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び、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。この授業を通してOSを介した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:
学習到達度を確認するために課題／演習を課す。また、試験も実施する。
注意点:
オフィスアワーは随時。すべてのレポートおよび成果物が提出されなければ、不合格とする。
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
ガイダンス
C言語から見たコンピュータ |
コンピュータが数を扱うしくみを説明できる。
Cコードの構造とフローチャートを対応付けができるようになる。
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| 2週 |
ハードウェアの役割 |
ハードウェアの機能を説明できる。
ハードウェアに計算させるしくみを説明できる。
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| 3週 |
ソフトウェアの役割 |
計算モデルとしてのチューリングマシンの性能を説明できる。
OSの主な役割を説明できる。
OSが担うべき機能を説明できる。
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| 4週 |
メモリ管理のしくみ |
メモリの種類と用途を説明できる。
メモリの使用方法を説明できる。
メモリを効率的に利用する手法を説明できる。
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| 5週 |
ファイルシステムのしくみ |
ファイルのしくみを説明できる。
ファイルへのアクセス方法を説明できる。
ファイルの管理方法を説明できる。
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| 6週 |
入出力のしくみ |
代表的な入出力デバイスの性質を説明できる。
入出力ソフトウェアの階層構造を説明できる。
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| 7週 |
コンピュータの基本構成 |
CPU、メモリ、外部記憶装置の関係を説明できる。
電源投入時に行われる処理を説明できる。
入出力装置の役割を説明できる。
割り込みコントローラの役割を説明できる。
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| 8週 |
中間試験 |
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| 2ndQ |
| 9週 |
CPUの基本機能 |
各種レジスタの役割を説明できる。
CPUと周辺機器の接続方法を説明できる。
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| 10週 |
CPU命令の使い方 |
CPU命令によるプログラムの作成手順を説明できる。
CPU命令とその使用方法を説明できる。
CPUの実行モードの違いを説明できる。
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| 11週 |
アセンブラの使い方 |
ツールを使ったアセンブルの手順を習得する。
疑似命令を説明できる。
疑似命令の使用方法を習得する。
プリプロセッサを説明できる。
プリプロセッサの使用方法を習得する。
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| 12週 |
周辺機器の制御方法 |
各種周辺機器の制御方法を説明できる。
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| 13週 |
BIOSの役割 |
BIOSの機能と役割を説明できる。
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| 14週 |
学習のまとめ |
学習内容を概観する。
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| 15週 |
発展的内容 |
現時点での発展段階の事項について説明する。
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| 16週 |
定期試験 |
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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。 | 4 | 前1 |
| 基数が異なる数の間で相互に変換できる。 | 4 | 前1 |
| 整数を2進数、10進数、16進数で表現できる。 | 4 | 前1 |
| 小数を2進数、10進数、16進数で表現できる。 | 4 | 前1 |
| 基本的な論理演算を行うことができる。 | 4 | 前2 |
| 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。 | 4 | 前5 |
| 論理式の簡単化の概念を説明できる。 | 4 | 前2 |
| 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 | 前2 |
| 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。 | 4 | 前2 |
| 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。 | 4 | 前2 |
| 組合せ論理回路を設計することができる。 | 4 | 前2 |
| 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。 | 4 | 前2 |
| 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。 | 4 | 前2 |
| 与えられた順序回路の機能を説明することができる。 | 4 | 前2 |
| 順序回路を設計することができる。 | 4 | 前2 |
| 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。 | 4 | 前7 |
| 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。 | 4 | 前9,前10 |
| 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。 | 4 | 前4 |
| 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。 | 4 | 前6,前12,前13 |
| 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。 | 4 | 前7 |
| 情報数学・情報理論 | ブール代数に関する基本的な概念を説明できる。 | 4 | 前2 |
| 論理代数と述語論理に関する基本的な概念を説明できる。 | 4 | 前2 |