コンピュータ工学

科目基礎情報

学校	香川高等専門学校	開講年度	令和04年度 (2022年度)
授業科目	コンピュータ工学
科目番号	221138	科目区分	専門 / 選択
授業形態	講義	単位の種別と単位数	学修単位: 2
開設学科	機械工学科（2019年度以降入学者）	対象学年	5
開設期	後期	週時間数	2
教科書/教材	教科書：半谷・見山・長谷川，コンピュータ概論，コロナ社（ISBN: 978-4-339-02428-9），およびプリント
担当教員	山崎 容次郎

到達目標

１．コンピュータ（PC）の構成，数や文字の表現方法が説明でき，2進数，8進数および16進数の計算ができる。
２．基本的論理回路の説明ができ，加算器などの簡単な組合せ論理回路や順序回路の解析，設計ができる。
３．集積回路（IC）の特徴や，基本的な演算回路（レジスタ，カウンタ等）について説明ができる。
４．中央処理装置（CPU）の動作が説明でき，Z80に対応したアセンブリ言語を用いた基本的なプログラムが作成できる。
５．ディスク装置の記憶容量の計算ができ，オペレーティングシステム（OS）の基礎的な役割やネットワークの概要が説明できる。

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	コンピュータ（PC）の構成，数や文字の表現方法が説明でき，2進数，8進数および16進数の計算ができる。	コンピュータ（PC）の構成，数や文字の表現方法が説明でき，2進数，8進数および16進数の基礎的な計算ができる。	コンピュータ（PC）の構成，数や文字の表現方法，2進数や16進数を用いた計算方法が説明できない。
評価項目2	基本的論理回路の説明ができ，加算器などの組合せ論理回路や順序回路の解析，設計ができる。	基本的論理回路の説明ができ，加算器などの簡単な組合せ論理回路や順序回路の解析，設計ができる。	基本的論理回路を用いた組合せ論理回路や順序回路について，説明できない。
評価項目3	集積回路（IC）の特徴や，基本的な演算回路（レジスタ，カウンタ等）の説明，設計ができる。	集積回路（IC）の特徴や，基本的な演算回路（レジスタ，カウンタ等）について説明ができる。	集積回路（IC）の特徴や，基本的な演算回路について説明できない。
評価項目4	中央処理装置（CPU）の動作が説明でき，Z80に対応したアセンブリ言語を用いたプログラムが作成できる。	中央処理装置（CPU）の動作が説明でき，Z80に対応したアセンブリ言語を用いた基本的なプログラムが作成できる。	Z80に対応したアセンブリ言語を用いた基本的なプログラムが作成できない。
評価項目5	ディスク装置の記憶容量の計算ができ，オペレーティングシステム（OS）の役割やネットワークの概要や応用について説明できる。	ディスク装置の記憶容量の計算ができ，オペレーティングシステム（OS）の基礎的な役割やネットワークの概要が説明できる。	ディスク装置の記憶容量の計算法や，オペレーティングシステム（OS）の基礎的な役割やネットワークの概要が説明できない。

学科の到達目標項目との関係

学習・教育到達度目標 B-2 （機械工学に関連する基礎知識を身につける。）

教育方法等

概要:

コンピュータを構成する各装置の仕組み（ハード）を学び，コンピュータを実際的な機器（道具）の一つとして理解するとともに，それらを動作させる基本的な情報の取扱い方法を身につける。
※実務との関係
この科目は企業で油圧ポンプの機構設計と制御系設計を担当していた教員が， その実務経験を活かし，コンピュータの仕組み，およびコンピュータを用いた信号処理の基礎について，講義形式で授業を行うものである。

授業の進め方・方法:

講義は主に教科書を用いて進めるが，情報処理技術者試験にも関連していることを考慮し，最新の情報や詳細についてはプリントや実物を用いて解説する。また，本講は即物的科目と考えられ，実物に触れたり演習問題等の具体例を通してコンピュータの仕組みを学ぶ。

注意点:

