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授業科目名 計算機アーキテクチャ
時間割番号 TEE218
担当教員名 中村 一彦
開講学期・曜日・時限 前期・金・II 単位数 2
<対象学生>
(未登録)
<授業の目的>
コンピュータは現在あらゆる用途に用いられており,電気電子系技術者にとってコンピュータの基本的な動作を理解していることは必須条件である.計算機アーキテクチャの講義では,コンピュータのハードウェアとその働きを理解し,機械語命令やアセンブリ言語によるハードウェアの制御法の基礎を身につけることを目的とする.なお,本講義の内容は「ディジタル回路」と密接な関係がある.
<本授業科目による獲得・涵養が特に期待されるコンピテンシー>(能力・資質)
工学部(~2023年度入学生)>電気電子工学科向け
記号コンピテンシー(能力・資質) 
EE-A専門5.ディジタル回路基本的な論理回路の動作を説明でき、設計できる。
EE-B6.信号とシステムさまざまなセンサ、プリアンプ、フィルタとAD/DA変換、マイコンを組み合わせて基本的な計測システムを設計できる
<到達目標>  到達目標とは
目標NO説明コンピテンシーとの対応
EE
1コンピュータの歴史の概要を説明できるEE-B
2データ表現と符号化について説明できるEE-A
3コンピュータを構成するための基本的な論理回路について説明できるEE-A
4集積回路の種類などについて説明できるEE-A
5コンピュータの構成と構成要素について説明できるEE-B
6CPUと構成要素について説明できる
7コンピュータの命令の構造等について説明できる
8命令フェッチ時のCPUの内部動作の基本を説明できる
9命令実行時のCPUの内部動作の基本を説明できる
10サブルーチンの働き,動作について説明できる
11簡単なアセンブリプログラムを作成できる
<成績評価の方法>
目標No割合評価の観点
110%テスト・課題で該当する項目の達成度を評価する
25%テスト・課題で該当する項目の達成度を評価する
35%テスト・課題で該当する項目の達成度を評価する
45%テスト・課題で該当する項目の達成度を評価する
515%テスト・課題で該当する項目の達成度を評価する
610%テスト・課題で該当する項目の達成度を評価する
710%テスト・課題で該当する項目の達成度を評価する
810%テスト・課題で該当する項目の達成度を評価する
910%テスト・課題で該当する項目の達成度を評価する
1010%テスト・課題で該当する項目の達成度を評価する
1110%テスト・課題で該当する項目の達成度を評価する
合計100% 
<授業の方法>
「ディジタル回路」を履修して理解していること
<受講に際して・学生へのメッセージ>
(未登録)
<テキスト>
  1. 必要に応じて講義資料を配布する
<参考書>
  1. 小田 徹, コンピュータ開発のはてしない物語, 技術評論社, ISBN:9784774178318
  2. 竹内 伸, 実物でたどるコンピュータの歴史, 東京書籍, ISBN:9784487806928
  3. 大島 篤, 3DCGでよくわかるパソコン解体新書, 高陵社書店, ISBN:4771106541
  4. 山田 宏尚,毛利 哲也, 計算機システム基礎, 共立出版, ISBN:9784320082250
<授業計画の概要>
1タイトルコンピュータの歴史
事前学習
事後学習
事前学習:事前に掲示された資料により、学習内容を確認
事後学習:課題や小テストに取り組む
授業内容ENIACからIBM370まで,4004から現在のCPUまで,パーソナルコンピュータ
2タイトルデータ表現
事前学習
事後学習
事前学習:事前に掲示された資料により、学習内容を確認
事後学習:課題や小テストに取り組む
授業内容データ表現と符号化(10進-2進変換,2進-10進変換,2進数の演算)
2の補数,小数の2進表現,浮動小数点,2進の掛け算・割り算
3タイトル論理回路
事前学習
事後学習
事前学習:事前に掲示された資料により、学習内容を確認
事後学習:課題や小テストに取り組む
授業内容論理関数と真理値表,簡単化,組合せ論理回路,順序回路
4タイトルCPUで用いられる基本回路
事前学習
事後学習
事前学習:事前に掲示された資料により、学習内容を確認
事後学習:課題や小テストに取り組む
授業内容半加算器,全加算器,2の補数による減算回路
マルチプレクサ,デコーダ
記憶素子
5タイトル集積回路
事前学習
事後学習
事前学習:事前に掲示された資料により、学習内容を確認
事後学習:課題や小テストに取り組む
授業内容MOSFET,集積回路,CMOSゲート
6タイトルコンピュータの基本構成
事前学習
事後学習
事前学習:事前に掲示された資料により、学習内容を確認
事後学習:課題や小テストに取り組む
授業内容コンピュータのシーケンスと内部構成,ノイマン型コンピュータ
7タイトル中間評価・まとめ
事前学習
事後学習
事前学習:事前に掲示された資料により、学習内容を確認
事後学習:課題や小テストに取り組む
授業内容これまでの授業のまとめ,試験問題の出題意図の解説
8タイトルモデルコンピュータ
事前学習
事後学習
事前学習:事前に掲示された資料により、学習内容を確認
事後学習:課題や小テストに取り組む
授業内容モデルコンピュータの構成と構成要素
9タイトルモデルコンピュータの構成と構成要素
事前学習
事後学習
事前学習:事前に掲示された資料により、学習内容を確認
事後学習:課題や小テストに取り組む
授業内容CPUの信号のやりとり,バスとシステム制御信号
命令フェッチ,メモリリード・ライト,I/Oリード・ライト
10タイトルモデルコンピュータの動作(2)
事前学習
事後学習
事前学習:事前に掲示された資料により、学習内容を確認
事後学習:課題や小テストに取り組む
授業内容アセンブラ言語とアーキテクチャ,命令の実行,Z-80 命令表,内部レジスタ
11タイトルモデルコンピュータの動作(3)
事前学習
事後学習
事前学習:事前に掲示された資料により、学習内容を確認
事後学習:課題や小テストに取り組む
授業内容アドレッシング,疑似命令,アセンブリリスト
12タイトルモデルコンピュータの動作(4)
事前学習
事後学習
事前学習:事前に掲示された資料により、学習内容を確認
事後学習:課題や小テストに取り組む
授業内容ジャンプ命令,I/O入出力命令,シフト命令,サブルーチン
13タイトルアセンブリプログラムの例
事前学習
事後学習
事前学習:事前に掲示された資料により、学習内容を確認
事後学習:課題や小テストに取り組む
授業内容アセンブリを用いたプログラム例の解説
14タイトル演習
事前学習
事後学習
事前学習:事前に掲示された資料により、学習内容を確認
事後学習:課題や小テストに取り組む
授業内容これまでの授業範囲の補足,演習問題
15タイトル総括評価・まとめ
事前学習
事後学習
事前学習:事前に掲示された資料により、学習内容を確認
事後学習:課題や小テストに取り組む
授業内容これまでのまとめ.テスト・レポートの出題範囲の解説
<前年度授業に対する改善要望等への対応>
事前に公開可能な資料の準備予定
<備考>
(未登録)