計算機システム

科目基礎情報

学校 北九州工業高等専門学校 開講年度 令和06年度 (2024年度)
授業科目 計算機システム
科目番号 0051 科目区分 専門 / 必修
授業形態 単位の種別と単位数 履修単位: 1
開設学科 生産デザイン工学科(情報システムコース) 対象学年 2
開設期 後期 週時間数 2
教科書/教材 『作って理解するOS x86系コンピュータを動かす理論と実装』林高勲 (著)
担当教員 吉元 裕真

到達目標

・コンピュータの機能がハードウェアとソフトウェアの機能分担によって実現していることを理解する。
・五大装置それぞれの役割とこれらの間でのデータの流れを説明できる。
・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。

ルーブリック

要改善
コンピュータの基本構成と動作原理コンピュータの基本構成を理解している。マシン語、プログラム言語、命令サイクルとは何か正確に詳しく説明できる。コンピュータの基本構成を理解している。マシン語、プログラム言語、命令サイクルとは何か理解し、部分的に説明できる。コンピュータの基本構成を知っている。コンピュータの基本構成を理解していない。
コンピュータアーキテクチャコンピュータにおける各装置の役割と機能、アーキテクチャを理解し詳しく説明できる。コンピュータにおける各装置の役割と機能、アーキテクチャを理解し部分的に説明できる。コンピュータにおける各装置の役割と機能、アーキテクチャを知っている。コンピュータにおける各装置の役割と機能、アーキテクチャを知っていない。

学科の到達目標項目との関係

教育方法等

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を把握するために必要な基礎知識を学ぶ。この授業を通してコンピュータの基本構成と動作原理、ソフトウェアとハードウェアの要求と応答について理解し、自分自身が作成するプログラム中で活用できるようになることを目指す。
授業の進め方・方法:
注意点:

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
後期
3rdQ
1週 ガイダンス・コンピュータ発展の歴史 ・本授業で学ぶ内容の立ち位置が分かる
・コンピュータが発展してきた流れについて理解する
2週 コンピュータが数を数える仕組みとプログラミング言語との対応 ・進数について分かる
.プログラミング言語の制御構文について分かる
3週 ハードウェアの基礎1 ・タイミングチャートについて分かる
・論理回路を用いた計算について分かる
4週 ハードウェアの基礎2 ・コンピュータの五大装置について分かる
・外部記憶装置について分かる
5週 ソフトウェアの基礎1 ・チューリングマシンとその動作について分かる
・OSの主な役割について分かる
6週 ソフトウェアの基礎2 ・プロセスについて分かる
・カーネルについて分かる
・同期処理について分かる
7週 まとめ これまでに学んだ内容を系統だてて理解できる
8週 中間試験
4thQ
9週 メモリ管理の仕組み1 メモリの種類と用途について分かる
10週 メモリ管理の仕組み2 メモリのアドレスと挙動について分かる
11週 ファイルシステムの仕組み1 ・ファイル情報について分かる
・コンピュータから見たファイルの操作方法について分かる
12週 ファイルシステムの仕組み2 ・OSから見たファイルとディレクトリの構造について分かる
・データの管理方法について分かる
13週 入出力の仕組み1 ・入出力装置の種類について分かる
14週 入出力の仕組み2 ・入出力装置を制御するソフトウェアについて分かる
15週 まとめ これまでに学んだ内容を系統立てて理解できる
16週 定期試験

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論理演算と進数変換の仕組みを用いて基本的な演算ができる。3
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
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後15
基数が異なる数の間で相互に変換できる。3後15
整数を2進数、10進数、16進数で表現できる。3後15
小数を2進数、10進数、16進数で表現できる。3後15
基本的な論理演算を行うことができる。3後3,後4
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後4,後5
論理式の簡単化の概念を説明できる。3後7
簡単化の手法を用いて、与えられた論理関数を簡単化することができる。4後7
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後6
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後6
組合せ論理回路を設計することができる。3後6
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後6,後8
与えられた順序回路の機能を説明することができる。3後6,後8
順序回路を設計することができる。3後6,後8
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9,後10,後14
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2,後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15
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
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
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
コンピュータシステム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。3

評価割合

試験課題と演習合計
総合評価割合7030100
基礎的能力000
専門的能力7030100