試験期ごとに，定期試験を90％，課題レポートを10％として評価し，総合成績60％以上を合格とする。

授業の属性・履修上の区分

実務経験のある教員による授業

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
後期
	3rdQ
		1週	授業ガイダンス，コンピュータ（PC）の歴史と基盤技術	コンピュータ（PC）の基本構成要素（5大装置）と基盤技術が説明できる。
		2週	数と文字，整数，2進数，8進数，16進数，固定小数点数，丸め誤差	2進数を理解し，整数，小数，丸め誤差，2進数～16進数の計算ができる。
		3週	負数，符号絶対値法，補数，2進数の算術演算（加算，減算，乗算，除算）	負数について理解し，符号絶対値法と補数を説明できる。2進数の算術演算ができる。
		4週	ブール代数と論理回路，基本的論理回路，ドモルガンの公式	ブール代数と基本的論理回路を理解し，論理関数の展開や，ドモルガンの公式が使える。
		5週	排他的論理和と基本論理回路のシンボル，組合せ論理回路，全加算器と半加算器，	排他的論理和が説明でき，基本論理回路のシンボルを知り，論理回路図が描くことができる。
		6週	カルノー図による論理関数の簡略化，加法標準形，	カルノー図を用いて，全加算器と半加算器の最大限に簡略化した論理回路図を描くことができる。
		7週	順序回路とフリップフロップ回路（FF回路），RS-FFとJK-FFの特性表，特性方程式	加法標準形，順序回路，RS-FF回路を説明できる。RS-FFとJK-FFの特性表，特性方程式が説明できる。
		8週	D-FFとT-FF，順序回路（FF回路）のまとめ	D-FFとT-FFの特性表と機能や役割が説明できる。FF回路を使った順序回路が説明できる。
	4thQ
		9週	集積回路（IC）と論理演算回路，レジスタ，カウンタ	集積回路（IC）の各種分類，真理値表と機能表が説明できる。レジスタとカウンタの機能が説明できる。
		10週	エンコーダとデコーダ，マルチプレクサとデマルチプレクサ，比較器（コンパレータ）	エンコーダ，デコーダ，マルチプレクサ，デマルチプレクサ，比較器の機能が説明できる。
		11週	基本記憶素子（BMC）に基づく記憶装置，DA変換機とAD変換機	基本記憶素子の機能，4ビットのDA変換機とAD変換機の例が説明できる。
		12週	コンピュータの５大装置とバス接続法，中央処理装置（CPU），高級言語と機械語	コンピュータの基本構成（5大装置）とバス接続法，中央処理装置（CPU）の信号の流れが説明できる。
		13週	Z80のアセンブリ言語と機械語１（データ転送命令，算術演算命令，論理演算命令）	Z80のアセンブリ言語，機械語，レジスタの説明ができ，基礎的なプログラムについて説明できる。
		14週	Z80のアセンブリ言語と機械語２（分岐命令，コールリターン命令，ビット移動命令）	Z80のプログラムに関する例題が解け，基礎的なプログラムが作成できる。
		15週	記憶システムの分類と階層化，磁気ディスク装置の計算法	記憶システムの分類と記憶システムの階層化が説明できる。磁気ディスク装置の記憶容量が計算できる。
		16週	オペレーティングシステム（OS）とネットワーク	OSの役割，ネットワークの基礎的な事項が説明できる。

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	機械系分野	情報処理	プログラムを実行するための手順を理解し、操作できる。	4	後2
				整数型、実数型、文字型などのデータ型を説明できる。	4	後2
				算術演算および比較演算のプログラムを作成できる。	4	後3
				データを入力し、結果を出力するプログラムを作成できる。	4	後6
				条件判断プログラムを作成できる。	4	後9
				繰り返し処理プログラムを作成できる。	4	後9

評価割合

	試験	レポート	合計
総合評価割合	0	0	0
到達目標１	0	0	0
到達目標２	0	0	0
到達目標３	0	0	0
到達目標４	0	0	0
到達目標５	0	0	0