基本情報/Basic Information

開講科目名 ／Course	コンピュータ・アーキテクチャ／COMPUTER ARCHITECTURE
開講所属 ／Course Offered by	経済学部経営学科／ECONOMICS MANAGEMENT
ターム・学期 ／Term・Semester	2022年度／2022 Academic Year　　春学期／SPRING SEMESTER
曜限 ／Day, Period	火5／Tue 5
開講区分 ／semester offered	春学期／Spring
単位数 ／Credits	2.0
学年 ／Year	1,2,3,4
主担当教員 ／Main Instructor	今福　啓

担当教員情報/Instructor Information

教員名 ／Instructor	教員所属名 ／Affiliation
今福　啓	経営学科／MANAGEMENT

授業の目的・内容 ／Course Objectives	この講義ではコンピュータで扱う情報の表現とハードウェア構成や動作を具体的に学び、コンピュータで何ができるか正しく理解することを目的とします。 講義内容を身につけることでコンピュータの内部構造について詳細に理解できるため、プログラミング作成を円滑に進めることにも役立ちます。 ---------- この講義では経済学部の学位授与方針に掲げる能力を育成するため、教育課程の編成・実施方針が示す学科専門科目としてコンピュータに関連する専門的な知識を習得し、コンピュータを実践的に使用するために必要となる力を身につけます。 履修後は、履修系統図が示す2年次以降の学科専門科目、教職関連科目、演習科目の学修を円滑に進めることができます。
授業の形式・方法と履修上の注意 ／Teaching method and Attention the course	初回講義はオンラインで行い、学習する内容、講義の進め方、成績の評価方法を説明します。 視聴方法などは、講義初日の前日までにPorta IIの講義連絡とメールで送信します。 成績評価に関連する提出物へのコメントは、特段の事情がない限り提出締切後の次の講義で行います。
事前・事後学修の内容 ／Before After Study	授業計画詳細情報にある 事前・事後学修の内容 を参照してください。 ---------- 大学設置基準が定める学修時間に従い、1回の講義につき事前学修120分、事後学修120分、講義時間100分の学修時間となることを想定しています。
テキスト1 ／Textbooks1	書籍名 ／Title 著者 ／Author name 出版社 ／Publisher ISBN ／ISBN その他（任意） ／other 講義で使用するファイルを配布し、その内容に従って進めます。
テキスト2 ／Textbooks2	書籍名 ／Title 著者 ／Author name 出版社 ／Publisher ISBN ／ISBN その他（任意） ／other
テキスト3 ／Textbooks3	書籍名 ／Title 著者 ／Author name 出版社 ／Publisher ISBN ／ISBN その他（任意） ／other
参考文献等1 ／References1	書籍名/ｻｲﾄ名 ／Title 著者 ／Author name 出版社/URL ／Publisher ISBN ／ISBN その他（任意） ／other
参考文献等2 ／References2	書籍名/ｻｲﾄ名 ／Title 著者 ／Author name 出版社/URL ／Publisher ISBN ／ISBN その他（任意） ／other
参考文献等3 ／References3	書籍名/ｻｲﾄ名 ／Title 著者 ／Author name 出版社/URL ／Publisher ISBN ／ISBN その他（任意） ／other
評価方法 ／Evaluation	3～4回の講義ごとに講義内容をノートにまとめてGoogleフォームに提出し、その内容を評価します（100%）。 ノート作成の詳細は、初回の講義で説明します。 講義は日本語で行いますが、提出するノートは日本語、英語のどちらで作成してもかまいません。 Googleフォームに課題を提出すると、自分宛てに確認メールが送信されます。 届いたメールは課題を提出したことの証明となりますので、必ず保存してください。 提出が遅れたため課題をメールに添付して提出しても受け付けませんので注意してください。
関連科目 ／Related Subjects	情報システム論、情報通信ネットワーク、プログラミング論、データベース論、マルチメディア論、Webデザイン論、データマイニング論、アルゴリズム論
備考 ／Notes
到達目標 ／Learning Goal	コンピュータアーキテクチャに関する専門知識を習得し、論理演算など、コンピュータを幅広く活用できるようにする。

