けについて理解する。
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| 11週 |
メモリアーキテクチャ（2）：キャッシュメモリ、ページング |
キャッシュメモリとページングについて理解する。
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| 12週 |
メモリアーキテクチャ（3）：アドレス変換機構 |
アドレス変換機構について理解する。
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| 13週 |
メモリアーキテクチャ（4）：セグメント方式 |
セグメント方式について理解する。
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| 14週 |
入出力アーキテクチャ（1）：入出力装置の種類と管理 |
入出力装置の種類とその管理について理解する。
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| 15週 |
入出力アーキテクチャ（2）：入出力チャンネル |
入出力チャンネルについて理解する。
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| 16週 |
期末試験 |
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 |
評価割合
| 試験 | 発表 | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | 課題 | 合計 |
| 総合評価割合 | 60 | 0 | 0 | 0 | 0 | 40 | 100 |
| 総合評価割合 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 基礎的能力 | 30 | 0 | 0 | 0 | 0 | 20 | 50 |
| 専門的能力 | 20 | 0 | 0 | 0 | 0 | 10 | 30 |
| 分野横断的能力 | 10 | 0 | 0 | 0 | 0 | 10 | 20 |