到達目標
・コンピュータの構成とテクノロジ：コンピュータの五大構成要素、ハードとソフトのインタフェース、階層構成などの基本事項を理解できる。
・コンピュータアキテクチャの設計：コンピュータの命令形式と命令セット、演算装置の構成と設計、制御装置の構成と設計、記憶装置の構成、入出力装置の構成について説明できる。
・コンピュータ性能とエネルギ効率の向上：性能の評価及び性能向上の方法を理解できる。
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：コンピュータの構成 | コンピュータの構成と動作原理、データ表現、2進数演算やディジタル回路を説明できる。 | コンピュータの構成と動作原理、データ表現、2進数演算やディジタル回路を理解できる。 | コンピュータの構成と動作原理、データ表現、2進数演算やディジタル回路を理解できない。 |
| 評価項目2：コンピュータアキテクチャの設計 | マイクロプロセッサのアーキテクチャ、MIPS命令セット、プロセッサの実装、メモリを説明できる。 | マイクロプロセッサのアーキテクチャ、MIPS命令セット、プロセッサの実装、メモリを理解できる。 | マイクロプロセッサのアーキテクチャ、MIPS命令セット、プロセッサの実装、メモリを理解できない。 |
| 評価項目3：コンピュータの性能 | コンピュータの性能の概念、評価及び改善方法について説明できる。 | コンピュータの性能の概念、評価及び改善方法について理解できる。 | コンピュータの性能の概念、評価及び改善方法について説明できない。 |
学科の到達目標項目との関係
準学士課程の教育目標 A① 数学・物理・化学などの自然科学、情報技術に関する基礎を理解できる。
準学士課程の教育目標 B① 専門分野における工学の基礎を理解できる。
専攻科課程教育目標、JABEE学習教育到達目標 SA① 数学・物理・化学などの自然科学、情報技術に関する共通基礎を理解できる。
専攻科課程教育目標、JABEE学習教育到達目標 SB① 共通基礎知識を用いて、専攻分野における設計・製作・評価・改良など生産に関わる専門工学の基礎を理解できる。
教育方法等
概要:
RISC型の標準的なコンピュータアーキテクチャを例にして、命令セットとその構成要素の設計を扱う。また、処理の高速化や処理量の向上など性能に関する問題と計算機構成上の工夫・対策を検討する。
授業の進め方・方法:
主に座学の講義の形式で行うが、講義内容に関連した演習課題を4回配布する。 その課題を参考にして講義の内容を復習する。また、演習問題の解説を講義中に行う。演習問題の解説は反転授業の形式で行う。
注意点:
・本科目は、３年の「組込み技術演習Ⅰ」と関連する、その内容の復習は授業時間外に行う。
・演習課題については、かなり自学自習の時間が必要である。
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
コンピュータの基本構成とテクノロジー |
コンピュータの構成とその歴史について理解する
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| 2週 |
コンピュータの性能の概念、評価と改善 |
コンピュータの性能の定義を理解できる。コンピュータの性能の評価を説明できる。
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| 3週 |
コンピュータの言葉：MIPS命令セット（１） |
コンピュータの言葉MIPSのアセンブリ言語を理解できる。
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| 4週 |
コンピュータの言葉：MIPS命令セット（２） |
コンピュータの言葉MIPSのアセンブリ言語で簡単なプログラミングできる。
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| 5週 |
コンピュータにおける算術演算：ALU基本四則演算 |
ALU基本四則演算説明できる。
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| 6週 |
コンピュータにおける算術演算：ALU浮動小数演算 |
ALU浮動小数演算説明できる。
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| 7週 |
演習問題の解説 |
演習問題を解くことができる。
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| 8週 |
中間試験 |
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| 4thQ |
| 9週 |
コンピュータにおける算術演算：高速化 |
算術演算の高速化を理解できる。
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| 10週 |
MIPSの実現方法―プロセッサの実装：データパスの構築 |
プロセッサのデータパスの構築を理解できる。
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| 11週 |
MIPSの実現方法―プロセッサの実装：制御 |
プロセッサの制御を理解できる。
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| 12週 |
MIPSの実現方法―プロセッサの実装：パイプライン処理 |
プロセッサのパイプライン処理を理解できる。
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| 13週 |
記憶階層 |
記憶階層の応用について理解できる。
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| 14週 |
並列プロセッサ |
並列プロセッサについて理解できる。
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| 15週 |
演習問題の解説 |
演習問題を解くことができる。
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| 16週 |
期末試験 |
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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 |
評価割合
| 試験 | 課題 | 態度 | 合計 |
| 総合評価割合 | 60 | 40 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 60 | 40 | 0 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 |