計算機アーキテクチャ

科目基礎情報

学校 和歌山工業高等専門学校 開講年度 令和04年度 (2022年度)
授業科目 計算機アーキテクチャ
科目番号 0030 科目区分 専門 / 必修
授業形態 授業 単位の種別と単位数 履修単位: 2
開設学科 電気情報工学科 対象学年 2
開設期 通年 週時間数 2
教科書/教材 [教科書]図解 初学者のためのコンピュータのしくみ、K-SEC情報リテラシー教材、K-SECセキュリティ基礎教材
担当教員 森 徹

到達目標

r進法の概念を理解し,基数の変換ができる.
コンピュータの仕組みを理解し,各装置について説明できる.
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。
コンピュータシステムにおけるオペレーティングシステムの位置づけを説明できる。
コンピュータに対する脅威を理解し、対策例を挙げることができる。
データベースの概念を理解し、簡単な問合せができる。

本科目の内容は、目的に応じたコンピュータシステムの構築・選定やデータベースの設計・利用に役立つ。

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
数の体系小数の2進数-10進数変換ができる。整数の2進数-10進数変換ができる。2進数-10進数変換ができない
オペレーティングシステムオペレーティングシステムの機能を説明できる。オペレーティングシステムの役割を説明できる。オペレーティングシステムの役割を説明できない
コンピュータの仕組み コンピュータの仕組みを説明できる。コンピュータの仕組みを説明できない。
データベースデータベースの概念を理解し、簡単な問合せができる。データベースの概念が理解できる。データベースの概念が理解できていない。

学科の到達目標項目との関係

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教育方法等

概要:
計算機のハードウェア(中央処理装置,記憶装置,入出力装置)のシステム構成,および,基本構造と動作する仕組みについて学習する。
さらに、データベースについても、その仕組みと利用法について学習する。
授業の進め方・方法:
講義をしながら、理解を深めるための課題を実施する。
注意点:

授業の属性・履修上の区分

アクティブラーニング
ICT 利用
遠隔授業対応
実務経験のある教員による授業

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 コンピュータの歴史
2週 コンピュータの基本構成 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週 2進数表現 整数、少数を2進数、16進数で表現できる。
基数が異なる数の間で相互に変換できる。
4週 命令とデータ① コンピュータを動かす命令とデータの構造を理解する。
5週 命令とデータ② 整数・小数をコンピュータのメモリ上でディジタル表現する方法を説明できる。
6週 コンピュータハードウエア① 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。
7週 コンピュータハードウエア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。
8週 コンピュータハードウエア③ 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。
2ndQ
9週 中間試験
10週 オペレーティングシステム① コンピュータシステムにおけるオペレーティングシステムの位置づけを説明できる。
11週 オペレーティングシステム② 仮想メモリなどのメモリ管理やファイル管理について説明できる。
12週 オペレーティングシステム③ プロセス管理やスケジューリングなどCPUの仮想化について説明できる。
13週 高信頼化コンピュータ 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。集中処理システムおよび分散処理システムについて、特徴と代表的な例を説明できる。
14週 前期のまとめ
15週 期末試験
16週 試験返却および解説
後期
3rdQ
1週 インターネットの仕組みと様々なサービス インターネットを構成する仕組みを理解する。
2週 情報社会① コンピュータを使ううえでの注意点を理解し、特に犯罪につながりかねない使い方をしないように注意する。
3週 情報社会② 情報社会における法律などを知り、注意すべきことを認識する。
4週 情報セキュリティ(概要) 基本的な暗号化技術について説明できる。
5週 インターネットのセキュリティ対策① コンピュータを扱っている際に遭遇しうる脅威、およびそれに対する対策例について説明できる。
基本的なアクセス制御技術について説明できる
6週 インターネットのセキュリティ対策② コンピュータを扱っている際に遭遇しうる脅威、およびそれに対する対策例について説明できる。
基本的なアクセス制御技術について説明できる
7週 モデル化と問題解決
8週 中間試験
4thQ
9週 データベースの基礎 データモデル、データベース設計法に関する基本的な概念を説明できる。
10週 データベース管理システム① データベース管理システムによるトランザクション管理と同時実行制御について説明できる
11週 データベース管理システム② データベース管理システムの機能よる障害回復機能と機密保護機能について説明できる
12週 リレーショナルデータベース① リレーショナルデータベースの概要について説明できる。
13週 リレーショナルデータベース② リレーショナルデータベースにおける正規化について説明できる
14週 データベースにおける検索 データベース言語を用いて基本的なデータ問合わせを記述できる。
15週 期末試験
16週 試験返却および解説

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
基礎的能力工学基礎情報リテラシー情報リテラシー情報伝達システムやインターネットの基本的な仕組みを把握している。3後1
専門的能力分野別の専門工学情報系分野計算機工学整数・小数をコンピュータのメモリ上でディジタル表現する方法を説明できる。4前5
基数が異なる数の間で相互に変換できる。4前3
整数を2進数、10進数、16進数で表現できる。4前3
小数を2進数、10進数、16進数で表現できる。4前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。4前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。4前6
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前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。4前8
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前6,前7
システムプログラムコンピュータシステムにおけるオペレーティングシステムの位置づけを説明できる。4前10
プロセス管理やスケジューリングなどCPUの仮想化について説明できる。4前12
排他制御の基本的な考え方について説明できる。4前11
記憶管理の基本的な考え方について説明できる。4前11
その他の学習内容コンピュータを扱っている際に遭遇しうる脅威に対する対策例について説明できる。4後5,後6,後7,後12
基本的な暗号化技術について説明できる。4後4
データモデル、データベース設計法に関する基本的な概念を説明できる。4後9,後12,後13
データベース言語を用いて基本的なデータ問合わせを記述できる。4後14

評価割合

定期試験課題小テスト合計
総合評価割合7030100
総合評価7030100