概要:
本授業ではコンピュータシステムを構成するための基本ハードウェア機構である論理回路、および基本ソフトウェア機構であるオペレーティングシステムについて学ぶ。また、それらハードウェアとソフトウェアの機能分担によって実現されるコンピューターアーキテクチャについて理解する。
授業の進め方・方法:
教科書を解説しながら演習を行いつつ、難題については周囲とディスカッションし発表する場を設ける。授業の理解度やノートの取り方を確認しながら進めていくために授業の終わりにふりかえりシートを作成し提出する。ふりかえりシートは各自のノートを参照しながら作成してよい（カメラなどで撮影された画像は除く）。
注意点:
著しく授業を妨害する行為（騒音や授業の内容とは関係のない内容の雑談等）、ふりかえりシート作成時や演習中に不正が観察された場合には教室から退室させこの時のふりかえりシートおよび演習結果は評価に加えない。
[オフィスアワー]
水曜日15:30-17:00
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
4. コンピュータアーキテクチャ
4.2 内部装置のアーキテクチャ5 |
加算・減算の実現方法について学ぶ。
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| 2週 |
4. コンピュータアーキテクチャ
4.2 内部装置のアーキテクチャ6 |
乗算、除算、浮動小数点演算の実現方法を知る。
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| 3週 |
4. コンピュータアーキテクチャ
4.2 内部装置のアーキテクチャ7 |
メモリの階層構造、メモリの参照局所性について学ぶ。
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| 4週 |
4. コンピュータアーキテクチャ
4.2 内部装置のアーキテクチャ8 |
仮想メモリを理解する。
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| 5週 |
4. コンピュータアーキテクチャ
4.2 内部装置のアーキテクチャ9 |
キャッシュメモリを理解する。
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| 6週 |
4. コンピュータアーキテクチャ
4.3 外部装置のアーキテクチャ1 |
入出力装置装置について理解する。
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| 7週 |
4. コンピュータアーキテクチャ
4.3 外部装置のアーキテクチャ2 |
ファイル装置について理解する。
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| 8週 |
4. コンピュータアーキテクチャ
4.3 外部装置のアーキテクチャ3 |
通信装置について理解する。
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| 4thQ |
| 9週 |
中間試験 |
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| 10週 |
5. オペレーティングシステム
5.1 OSの役割と機能 |
コンピュータシステムにおけるOSの位置付け、OSの機能と構成を知る。
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| 11週 |
5. オペレーティングシステム
5.2 プロセッサとメモリの管理1 |
OSによるプロセス管理について理解する。
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| 12週 |
5. オペレーティングシステム
5.2 プロセッサとメモリの管理2 |
仮想メモリ機構におけるOSの役割を理解する。
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| 13週 |
5. オペレーティングシステム
5.3 外部装置の管理と制御 |
OSによる入出力制御を学ぶ。
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| 14週 |
演習 |
プログラミングにおいて実際にシステムプログラムを呼び出して使う。
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| 15週 |
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| 16週 |
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| 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 | 整数・小数をコンピュータのメモリ上でディジタル表現する方法を説明できる。 | 3 | |
| 基数が異なる数の間で相互に変換できる。 | 3 | |
| 基本的な論理演算を行うことができる。 | 3 | |
| 基本的な論理演算を組合わせて、論理関数を論理式として表現できる。 | 3 | |
| 論理式の簡単化の概念を説明できる。 | 3 | |
| 論理ゲートを用いて論理式を組合せ論理回路として表現することができる。 | 3 | |
| 与えられた組合せ論理回路の機能を説明することができる。 | 3 | |
| 組合せ論理回路を設計することができる。 | 3 | |
| フリップフロップなどの順序回路の基本素子について、その動作と特性を説明することができる。 | 3 | |
| レジスタやカウンタなどの基本的な順序回路の動作について説明できる。 | 3 | |
| 与えられた順序回路の機能を説明することができる。 | 3 | |
| 順序回路を設計することができる。 | 3 | |
| 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 | 後1,後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。 | 3 | 後1,後2,後14 |
| 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 | 後3,後4,後5 |
| 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 | 後6,後7,後8 |
| 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 | 後3,後4,後5 |
| システムプログラム | コンピュータシステムにおけるオペレーティングシステムの位置づけを説明できる。 | 4 | 後10,後13,後14 |
| プロセス管理やスケジューリングなどCPUの仮想化について説明できる。 | 4 | 後11,後13,後14 |
| 記憶管理の基本的な考え方について説明できる。 | 4 | 後12,後13,後14 |
| コンパイラの役割と仕組みについて説明できる。 | 3 | 後10,後14 |
| 情報数学・情報理論 | コンピュータ上での数値の表現方法が誤差に関係することを説明できる。 | 3 | 後1,後2 |
| コンピュータ上で数値計算を行う際に発生する誤差の影響を説明できる。 | 3 | 後1,後2 |