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] |
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 自室番号(2406)、電子メール(sato**ss.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] |
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。 |
到達目標 [Learning Goal] |
1. 数値表現法の理解 2. ハードウェアの動作の理解 3. 論理演算・回路の基礎の理解 4. 基本ソフトウェアの基礎の理解 |
履修上の注意 [Notes] |
特になし |
授業計画とスケジュール [Course schedule] |
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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 15.総括 14回目までの講義内容のまとめを行う。 |
成績評価方法と基準 [Grading policy (Evaluation)] |
質疑応答を積極的に取り入れ、学習態度も評価する。評点の配分は、期末試験80%、学習態度20%とする。 |
教科書 [Textbook] |
教科書:「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 |
自主学習ガイド及び キーワード [Self learning] |
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。 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 |
開講年度 [Year of the course] |
28 |
備考 | 特になし |