コンピュータハードウェア

科目基礎情報

学校 新居浜工業高等専門学校 開講年度 令和07年度 (2025年度)
授業科目 コンピュータハードウェア
科目番号 121417 科目区分 専門 / 必修
授業形態 講義 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 4
開設期 通年 週時間数 2
教科書/教材 コンピュータアーキテクチャ 坂井修一 コロナ社
実用プロセッサ技術 岩出秀平 ムイスリ出版
担当教員 塩貝 一樹,袖 美樹子

到達目標

1. コンピュータの5大装置について理解する
2. 命令セットアーキテクチャについて理解する
3. パイプライン処理について理解する
4. 仮想記憶について理解する
5. ノイマン型コンピュータの仕組みについて理解する。

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5大装置の概要について理解し、その意義を説明できるコンピュータの5大装置の概要について理解しているコンピュータの5大装置の概要について理解しているが、説明できない
評価項目2命令セットアーキテクチャについて理解し、その意義を説明できる命令セットアーキテクチャについて理解している命令セットアーキテクチャについて理解しているが、説明できない
評価項目3パイプライン処理について理解し、その意義を説明できるパイプライン処理について理解しているパイプライン処理について理解しているが、説明できない
評価項目4仮想記憶について理解し、その意義を説明できる仮想記憶について理解している仮想記憶について理解しているが、説明できない

学科の到達目標項目との関係

専門知識 (B) 説明 閉じる

教育方法等

概要:
本講義では、マイクロコンピュータのハードウェア、ソフトウェア、ネットワーク等を理解するため、それらの概要について学ぶ。具体的には、それらの理解に必要なメモリや周辺機器、基本ソフトウェア等について学ぶ。さらに、プロセッサ技術としてCPUの構造について学ぶ。
授業の進め方・方法:
ときどき演習課題を出しながら専門用語で出てくる英単語や概念も学習する。情報処理技術者試験関連科目。ディジタル回路関連科目。
注意点:
講義内容をきちんとノートにまとめ、毎週の授業内容を復習によってその都度理解しておくこと。電気情報工学実験、コンピュータネットワーク、その他の情報系科目でもマイクロコンピュータ・ハードウェアの基礎知識が必要なので、よく理解しておくこと

本科目の区分

Webシラバスと本校履修要覧の科目区分では表記が異なるので注意すること。
本科目は履修要覧(p.10)に記載する「③選択必修科目」である。

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 ガイダンス、ハードウェア基礎 1
2週 データの流れと制御の流れ 1
3週 命令セットアーキテクチャ 2
4週 命令セットアーキテクチャ 2
5週 パイプライン処理 3
6週 パイプライン処理 3
7週 中間試験
8週 試験返却
2ndQ
9週 キャッシュと仮想記憶 4
10週 キャッシュと仮想記憶 4
11週 命令レベル並列処理とアウトオブオーダ処理 5
12週 命令レベル並列処理とアウトオブオーダ処理 5
13週 入出力と周辺装置 5
14週 入出力と周辺装置 5
15週 期末試験
16週 試験返却
後期
3rdQ
1週 ノイマン型コンピュータ 5
2週 命令セット 5
3週 CPUハードウェア 5
4週 CPUハードウェア 5
5週 記憶階層 5
6週 記憶階層 5
7週 中間試験
8週 試験返却
4thQ
9週 Verilog入門
10週 verilog入門
11週 ハードウェア設計技術 4
12週 EIT処理機構 4
13週 EIT処理機構 4
14週 オペレーティングシステムの基礎 4
15週 期末試験
16週 試験返却

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。3前1
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5,後6
情報セキュリティの必要性および守るべき情報を認識している。3後9
個人情報とプライバシー保護の考え方についての基本的な配慮ができる。3後13
インターネット(SNSを含む)やコンピュータの利用における様々な脅威を認識している3後10
インターネット(SNSを含む)やコンピュータの利用における様々な脅威に対して実践すべき対策を説明できる。3後11,後12
専門的能力分野別の専門工学情報系分野計算機工学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1,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
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。4前4,前5,前6
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
ハードウェア記述言語など標準的な手法を用いてハードウェアの設計、検証を行うことができる。4
コンピュータシステム集中処理システムについて、それぞれの特徴と代表的な例を説明できる。4後1
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。4後1
ネットワークコンピューティングや組込みシステムなど、実用に供せられているコンピュータシステムの利用形態について説明できる。4後1
デュアルシステムやマルチプロセッサシステムなど、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。4後2,後3

評価割合

試験課題演習・小テスト合計
総合評価割合8020100
基礎的能力000
専門的能力8020100
分野横断的能力000