到達目標
(1) 計算機の基礎知識を身に付ける．（定期試験・課題）
(2) 2 進数・16 進数，コード表記などの情報の表現方式について理解する．（定期試験・課題）
(3) データの演算について理解する．（定期試験・課題）
(4) 順序回路を用いて制御装置を構築することができるようになる．（定期試験・課題）
(5) 基礎的な計算機のアーキテクチャを理解する．（定期試験・課題）
(6) 一般的な計算機の内部構成を理解する．（演習・課題）
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 |
| 計算機の基礎知識を身に付ける | 計算機の基礎知識が身に付いている | 計算機の基礎知識が身に付いている | 計算機の基礎知識が身に付いていない |
| 2 進数・16 進数，コード表記などの情報の表現方式について理解する | 2 進数・16 進数，コード表記などの情報の表現方式について理解しているだけでなく、未知のデータをコード化する方策を検討できる | 2 進数・16 進数，コード表記などの情報の表現方式について理解している | 2 進数・16 進数，コード表記などの情報の表現方式について理解していない |
| データの演算について理解する | データの演算について理解しているだけでなく、未知の演算に対しても計算手法を検討できる | データの演算について理解している | データの演算について理解していない |
| 順序回路を用いて制御装置を構築することができるようになる | 順序回路を用いて制御装置を構築することができるだけでなく、効率的な構成を考えられる | 順序回路を用いて制御装置を構築することができる | 順序回路を用いて制御装置を構築することができない |
| 基礎的な計算機のアーキテクチャを理解する | 基礎的な計算機のアーキテクチャを理解しているだけでなく、効率的な構成を考えられる | 基礎的な計算機のアーキテクチャを理解している | 基礎的な計算機のアーキテクチャを理解していない |
| 一般的な計算機の内部構成を理解する | 一般的な計算機の内部構成を理解するだけでなく、自身で構成を試行錯誤することができる | 一般的な計算機の内部構成を理解している | 一般的な計算機の内部構成を理解していない |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
広く一般に普及しているパーソナルコンピュータなどに代表される「計算機」の基礎構造やその動作原理、データの処理方法について学ぶ。
授業の進め方・方法:
前半はパワーポイントパワーポイント等を主に用いて進めるが、重要な部分をピックアップしながら学習する。後半と、より深い理解を要するテーマについては、必要に応じて別途資料を利用したり、演習を行ったりしながら学習を進める。
注意点:
試験や演習・課題の内容を全て理解した上で次のステップに進めるよう予習復習を欠かさないこと
達成目標(1)～(6)について，年４回の定期試験と，随時行う演習・課題，で評価し，総合評価が 60 点以上で合格とする．
ただし課題に関しては全て提出されていることを合格の条件とする。また再試は原則として行わない
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 |
計算機の歴史 |
計算機の歴史から設計思想に関して説明を行う．
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| 2週 |
情報の表現と記憶 |
bitの概念，二進数の表現方法（絶対値表記・補数表記）等を学ぶ．
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| 3週 |
数の表現・符号 |
bitの概念，二進数の表現方法（絶対値表記・補数表記）等を学ぶ．
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| 4週 |
二進数の演算 |
bitの概念，二進数の表現方法（絶対値表記・補数表記）等を学ぶ．
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| 5週 |
二進数の演算 |
bitの概念，二進数の表現方法（絶対値表記・補数表記）等を学ぶ．
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| 6週 |
・2/10/16 進数の変換と演算 |
二進数の加減算，符号を含めた演算方法を学ぶ．また2/10/16進数の変換方法や演算方法を学ぶ．
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| 7週 |
・2/10/16 進数の変換と演算 |
二進数の加減算，符号を含めた演算方法を学ぶ．また2/10/16進数の変換方法や演算方法を学ぶ．
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| 8週 |
前期中間試験 |
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| 2ndQ |
| 9週 |
前期中間試験の解答と解説 |
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| 10週 |
論理回路 |
論理回路と順序回路を復習し，特にFF等の理解を深めておく．メモリや制御回路として利用する順序回路に関する基礎力を養っておく．
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| 11週 |
順序回路 |
論理回路と順序回路を復習し，特にFF等の理解を深めておく．メモリや制御回路として利用する順序回路に関する基礎力を養っておく．
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| 12週 |
記憶装置 |
情報を記憶する方式について学ぶ．またFFで構成可能なSRAMと，一般に多く利用されるDRAMについて学習する．
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| 13週 |
メモリの概念 |
