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コンピューティング1

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科目名 コンピューティング1
教員名 戸田誠之助
単位数    2 学年    2 開講区分 文理学部
(他学部生相互履修可)
科目群 情報科学科(情報システム解析学科)
学期 後期 履修区分 選択必修
授業概要 コンピュータの心臓部であるCPUとメモリの基本構成と,コンピュータにおけるプログラムの動作原理を,アセンブリプログラムの動作を詳しく追跡しながら学習する.アセンブリ言語によるプログラミングを学習することよりも,計算機構の基本構成と動作原理を理解していくための素地を養うことを目的とする.特に,後半はC言語のプログラムをアセンブラ言語に翻訳することを通して,プログラムの動作に対する理解を深めていく.
授業のねらい・到達目標 コンピュータによる計算の仕組みが理解できるようになる.

この科目は文理学部(学士(理学))のディプロマポリシーDP6及びカリキュラムポリシーCP9に対応しています。
授業の方法 講義とともに,ほぼ毎回,演習を行う.
本授業の事前・事後学習は,各2時間の学習を目安とする.
履修条件 プログラミング関係の科目を履修していること.
特に,2年次前学期までのC言語に関する授業内容(特に,配列,関数呼び出し,ポインタ)を理解していることを前提とする.
授業計画
1ガイダンス(授業のテーマや到達目標及び授業の方法について説明する)
データの表現:2進数,8進数,16進数,文字コード
【事前学習】シラバスを事前に確認すること
【事後学習】基数変換について理解を深める.
2データの表現:2の補数表示,算術演算,キャリー,オーバーフロー
【事前学習】前回の授業内容を復習する.
【事後学習】加減算の計算方法について理解を深める.
3CPUとメモリの基本構造,アセンブリ言語と機械語,メモリモデル
【事前学習】前回までの授業内容を復習する.
【事後学習】アセンブリ言語と機械語の対応関係について理解を深める.
4アセンブラプログラムの形式,データ定義命令
【事前学習】前回までの授業内容(特に,メモリモデル)について復習する,
【事後学習】アセンブラプログラムの全体的な形式について理解を深める.
5メモリアドレッシング,データ移動命令,算術演算命令
【事前学習】アセンブラプログラムの全体的な形式を中心に復習する.
【事後学習】移動命令や算術命令を使った様々なプログラムを試作する.
6命令の長さ,命令のアドレス,命令ポインタの役割
【事前学習】前回までの授業内容を復習する.
【事後学習】命令のアドレスと命令ポインタの役割について理解を深める.
7フラグレジスタの役割,分岐命令
【事前学習】前回までの授業内容を復習する.
【事後学習】分岐命令の原理的な処理内容について理解を深める.様々なプログラムを題材に,レジスタの変化を中心とした実行トレースを作成する.
8条件分岐処理,繰り返し処理
【事前学習】前回までの授業内容を復習する.
【事後学習】分岐命令の利用方法について理解を深める.様々なプログラムを題材に実行トレースを作成する.
9配列
【事前学習】前回までの授業内容を復習する.
【事後学習】配列要素にアクセスするための間接アドレッシングについて理解を深める.
10オペコードの形式,プログラムセグメントの構造,アセンブル
【事前学習】前回までの授業内容を復習する.
【事後学習】コードセグメントの内容について理解を深める.
11C言語からアセンブラ言語へ:スタックフレームの基本構造
【事前学習】前回までの授業内容を復習する.
【事後学習】スタックポインタやフレームポインタの役割について理解を深める.
12C言語からアセンブラ言語へ:局所配列,ポインタ変数
【事前学習】前回までの授業内容を復習する.
【事後学習】スタックフレームへの間接アドレッシングについて理解を深める.
13C言語からアセンブラ言語へ:関数呼び出し
【事前学習】前回までの授業内容を復習する.
【事後学習】call命令とret命令の動作について理解を深める.
14C言語からアセンブラ言語へ:参照渡し,配列引数
【事前学習】前回までの授業内容を復習する.
【事後学習】配列引数が参照渡しとして実現されること,および参照渡しのメカニズムについて理解を深める.
15C言語からアセンブラ言語へ:レジスタの退避・復元,再帰呼び出し
【事前学習】前回までの授業内容を復習する.
【事後学習】汎用レジスタが不足した場合の関数呼び出しのメカニズムについて理解を深める.
その他
教科書 講義資料を配布し,それを教科書として使用する。
参考書 必要に応じて授業中に紹介する。
成績評価の方法及び基準 試験(60%)、演習・宿題(40%)
試験は期末試験1回で評価する.試験結果による理解度を評価したのち,演習・宿題の成果を評価に加える.
オフィスアワー 毎週水曜日12:10〜13:00

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