回 ／Time	授業計画（主題の設定） ／Class schedule	授業の内容 ／Contents of class	事前・事後学修の内容 ／Before After Study
1	コンピュータの構成：5大装置	コンピュータの主要部分が、大きく分けると5つの要素から構成されることを学ぶ。	事前学修では、授業概要を確認してこの講義で学ぶことを理解する。 事後学修では、5大装置の名称と内容を確認する。
2	コンピュータの情報表現：2進数、1ビットの加算、負の値	コンピュータ内部では情報がすべて0と1の2進数で処理されることと、整数、負の値がどのように表現されるか学ぶ。	事前学修では、2進数について調べて概要を理解する。 事後学修では、10進数と2進数を相互に変換できるか確認する。
3	2進数の小数、16進数、文字、画像、音声の表現	コンピュータ内部で小数がどのように表現されているか学ぶ。また、文字、映像、音声がどのように数値化されているか学ぶ。	事前学修では、色の構成要素について調べて確認する。 事後学修では、文字、画像、音声がコンピュータ内部でどのように処理されるか確認する。
4	コンピュータ内部の回路：論理演算、組み合わせ回路	コンピュータ内部での演算について学ぶ。また、コンピュータが論理ゲートから構成されることを学ぶ。	事前学修では、論理演算とシフト演算がどのような演算か調べる。 事後学修では、具体的な数値を使って2進数の算術演算、論理演算、シフト演算を行い、10進数に変換して結果が正しいか確認する。
5	カルノー図による回路の簡略化	論理ゲートを使って、指定した入力と出力を実現する回路を作成する方法を学ぶ。	事前学修では、論理ゲートという単語について調べる。 事後学修では、AND, OR, NOT, NAND, EXORについて復習し、どのような場合に簡略化できるか理解する。
6	組み合わせ回路1：半加算器、全加算器	加算を実現する回路の構成と、減算、乗算、除算がどのように行われるか学ぶ。	事前学修では、2進数の加算（1ビット＋1ビット、1ビット＋1ビット＋1ビット）の結果を調べる。 事後学修では、半加算器、全加算器の回路がどのように動作するか、作成した回路の図を使って確認する。
7	組み合わせ回路2：デコーダ、マルチプレクサ	コンピュータを作成する上で必要となる回路の構成方法を学ぶ。	事前学修では、論理ゲートの種類と動作を復習する。 事後学修では、デコーダとマルチプレクサの動作と、内部の構造について理解する。
8	順序回路：カウンタ、フリップフロップ	入力だけでなく過去の入力が影響する状態とあわせて出力が決まる回路の構成方法を学ぶ。	事前学修では、順序回路とはどのようなものであるか概要を調べる。 事後学修では、組み合わせ回路と順序回路の違いを確認し、順序回路で追加される部分を理解する。
9	記憶装置：SRAM、DRAM	コンピュータ内部で値を記憶する回路について学ぶ。	事前学修では、DRAMで使用されるコンデンサについて調べる。 事後学修では、SRAMとDRAMの構造の違いと回路について理解する。
10	制御装置：装置を動かす箇所を決める	コンピュータ内部で命令をどのように処理しているか学ぶ。	事前学修では、CPUの概要を調べる。 事後学修では、結線論理とマイクロプログラム方式について理解する。
11	命令の種類	コンピュータで処理される命令の種類を学ぶ。	事前学修では、機械語とアセンブリ言語について調べる。 事後学修では、命令の種類の名称と命令の内容について理解する。
12	仮想的なコンピュータを使う：CASL	プログラミング試験に用いられる仮想コンピュータについて学び、ハードウェアの全体像と作成するプログラム内容を理解する。	事前学修では、CASLとCOMETが何であるか調べる。 事後学修では、作成したプログラムで命令がどのように使われているか理解する。
13	簡単なコンピュータをつくる	各装置を論理ゲートで作成して、簡単な仮想コンピュータを作る。	事前学修では、論理ゲートとデコーダ、マルチプレクサについて復習する。 事後学修では、作成したコンピュータ内で各装置がどのような構造となっているか理解する。
14	高速化のための構造	現代のコンピュータでどのように各装置を高速化しているか学ぶ。	事前学修では、現在のPC（Intel Coreプロセッサシステム）について調べる。 事後学修では、各装置がどのように高速化されているか理解する。