情報を記憶する方式について学ぶ．またFFで構成可能なSRAMと，一般に多く利用されるDRAMについて学習する．
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| 14週 |
DRAM と SRAM |
情報を記憶する方式について学ぶ．またFFで構成可能なSRAMと，一般に多く利用されるDRAMについて学習する．
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| 15週 |
前期期末試験 |
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| 16週 |
前期期末試験の解答と解説 |
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
制御装置 |
各種の演算や制御を行うための方式について学ぶ．順序回路とメモリを利用して単純なCPUを設計する基礎を学ぶ．
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| 2週 |
演算装置 |
各種の演算や制御を行うための方式について学ぶ．順序回路とメモリを利用して単純なCPUを設計する基礎を学ぶ．
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| 3週 |
演算装置 |
各種の演算や制御を行うための方式について学ぶ．順序回路とメモリを利用して単純なCPUを設計する基礎を学ぶ．
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| 4週 |
制御装置 |
各種の演算や制御を行うための方式について学ぶ．順序回路とメモリを利用して単純なCPUを設計する基礎を学ぶ．
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| 5週 |
制御装置 |
各種の演算や制御を行うための方式について学ぶ．順序回路とメモリを利用して単純なCPUを設計する基礎を学ぶ．
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| 6週 |
アセンブリ言語 |
計算機の構成と，それらを制御するプログラム（低級言語）について学ぶ．また同時にデバイスの制御方法も学ぶ．
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| 7週 |
アセンブリ言語・最小のコンピュータの構成 |
計算機の構成と，それらを制御するプログラム（低級言語）について学ぶ．また同時にデバイスの制御方法も学ぶ．
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| 8週 |
アセンブリ言語・最小のコンピュータの構成 |
計算機の構成と，それらを制御するプログラム（低級言語）について学ぶ．また同時にデバイスの制御方法も学ぶ．
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| 4thQ |
| 9週 |
後期中間試験 |
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| 10週 |
後期中間試験の解答と解説 |
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| 11週 |
計算機アーキテクチャ |
計算機の演算・制御・入出力方式を学ぶと共に，計算機全体のデータ処理方式について学習する．
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| 12週 |
計算機アーキテクチャ
計算機の内部構成 |
計算機の演算・制御・入出力方式を学ぶと共に，計算機全体のデータ処理方式について学習する．
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| 13週 |
計算機アーキテクチャ
計算機の内部構成 |
計算機の演算・制御・入出力方式を学ぶと共に，計算機全体のデータ処理方式について学習する．
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| 14週 |
まとめと復習 |
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| 15週 |
学年末試験 |
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| 16週 |
学年末試験の解答と解説 |
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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 | 電気・電子系分野 | 情報 | 基本的なアルゴリズムを理解し、図式表現できる。 | 4 | 後7,後8 |
| プログラミング言語を用いて基本的なプログラミングができる。 | 4 | 後6,後7,後8 |
| 整数、小数を2進数、10進数、16進数で表現できる。 | 4 | 前2,前3,前4,前5,前6,前7 |
| 基数が異なる数の間で相互に変換できる。 | 4 | 前2,前3,前4,前5,前6,前7 |
| 基本的な論理演算を行うことができる。 | 4 | 後1,後2,後3,後4,後5 |
| 基本的な論理演算を組み合わせて任意の論理関数を論理式として表現できる。 | 4 | 後1,後2,後3,後4,後5 |
| MIL記号またはJIS記号を使って図示された組み合わせ論理回路を論理式で表現できる。 | 4 | 後2,後3,後4,後5 |
| 論理式から真理値表を作ることができる。 | 4 | 後2,後3,後4,後5 |
| 論理式をMIL記号またはJIS記号を使って図示できる。 | 4 | 後2,後3,後4,後5 |
評価割合
| 試験 | レポート | 合計 |
| 総合評価割合 | 70 | 30 | 100 |
| 基礎的能力 | 40 | 10 | 50 |
| 専門的能力 | 20 | 10 | 30 |
| 分野横断的能力 | 10 | 10 | 20 |