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,コンピューターシステム全体を説明できる.
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 | マルチサイクルのCPUの設計過程を理解できる. | 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するのではなく,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.
授業の進め方・方法:
教科書(1)の第6章以降に基づいて授業を行う.教科書(1)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(1)ではMIPSアーキテクチャーに基づいて解説を行うが,アセンブリコードを理解するために教科書(2)を使用し,ARMのアセンブリコードも学習する.
注意点:
参考書:Raspberry Pi ASSEMBLY LANGUAGE(RASPBIAN BEGINNERS),BRUCE SMITH,CreateSpace
Independent Publishing Platform
授業計画
|
|
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) |
アセンブラーの理解が重要であることを理解する.
|
2週 |
Raspberry Pi (ARM):アセンブリ言語,機械語(1) |
ARMのassemblerをRaspberry Pi上で書ける.
|
3週 |
Raspberry Pi (ARM):アセンブリ言語,機械語(2) |
ARMのassemblerをRaspberry Pi上で書ける.
|
4週 |
Raspberry Pi (ARM):アセンブリ言語,機械語(3)
|
ARMのassemblerをRaspberry Pi上で書ける.
|
5週 |
MIPS:アセンブリ言語 |
MIPSの命令セットを理解する.
|
6週 |
MIPS:機械語 |
MIPSの命令セットを理解する.
|
7週 |
MIPS:プログラミング(算術/論理命令) |
MIPSで算術/命令を書ける.
|
8週 |
MIPS:プログラミング(分岐/条件文) |
MIPSで分岐/条件文を書ける.
|
2ndQ |
9週 |
MIPS:プログラミング(配列) |
MIPSで配列処理ができる.
|
10週 |
MIPS:プログラミング(手続き呼び出し) |
MIPSでの手続き呼び出しを理解できる.
|
11週 |
MIPS:メモリーマップ,コンパイル,アセンブル,リンク,ロード |
MIPSでのメモリーマップを理解できる.
|
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.
|
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.
|
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.
|
15週 |
まとめ |
学んだことは大筋であり,CPUの一部の理解に過ぎないことを理解する.
|
16週 |
|
|
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 |
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 | 70 | 0 | 0 | 0 | 0 | 30 | 100 |
基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 30 | 30 |
専門的能力 | 70 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 70 |
分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |