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学習支援計画書(シラバス) 検索システム
専門教育課程 情報工学科
授業科目区分 科目名 単位数 科目コード 開講時期 履修方法
専門教育課程
専門科目
専門
コンピュータシステム基礎
Foundations of Computer Systems
2 E504-01 2024年度
1期(前学期)
修学規程第4条を参照
担当教員名
*印は、実務経験のある教員を示しています。
授業科目の学習・教育目標
キーワード 学習・教育目標
1.ビットとコード化 2.論理演算と算術演算 3.論理回路 4.中央処理装置(CPU) 5.機械命令 AI・IoTが身近になった現代,そのコンピュータシステムの能力を十分に活用する,あるい は新しいコンピュータシステムの開発を行うためには,現在のコンピュータの計算機構に対 する深い理解が不可欠である.情報はどのようにデータとして計算機に蓄えられ,蓄えられ たデータはどのようにコンピュータによって処理されるのかを論理回路を通して学び考える .本科目を修得することによりコンピュータの構成と命令について説明することができ,簡 単な機械語プログラムの読み書きができるようになることを目指す.
授業の概要および学習上の助言
 AI・IoT時代の基盤技術となるプログラム内蔵型コンピュータの構成と動作の基礎を学ぶ.回路設計演習を通して命令の働 きやコンピュータの具体的動作を理解する.  1.コンピュータの基本構成  2.データの表現と符号  3.論理回路  4.主記憶装置と番地  5.CPUと命令実行  6.命令実行サイクル  7.機械語命令とアセンブリ言語  8.プログラムの処理
教科書および参考書・リザーブドブック
教科書:論理回路入門[工学社]、コンピュータ概論 情報システム入門 第9版[共立出版] 参考書:指定なし リザーブドブック:指定なし
履修に必要な予備知識や技能
予備知識は要求されないが,以下のような自ら学ぶ姿勢が必要である. 1.毎回の講義をよく聞いて疑問点を整理し先生や友人に聞いて解決する. 2.講義中の演習問題は答を見ずに再度やってみる.自分でも例題を作り解いてみる.
学生が達成すべき行動目標
No. 学科教育目標
(記号表記)
I,M,N 2-10進の基数変換および加減算ができる,情報のコード化について説明できる.
I,M,N 中央処理装置,主記憶装置,レジスタ,番地と記憶内容の違いについて説明できる.
I,M,N 命令の実行サイクル,基本的な機械命令の機能について説明でき,簡単なプログラムを記述できる.
I,M,N 論理ゲート素子(AND,OR,NOT等)で構成された回路の動作を説明できる.
I,M,N エンコーダ,デコーダ,マルチプレクサの動作を説明できる.
I,M,N 全加算器を用いたnビット加算回路を構成できる.
達成度評価
評価方法
試験 クイズ
小テスト
レポート 成果発表
(口頭・実技)
作品 ポートフォリオ その他 合計
総合評価割合 40 40 20 0 0 0 0 100
指標と評価割合 総合評価割合 40 40 20 0 0 0 0 100
総合力指標 知識を取り込む力 12 12 4 0 0 0 0 28
思考・推論・創造する力 16 16 8 0 0 0 0 40
コラボレーションと
リーダーシップ
0 0 0 0 0 0 0 0
発表・表現・伝達する力 6 6 4 0 0 0 0 16
学習に取組む姿勢・意欲 6 6 4 0 0 0 0 16
※総合力指標で示す数値内訳、授業運営上のおおよその目安を示したものです。
評価の要点
評価方法 行動目標 評価の実施方法と注意点
試験 試験1:範囲①②③ ①では具体的な数値や式を与え,計算によって結果を求めることができるかを判定する. ②③ではCPUの基本的な装置とその動作の理解について判定する. 試験2:範囲③④⑤⑥ ③では論理回路で作成された簡易CPUの動作の理解を判定する. ④⑤⑥では各論理回路の動作の理解を判定する.
クイズ
小テスト
毎回の学習成果の確認を行う.
レポート ③④⑤⑥の範囲に関する演習課題をレポートとして提出する. 2回を予定.
成果発表
(口頭・実技)
作品
ポートフォリオ
その他
具体的な達成の目安
理想的な達成レベルの目安 標準的な達成レベルの目安
①2進数への基数変換と加減算を正しく行うことができる.② コンピュータの各装置について正確に答えられる.③プログラ ムの実行過程を正確に答えられる.④⑤⑥正確に講義レベルの 初歩的な論理回路を設計できる. ①2進数への基数変換と加減算を行うことができる.②コンピ ュータの各装置について説明できる.③プログラムの実行過程 を説明できる.④⑤⑥正確に講義レベルの初歩的な論理回路を 説明できる.
