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授業科目名(和文)
[Course]
計算機工学入門
授業科目名(英文)
[Course]
Introduction to Computer Engineering
学部(研究科)
[Faculty]
情報工学部
学科(専攻)
[Department]
情報システム工学科
担当教員(○:代表教員)
[Principle Instructor(○)
and Instructors]
○菊井 玄一郎  自室番号(2606)、電子メール(kikui**cse.oka-pu.ac.jp)
※利用の際は,** を @に置き換えてください
単位数
[Point(Credit)]
前期 2単位
対象学生
[Eligible students]
1年次生
授業概略と目標
[Course description and Objects]
計算機工学の基礎となる事項についてハードウエアからソフトウェアまで広く学ぶ.
計算機の本質は「情報をある決められた手続きに従って別の情報に加工?変換する電気回路」という観点から,計算機内部での情報の表現,これらを加工?変換する手続きの与え方について説明する.また今日の計算機と不可分である情報ネットワークの概念について学ぶ.
到達目標
[Learning Goal]
1) 情報のデジタル表現の方法を理解する
2) 論理演算?論理回路の基本を理解する
3) CPUの動作,OSの役割について理解する
4) ソフトウエアの基本概念,複数の水準とその特徴について理解する
5) 計算機ネットワークなどの応用技術の概要を理解する
履修上の注意
[Notes]
特になし
授業計画とスケジュール
[Course schedule]
注:[]は教科書の対応する章
1.講義の進め方.導入(コンピュータの動く基本)[1章]
 コンピュータの世界全体をざっくり眺めてみる.
2.情報の表現(符号なし整数,負の数の表現法)[2章,5章pp.106-108]
 コンピュータでは全ての情報を0と1で表現する.まず,基本となる整数について考える.
3.0と1を組み合わせて処理する1[3章]
 計算機は究極的に0と1で表現されたある情報を入力として,0と1で表現された別の情報を出力する装置である.その全ての処理は「組み合わせ論理回路」と「順序回路」という二種類の電気回路の組み合わせで構成される.ここではまず組み合わせ論理回路について学ぶ
4.0と1を組み合わせて処理する2[3章](続き)
 順序回路について学ぶ.また次の「簡単なコンピュータ」の導入を行う.
5.簡単なコンピュータを設計する[4章]
 シンプルな命令セットを持つCPUを考え,これを中心としたコンピュータを設計し,その原理を考える
6.0と1を並べて命令やデータを表現する[5章]
 2で学んだ整数の表し方を踏まえて,負の数,小数の表し方を学び,現実的なデータがどうなっているかを理解する.
7.復習?演習
8.機械命令を実行する[6章]
 5を踏まえて,6で学んだデータを扱う(計算する)方法について考える
9.機械命令の実行を制御する[7章]
 割り込み,OSなどの命令の実行を制御するための基本的な概念とそれがどのように作られるかを考える
10.アセンブリ言語とは[8章]
 アセンブリ言語の必要性,機械語プログラムへの変換や実行形式について学ぶ
11.高水準言語でプログラムを作成する[9章]
 高水準言語とは何か,その必要性について述べる.また,コンパイラ,インタープリタの概念について説明する
 (C言語の詳細は後期のプログラミング言語で学ぶので,ここでは概念をつかむことを目指す)
12.情報量とエントロピー(情報理論入門)[資料配布]
 シャノンの情報量の概念を理解する.シャノンの情報量とは確率の概念を用いて「意外性」を数値化したものであること,また,情報量の期待値としてエントロピーが定義できることを理解する.
13.計算機ネットワーク入門[資料配布]
 インターネットに関する基本的な概念を理解する.
14.最近のトピックス(ビッグデータ,人工知能の予定)[資料配布]
15.まとめ
成績評価方法と基準
[Grading policy (Evaluation)]
授業態度(積極性,ミニテスト)(40%),定期試験(論述式)(60%)により総合的に評価する
教科書
[Textbook]
教科書:馬場 敬信,コンピュータのしくみを理解するための10章,技術評論社
参考書:綾 皓二郎,藤井 ひさし 著,コンピュータとは何だろうか,森北出版,
自主学習ガイド及び
キーワード
[Self learning]
授業の中で課題や参考資料を提示する.
http://iis.cse.oka-pu.ac.jp/courses/ice/ (学内LANからのみ閲覧可)を参照のこと
開講年度
[Year of the course]
28
資格等に関する事項 基本情報?応用情報技術者試験の一部を範囲として含む