1. 命令表を見てハンドアセンブルができる。
2. 繰り返しとインデクスド・モードを組合せたプログラムを作成できる。
3. 命令表を見て、各機械語命令やアドレッシング・モードの説明ができる。
概要:
全てのデジタルコンピュータに共通の動作原理を理解するための基礎となる科目である。この科目で使用するために開発した専用のマイコンを使用しマイコンの使用者の立場でコンピュータの機能・動作を習得する。本科、専攻科の全てのコンピュータに関係する科目に関連がある。この科目は卒業時までに必修得である。
授業の進め方・方法:
前期中間試験までは講義主体に進める。その間は小テストにより習熟度をチェックする。その後、前期末まではマイコンの組み立てとマイコンの操作方法等が中心になる。後期は授業の内容をマイコンの機械語プログラミングで確認しながら進める。この間は、作成したプログラムを提出することにより習熟度をチェックする。
注意点:
|
|
週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
ガイダンス |
1. 様々なコンピュータが用いられていることを理解する.
2. 世の中のほとんどのコンピュータはノイマン型と呼ばれることを知る。
2. この科目ではノイマン型コンピュータの動作原理を学ぶことを理解する。
|
| 2週 |
２進数 |
1. ノイマン型コンピュータは２進数を用いることを知る。
2. ２進数の表記、基数変換、ビット、バイト等を理解する。
|
| 3週 |
２進数の計算と２の補数 |
1. ２の補数を用いて負の数が表現できる。
2. ２進数で表現した整数同士の加減算ができる。
3. 計算結果が２の補数になる場合の計算ができる。
|
| 4週 |
２進数での小数の表現（固定小数点方式） |
1. ２進数で小数を表現できる。
|
| 5週 |
文字コード |
1. ASCIIコードと文字の相互変換ができる。
|
| 6週 |
論理演算と基本回路 |
1. AND, OR, XOR, NOT の論理演算ができる。
2. 簡単な組合せ回路の動作がトレースできる。
3. 真理値表、論理式で組合せ論理を記述できる。
|
| 7週 |
ハンダ付け練習 |
1. ハンダ付けができる。
|
| 8週 |
中間試験 |
1. 基本的な用語を答えることができる。
2. これまでに学んだ計算や変換等ができる。
|
| 2ndQ |
| 9週 |
演習用コンピュータの組み立て（１） |
1. ハンダ付けができる。
|
| 10週 |
演習用コンピュータの組み立て（２） |
1. ハンダ付けができる。
|
| 11週 |
演習用コンピュータの組み立て（３） |
1. ハンダ付けができる。
|
| 12週 |
演習用コンピュータの組み立て（４） |
1. 演習用コンピュータを完成させる。
|
| 13週 |
演習用コンピュータの構成 |
1. 汎用レジスタ、PC、SP、フラグ、主記憶の用語を覚えている。
2. メモリにプログラムを２進数で打ち込むことができる。
3. プログラムを実行することができる。
|
| 14週 |
演習用コンピュータの動作 |
1. マイコン内部のブロック図と対比しながらCPUが機械語命令を実行する手順を説明できる。
2. ステップ実行を用いてプログラム実行の様子を観察できる。
|
| 15週 |
期末試験 |
1. 中間試験の範囲の知識が定着している。
2. 演習用コンピュータの操作ができる。
|
| 16週 |
機械語命令とニーモニック |
1. ニーモニックを用いてプログラムが記述できる。
2. ニーモニックから機械語命令に変換できる。
|
| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
転送命令 |
1. 転送命令と停止命令の役割が説明できる。
2. CPUレジスタを介してメモリからメモリにデータをコピーするプログラムを作成できる。
|
| 2週 |
分岐命令 |
1. 分岐命令の役割が説明できる。
2. ループするプログラムをステップ実行を使用してトレースできる。
|
| 3週 |
フラグと条件分岐命令 |
1. フラグの役割が説明できる。
2. 条件分岐命令の動作が説明できる。
3. 正負を判断するプログラムが作成できる。
|
| 4週 |
繰り返し処理（１） |
1. 1から10の合計を求めるプログラムが作成できる。
|
| 5週 |
繰り返し処理（２） |
1. 繰り返しにより積を求めるプログラムが作成できる。
|
| 6週 |
比較命令 |
1. 比較命令の役割が説明できる。
2. 繰り返しにより割り算を計算するプログラムが作成できる。
|
| 7週 |
演習 |
1. 前回、前々回のプログラムを改良する．
|
| 8週 |
中間試験 |
1. 幾つかの用語を理解している。
2. ニーモニックから機械語に変換できる。
3. ここまでの機械語の動作を理解している。
4. フローチャートから機械語プログラムを作成できる。
|
| 4thQ |
| 9週 |
シフト演算命令 |
1. 左右・算術・論理シフトの実行結果を説明できる。
2. ビット回転プログラムを作成できる。
3. シフトを用いた高速な掛け算プログラムを作成できる。
|
| 10週 |
アドレッシング・モード |
1. アドレッシングについて説明できる。
2. メモリ領域をクリアするプログラム等を作成できる。
|
| 11週 |
論理演算命令 |
1. 論理演算命令の実行結果を説明できる。
2. 奇数・偶数判定プログラムを作成できる。
|
| 12週 |
演習 |
1. 配列中の奇数を数え上げるプログラムを作成できる。
2. 自身を書き換えるプログラムを理解できる。
|
| 13週 |
入出力 |
1. ブザーを鳴らすプログラムが作成できる。
2. データスイッチからデータを入力するプログラムが作成できる。
|
| 14週 |
演習 |
1. スイッチとブザーを組合せて使用するプログラムを作成できる。
|
| 15週 |
期末試験 |
1. ニーモニックから機械語に変換できる。
2. 各機械語命令の動作を理解している。
3. 各アドレッシングモードを理解している。
4. フローチャートから機械語プログラムを作成できる。
|
| 16週 |
答案返却など |
試験の解答をする
|
| 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 | 論理演算と進数変換の仕組みを用いて基本的な演算ができる。 | 3 | 前2,前6 |
| コンピュータのハードウェアに関する基礎的な知識を活用できる。 | 2 | 前13,前14 |
| 専門的能力 | 分野別の専門工学 | 情報系分野 | プログラミング | 与えられた問題に対して、それを解決するためのソースプログラムを記述できる。 | 3 | 前16,後1,後2,後3,後4,後5,後6,後8,後9,後10,後11,後12,後13,後14 |
| 要求仕様に従って、標準的な手法により実行効率を考慮したプログラムを設計できる。 | 2 | 後1,後2,後3,後4,後5,後6,後8,後9,後10,後11,後12,後13,後14 |
| 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。 | 3 | 前2,前4 |
| 基数が異なる数の間で相互に変換できる。 | 3 | 前2 |
| 整数を2進数、10進数、16進数で表現できる。 | 3 | |
| 小数を2進数、10進数、16進数で表現できる。 | 3 | |
| 基本的な論理演算を行うことができる。 | 2 | 前6 |
| 基本的な論理演算を組合わせて、論理関数を論理式として表現できる。 | 1 | 前6 |
| 論理ゲートを用いて論理式を組合せ論理回路として表現することができる。 | 1 | 前6 |
| 与えられた組合せ論理回路の機能を説明することができる。 | 1 | 前6 |
| 組合せ論理回路を設計することができる。 | 1 | 前6 |
| 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。 | 1 | 前14 |
| 分野別の工学実験・実習能力 | 情報系分野【実験・実習能力】 | 情報系【実験・実習】 | フローチャートなどを用いて、作成するプログラムの設計図を作成することができる。 | 2 | |