CLIP学習プロセスについて
一般に、授業あるいは課外での学習では:「知識などを取り込む」→「知識などをいろいろな角度から、場合によってはチーム活動として、考え、推論し、創造する」→「修得した内容を表現、発表、伝達する」→「総合的に評価を受ける、GoodWork!」:のようなプロセス(一部あるいは全体)を繰り返し行いながら、応用力のある知識やスキルを身につけていくことが重要です。このような学習プロセスを大事に行動してください。
※学習課題の時間欄には、指定された学習課題に要する標準的な時間を記載してあります。日々の自学自習時間全体としては、各授業に応じた時間(例えば2単位科目の場合、予習2時間・復習2時間/週)を取るよう努めてください。詳しくは教員の指導に従って下さい。
授業明細
回数 学習内容 授業の運営方法 学習課題 予習・復習 時間:分※
第1回 学習支援計画書の内容確認 コンピュータの基本構成(1) 講義と演習,質疑応答, 自己点検 予習:学習支援計画書を読んでお く. 復習:教材を利用してコンピュー タの基本構成を理解する. 200
第2回 コンピュータの基本構成(2) 講義と演習,質疑応答, 自己点検 予習:コンピュータ概論の5章前半 を理解する. 復習:教材を利用してコンピュー タの基本構成を理解する. 200
第3回 基数変換と演算(1)  ・10進-2進変換,2進数の加減算  ・2進数の固定小数点形式  ・2進数の浮動小数点形式 講義と演習,質疑応答, 自己点検 予習:コンピュータ概論の4章を 理解する. 復習:10進-2進変換,2進数 の加減算について復習する. 200
第4回 基数変換と演算(2)  ・10進-2進変換,2進数の加減算  ・2進数の固定小数点形式  ・2進数の浮動小数点形式 講義と演習,質疑応答, 自己点検 予習:コンピュータ概論の4章を 理解する. 復習:10進-2進変換,2進数 の加減算について復習する. 200
第5回 コンピュータとコード化(1)  ・ビットとビット列  ・文字コード 講義と演習,質疑応答, 自己点検 予習:コンピュータ概論の4章を 理解する. 復習:文字・画像・音声データに ついて復習する. 200
第6回 コンピュータとコード化(2)  ・ビットとビット列  ・文字コード 講義と演習,質疑応答, 自己点検 予習:コンピュータ概論の4章を 理解する. 復習:文字・画像・音声データに ついて復習する. 200
第7回 試験 基本論理ゲート  ・真理値表,論理演算,論理回路  ・論理ゲートシンボル 試験,講義と演習, 質疑応答,自己点検 予習:コンピュータ概論の5章後 半を理解する. 復習:真理値表と論理回路、論理 ゲートシンボルについて復習する . 200
第8回 算術演算回路  ・半加算器、全加算器,8ビット加減算回路 講義と演習,質疑応答, 自己点検 予習:コンピュータ概論の5章後 半を理解する. 復習:論理回路の加減算回路につ いて復習する. 200
第9回 総合演習  ・レポート課題1に取組む 講義と演習,質疑応答, 自己点検 予習:コンピュータ概論の5章後 半を理解する. 復習:レポート課題1について復 習する. 200
第10回 デコーダ・エンコーダ パリティ検査 講義と演習,質疑応答, 自己点検 予習:論理回路入門の第6章を理 解する. 復習:論理回路のデコーダ・エン コーダ・パリティ検査について復 習する. 200
第11回 マルチプレクサ デマルチプレクサ 講義と演習,質疑応答, 自己点検 予習:論理回路入門の6章を理解 する. 復習:論理回路のマルチプレクサ について復習する. 200
第12回 一致回路 比較回路 講義と演習,質疑応答, 自己点検 予習:論理回路入門の7章を理解 する. 復習:論理回路の比較回路につい て復習する. 200
第14回 総合演習  ・複合回路 講義と演習,質疑応答, 自己点検 予習:コンピュータ概論の5章を 理解する. 復習:論理回路の簡易CPU回路に ついて復習する. 200
第14回 試験 総合演習  ・簡易CPU  ・レポート課題2に取組む 試験,講義と演習, 質疑応答,自己点検 予習:コンピュータ概論の5章を 理解する. 復習:レポート課題2について復 習する. 200
第15回 総合演習  ・代表発表  ・レポート課題2に取組む 自己点検  ・科目内容全般 発表,講義と演習, 質疑応答,自己点検 復習:総合的に復習する. 200