到達目標
・2進数、10進数、16進数の表現、基数変換、補数表現、小数の表現が理解できる。
・基本的な論理演算を理解し、基本的な論理回路の構成が理解できる。
・コンピュータの基本構成と動作原理が理解できる。
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 |
| 2進数、10進数、16進数の表現、基数変換 | 基数変換、補数表現、小数の表現を理解し説明できる。 | 基数変換、補数表現、小数の表現が理解できる。 | 基数変換、補数表現、小数の表現ができない。 |
| 論理演算の基礎 | 基本的な論理演算を理解し説明できる。
基本的な論理回路の構成を理解し説明できる。 | 基本的な論理演算が理解できる。
基本的な論理回路の構成が理解できる。 | 基本的な論理演算ができない。
基本的な論理回路を構成できない。 |
| コンピュータの基本構成と動作原理 | CPUの基本的なハードウェア構成を理解し説明できる。
命令サイクルを理解し説明できる。
機械語の命令形式を理解し説明できる。 | CPUの基本的なハードウェア構成が理解できる。
命令サイクルが理解できる。
機械語の命令形式が理解できる。 | CPUの基本的なハードウェア構成を説明できない。
命令サイクルを説明できない。
機械語の命令形式を説明できない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
計算機工学Ⅰでは，情報工学を学ぶ上で必要なコンピュータに関するハードウェアとソフトウェアの基礎知識を学ぶ． 2進数や16 進数などの基数表現を理解し，ブール代数等の基本的な論理演算や算術演算の方法を学ぶ．また，コンピュータの基本構成を理解し，機械語プログラムの動作原理などを学ぶ．2年次の「計算機工学Ⅱ」を学ぶための基礎を学習する．
「情報工学基礎演習Ⅰ」でICやLEDを用いた論理回路に関する演習実験を行う．
授業の進め方・方法:
本科目は教科書を用いた講義を中心として、コンピュータに関する基礎知識を学ぶ。
注意点:
使用する教科書は初学者向けに書かれているので、１年生であっても読めば理解できる部分が多い。教科書を読んで予習を行い、授業の後にノートを見直して復習を行う習慣を身につけてもらいたい。規定授業時数は６０時間である。
授業計画
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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 |
授業内容およびカリキュラムにおける本科目の位置づけを理解できる
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| 2週 |
コンピュータの基本 |
コンピュータの基本構成、アナログとディジタルの違いを理解できる．
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| 3週 |
2進数について |
0と1からなる2進数のしくみを理解できる
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| 4週 |
2進数と10進数の変換 |
2進数と10進数の変換について理解できる．
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| 5週 |
16進数について |
16進数のしくみを理解できる．
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| 6週 |
2進数、10進数、16進数の基数変換 |
異なる基数間の変換を理解できる．
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| 7週 |
2進数の計算 |
2進数の和が理解できる．
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| 8週 |
中間試験 |
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| 2ndQ |
| 9週 |
2進数の計算 |
補数表現を用いて2進数の差が理解できる
小数の表現を理解できる
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| 10週 |
論理演算の基礎 |
論理演算の基礎を理解できる
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| 11週 |
真理値表 |
真理値表について理解できる
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| 12週 |
基本的な論理素子 |
基本論理素子（ＮＯT，ＡＮＤ，ＯＲ）について理解できる．
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| 13週 |
基本的な論理素子 |
基本論理素子（ＮＡＮＤ，ＮＯＲ，ＥＸＯR）について理解できる
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| 14週 |
ベン図による論理表現 |
ベン図を用いて論理の表現が理解できる
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| 15週 |
ブール代数の基本法則 |
ブール代数の基本法則が理解できる
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| 16週 |
答案返却 |
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
真理値表から論理式を求める |
真理値表から論理式を求めることができる
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| 2週 |
論理式から回路図を作成する |
基本的な論理回路を構成できる
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| 3週 |
論理式の簡単化 |
論理演算による式の簡単化を理解できる
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| 4週 |
論理式の簡単化 |
ベン図による論理式の簡単化を理解できる
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| 5週 |
論理式の簡単化 |
カルノー図による論理式の簡単化を理解できる
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| 6週 |
論理式の簡単化 |
カルノー図による論理式の簡単化を説明できる
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| 7週 |
簡単な組合せ論理回路を設計する |
簡単な組合せ回路について理解できる
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| 8週 |
中間試験 |
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| 4thQ |
| 9週 |
プログラム内蔵方式について |
プログラム内蔵方式について理解できる．
コンピュータの命令サイクルの基本を理解する
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| 10週 |
コンピュータの命令サイクル |
命令サイクルを理解し、命令サイクルに沿った処理の流れを理解する
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| 11週 |
簡単なコンピュータの設計 |
簡単なコンピュータを設計し説明できる
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| 12週 |
簡単なコンピュータの設計 |
命令とデータ形式の定義を理解できる
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| 13週 |
簡単なコンピュータの設計 |
ハードウェア構成について理解できる
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| 14週 |
簡単なコンピュータの設計 |
命令サイクルを実現し理解できる
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| 15週 |
簡単なコンピュータの設計 |
簡単なプログラムが実行できる
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| 16週 |
答案返却 |
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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 |
| 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2進数、10進数、16進数で表現できる。 | 2 | 前3,前5 |
| 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。 | 1 | 前3,前7,前8,前9 |
| 基数が異なる数の間で相互に変換できる。 | 2 | 前4,前6 |
| 基本的な論理演算を行うことができる。 | 2 | 前10,前11,前12,前13,前14,前15 |
| 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。 | 2 | 後1 |
| 論理式の簡単化の概念を説明できる。 | 2 | 後3,後4,後5,後6 |
| 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。 | 2 | 後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。 | 1 | 後7 |
| 組合せ論理回路を設計することができる。 | 1 | 後7 |
| 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。 | 2 | 前2,後8,後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15 |
評価割合
| 試験 | 課題 | 合計 |
| 総合評価割合 | 70 | 30 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 70 | 30 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 |