到達目標
（１）特定のマイクロプロセッサーにおけるインストラクションセットを理解し，アセンブリーコードが書ける．
（２）マイクロプロセッサーを作成する視点から，マイクロプロセッサーの基本的なアーキテクチャーを説明できる．
（３）プログラミングに必要なレベルにおいて，CPUとメモリーの基本動作を説明できる．
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 | 簡単なC言語をアセンブリー言語に翻訳できる． | 極めて簡単なC言語をアセンブリーコードに変換できる． | 極めて簡単なC言語をアセンブリー言語に翻訳できない． |
| 評価項目2 | 単一サイクルのCPUの設計過程を理解でき，拡張できる． | 単一サイクルのCPUの設計過程を理解できる． | CPUの設計過程を理解できない． |
| 評価項目3 | コンピューター全体をOS（kernel）の観点から理解できる． | コンピューター全体を各サブシステムの観点から理解できる． | コンピューターを各サブシステムに分けて理解できない． |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
この授業では，コンピューターのアーキテクチャー，特にマイクロプロセッサーに関するアーキテクチャーについて学習する．コンピューターに関する種々雑多なアーキテクチャーの知識を増やすことを目的とせず，マイクロプロセッサーを作るために必須でかつ重要な部分を理解することを目的とする．
実務経験のある教員による授業科目：加藤は企業（IBM）で計算機のアーキテクチャーを担当していた．その経験を活かしCPUのアーキテクチャーについて授業を行う．
授業の進め方・方法:
教科書の第6章以降に基づいて授業を行う．教科書の第5章までのデジタル回路はすでに習得しているものとする．デジタル回路の理解が不十分な者は，第5章までを読んで適宜復習すること．教科書ではARMアーキテクチャーに基づいて解説を行う．ARMのアセンブラーの演習も行う．途中の週の1回に，高専機構 「情報システムユーザーガイドライン」を用いて，情報セキュリティーの常識を身に付けているかを確認する．
注意点:
参考書：Raspberry Pi ASSEMBLY LANGUAGE(RASPBIAN BEGINNERS)，BRUCE SMITH，CreateSpace Independent Publishing Platform
評価方法の詳細：
定期試験50%、課題レポート50%を目安として評価する。
60点以上を合格とする。再試は行わない．
教科書の、次回の授業範囲を事前に読んでおくこと。
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 |
オリエンテーション（コンピュータの全体像について）
12週から14週分は，最後に固めずに３週目以後に分散して解説する． |
アセンブラーの理解が重要であることを理解している．
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| 2週 |
Raspberry Pi (ARM)：アセンブリ言語，機械語（１） |
ARMのassemblerをRaspberry Piのエミュレーター上で書ける．
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| 3週 |
Raspberry Pi (ARM)：アセンブリ言語，機械語（２） |
ARMのassemblerをRaspberry Piのエミュレーター上で書ける．
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| 4週 |
高専機構 「情報システムユーザーガイドライン」を用いて，セキュリティーに関する常識を身に着けているか確認する．
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情報セキュリティーの常識を身に着けている．
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| 5週 |
ARM：アセンブリ言語 |
ARMの重要な命令セットを理解している．
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| 6週 |
ARM：機械語 |
ARMの重要な命令セットを理解している．
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| 7週 |
ARM：プログラミング（算術/論理命令） |
ARMで算術/命令を書ける．
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| 8週 |
ARM：プログラミング（分岐/条件文） |
ARMで分岐/条件文を書ける．
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| 2ndQ |
| 9週 |
ARM：プログラミング（配列） |
ARMのアセンブラーで，配列処理を理解できる．
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| 10週 |
ARM：プログラミング（手続き呼び出し） |
ARMのアセンブラーで，手続き呼び出しを理解できる．
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| 11週 |
ARM：メモリーマップ，コンパイル，アセンブル，リンク，ロード |
ARMでのメモリーマップを理解できる．
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| 12週 |
単一サイクルプロセッサー（１） |
単一サイクルプロセッサーの設計手順を説明できる．
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| 13週 |
単一サイクルプロセッサー（２） |
単一サイクルプロセッサーの設計手順を説明できる．
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| 14週 |
単一サイクルプロセッサー（３） |
単一サイクルプロセッサーの設計手順を説明できる．
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| 15週 |
まとめ |
学んだことは，重要ではあるがコンピューターアーキテクチャーの一部であり，CPUの一部の理解に過ぎないことを理解する．
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| 16週 |
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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 |
| 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。 | 3 | 前2,前3,前5,前6 |
| 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。 | 3 | 前2,前3,前5,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。 | 3 | 前2,前3,前5,前6 |
| 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。 | 3 | 前2,前3,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。 | 3 | 前2,前3,前5,前6 |
| 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。 | 3 | 前2,前3,前5,前6 |
評価割合
| 試験 | 発表 | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | その他 | 合計 |
| 総合評価割合 | 50 | 0 | 0 | 0 | 0 | 50 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 50 | 0 | 0 | 0 | 0 | 50 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |