  シラバス参照
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| 科目一覧へ戻る | 2021/09/22 現在 |
| 科目名（和文） ／Course |
計算機工学入門 |
|---|---|
| 科目名（英文） ／Course |
Introduction to Computer Engineering |
| 時間割コード ／Registration Code |
23186501 |
| 学部（研究科） ／Faculty |
情報工学部 |
| 学科（専攻） ／Department |
人間情報工学科/スポーツシステム工学科 |
| 担当教員（○：代表教員）
／Principle Instructor （○） and Instructors |
○佐藤 洋一郎 |
| オフィスアワー ／Office Hour |
佐藤 洋一郎(毎週木曜日の６限目に設定するので，来室してください． これ以外の時間帯について，在室していれば対応しますが，メール等で予約してくれた方が確実です．) |
| 開講年度 ／Year of the Course |
2021年度 |
| 開講期間 ／Term |
前期 |
| 対象学生 ／Eligible Students |
1年 |
| 単位数 ／Credits |
2.0 |
| 更新日 ／Date of renewal |
2021/03/01 |
|---|---|
| 使用言語 ／Language of Instruction |
日本語 |
| オムニバス ／Omnibus |
該当なし |
| 授業概略と目的 ／Cource Description and Objectives |
スーパーコンピュータから家電品に組み込まれたマイクロプロセッサまで、計算機はほぼ共通の原理で動作している。計算機は、ソフトウェア（プログラム）の命令をハードウェアの電子回路によって実行する。本講義では、プログラムの命令とデータの表現法を理解し、命令に従ってハードウェアがどの様に動作するかについて学ぶ。また、計算機の詳細を知らなくても使用できるための基本ソフトウェア(OS) の基礎についても学ぶ。 |
| 履修に必要な知識?能力?キーワード ／Prerequisites and Keywords |
キーワード：コンピュータ、CPU、記憶装置、入出力装置、OS、ネットワーク、マルチプロセス |
| 履修上の注意 ／Notes |
特になし |
| 教科書 ／Textbook(s) |
「コンピュータのしくみを理解するための10章」、馬場敬信、技術評論社 |
| 参考文献等 ／References |
「計算機概論」、「計算機工学入門」等の名称の本 |
| 自主学習ガイド ／Expected Study Guide outside Coursework/Self-Directed Learning Other Than Coursework |
計算機の構成や動作方法に興味を持ち、関連する内容を調査すること。また、教科書の章末問題は必ず解いておくこと。 |
| 資格等に関する事項 ／Attention Relating to Professional License |
該当なし |
| 備考 ／Notes |
本科目は、一部または全部をオンライン授業で実施する可能性がある． さらに，ミニッツペーパーによる振り返り，課題等のアクティブラーニングを採用する． 本科目は「実務経験のある教員による授業科目」又は「主として実践的教育から構成される授業科目」である。 その内容等については、次のアドレスの一覧表を参照。 /guide/guide_detail/index/1860.html |
| No. | 単元（授業回数） ／Unit (Lesson Number) |
単元タイトルと概要 ／Unit Title and Unit Description |
時間外学習 ／Preparation and Review |
配付資料 ／Handouts |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 1 | [計算機の歴史] パスカリーナからモバイルに至るコンピュータの歴史について、その時代背景に起因する必要性や特徴を中心に理解する。 |
コンピュータの歴史を整理し、次回の復習を行うこと。 | 授業で使用する図のコピー等。 |
| 2 | 2 | [数値の表現法：2進数の表現] 電子式コンピュータから共通のデータ表現形式の基礎となる2進数及び固定小数点表現について学ぶ。 |
数値表現法を整理し、次回の復習を行うこと。 | 授業で使用する図のコピー等。 |
| 3 | 3 | [数値の表現法：正負整数の表現] 数値を表現する上で必須となる正負の表現形式について、その種類、特徴を理解する。 |
正負の表現法を整理し、次回の復習を行うこと。 | 授業で使用する図のコピー等。 |
| 4 | 4 | [数値の表現法：浮動少数点の表現] 極めて大きいあるいは小さい数値を効率的に表現する手法である浮動小数点表現の概念や形式を理解する。 |
浮動小数点表現の場合の四則演算手順を調査し、次回の復習を行うこと。 | 授業で使用する図のコピー等。 |
| 5 | 5 | [数値の表現法：数値以外のデータ表現] 文字、デジタル静止画像、デジタル動画像、デジタル音声などの非数値データの表現形式について学ぶ。 |
音声データの表現法を調査し、次回の復習を行うこと。 | 授業で使用する図のコピー等。 |
| 6 | 6 | [ハードウェアの構成と動作] 簡易型コンピュータを教材として、特に、CPUの構造、構成要素の概略機能及びその概略動作を理解する。 |
一世代前のCPUの構造を調査し、次回の復習を行うこと。 | 授業で使用する図のコピー等。 |
| 7 | 7 | [ハードウェアの実行制御（１）] ALU、レジスタ、カウンタ、バスなどのCPUの構成要素の詳細な機能と動作を学ぶとともに、命令実行時のCPU全体の動作シーケンスを理解する。 |
一世代前のCPUの構成要素の機能を調査し、次回の復習を行うこと。 | 授業で使用する図のコピー等。 |
| 8 | 8 | [ハードウェアの実行制御（２）] 割り込み制御について学んだ後、主メモリや入出力装置の機能や動作について学ぶ。 |
一世代前のCPUの割り込み機能を調査し、次回の復習を行うこと。 | 授業で使用する図のコピー等。 |
| 9 | 9 | [論理演算の基礎] コンピュータにおける演算の基盤となる論理の概念を理解するとともに、それに基づく論理演算の種類と意味を学ぶ。 |
授業で説明した論理演算以外の演算を調査し、次回の復習を行うこと。 | 授業で使用する図のコピー等。 |
| 10 | 10 | [論理回路の基礎] コンピュータハードウェアを実現する論理回路について、論理演算を実現する論理ゲートや論理回路の設計手法について学ぶ。 |
5変数の真理値表を作成し、カルノ図による方法で最簡形式を求め、次回の復習を行うこと。 | 授業で使用する図のコピー等。 |
| 11 | 11 | [加減乗除回路の構成] コンピュータの最も重要な機能である算術演算を実現する回路として、四則演算を対象にその機能の実現方法を理解する。 |
乗算回路の種類を調査し、次回の復習を行うこと。 | 授業で使用する図のコピー等。 |
| 12 | 12 | [記憶装置の構成] 主メモリの構造と管理方法、ハードディスクやDVD等の外部記憶装置の種類、機能、特徴について学ぶ。 |
SSD、SDの記憶原理について調査し、次回の復習を行うこと。 | 授業で使用する図のコピー等。 |
| 13 | 13 | [ハードウェアとソフトウェア] ハードウェアとソフトウェアとのトレードオフについて理解を深めるとともに、ソフトウェアの種類について学ぶ。 |
最近のコンピュータのソフトウェアの種類を調査し、次回の復習を行うこと。 | 授業で使用する図のコピー等。 |
| 14 | 14 | [基本ソフトウェア(OS)] ハードウェアやアプリケーションソフトウェアを管理するOSについて、その機能を理解する。LinuxやWindowsなどの具体的なOSの特徴も学ぶ。 |
種々のosの特徴を調査すること。 | 授業で使用する図のコピー等。 |
| 15 | 15 | [総括] 14回目までの講義内容のまとめを行う。 |
なし。 | なし。 |
| 16 | 16 | [期末試験] 理解度を確認するための試験を行う。 |
なし。 | なし。 |
| No. |
到達目標 ／Learning Goal |
知識?理解 ／Knowledge & Undestanding |
技能?表現 ／Skills & Expressions |
思考?判断 ／Thoughts & Decisions |
伝達?コミュニケーション ／Communication |
協働 ／Cooperative Attitude |
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|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 各種数値表現法を適宜利用できる（D） | ○ | ○ | |||||
| 2 | ハードウェア構成に基づいて，単純なコンピュータの動作を説明することができる（D） | ○ | ○ | |||||
| 3 | 論理演算を理解し，簡単な論理回路を設計したり，動作を説明することができる（D） | ○ | ○ | |||||
| 4 | 基本ソフトウェアの機能や動作を説明することができる（D） | ○ | ○ |
| No. |
到達目標 ／Learning Goal |
定期試験 ／Exam. |
レポート | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 各種数値表現法を適宜利用できる（D） | ○ | ○ | ||||
| 2 | ハードウェア構成に基づいて，単純なコンピュータの動作を説明することができる（D） | ○ | ○ | ||||
| 3 | 論理演算を理解し，簡単な論理回路を設計したり，動作を説明することができる（D） | ○ | ○ | ||||
| 4 | 基本ソフトウェアの機能や動作を説明することができる（D） | ○ | ○ | ||||
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評価割合（％） ／Allocation of Marks |
80 | 20 | |||||