コンピュータの動作と管理(’17)

主任講師: 葉田 善章

コンピュータの基本的な演算のしくみや動作、コンピュータが持つ計算機資源の管理について学ぶことを通して、コンピュータのしくみについて理解を深めることを目標とする。 検討中リストに追加

各回のテーマと放送内容

※テーマをクリックすると授業内容が表示されます。

第1回 コンピュータの動作と管理
コンピュータはソフトウエアとハードウエアで構成されている。本章では、コンピュータを構成するソフトウエアとハードウエアの概要について説明するとともに、本科目の概要について述べる。
担当講師: 葉田 善章 (放送大学准教授)
第2回 演算装置のしくみ
コンピュータを構成するハードウエアの違いを考えることを目的として、主要装置の一つである演算装置のしくみを直感的に考える。演算装置は論理回路により構成されており、性能向上のためにさまざまな工夫がなされている。コンピュータの性能を決めるプロセッサーの動作や構成について理解する。
担当講師: 葉田 善章 (放送大学准教授)
第3回 演算装置による命令実行
プロセッサーはプログラムを構成する命令をどのように実行するのだろうか。コンピュータの演算装置で命令を実行するしくみについて学習する。プログラムを記述する言語、命令の構成や種類について概説し、プロセッサーの命令に対するアプローチの違いであるCISCとRISCについて紹介する。
担当講師: 葉田 善章 (放送大学准教授)
第4回 プロセッサーと周辺機器の通信
コンピュータは、接続された周辺機器の制御やデータの受け渡しを行うため、入出力インターフェースが備わっている。本章では、規模の小さなプロセッサーで採用されることが多い、レジスターを入出力ポートに使う方式に注目し、そのしくみについて考える。また、プロセッサーと周辺機器を接続し、データのやりとりを行うバスについて理解する。
担当講師: 葉田 善章 (放送大学准教授)
第5回 効率的なプログラム実行
コンピュータの命令は、通常、アドレスの小さい順に実行される。一方で、キーボードやマウスなどの入力機器や、モニターやプリンターなどの出力装置への対応、データ転送の待ち受けなどの対応によって、プログラム実行の流れが変更されることがある。本章では、コンピュータに接続されたデバイスなどに対する処理を効率的に行うしくみである、割り込みについて説明する。
担当講師: 葉田 善章 (放送大学准教授)
第6回 補助記憶装置とデータ記憶
コンピュータで作成したデータは、ハードディスクドライブやSSD、USBメモリーといった補助記憶装置に保存されることが一般的である。保存するデータは抽象化され、ファイルと呼ばれる形で取り扱われることにより、補助記憶装置に保存される。抽象化やファイルの取り扱い、補助記憶装置によるデータの記憶について学ぶ。
担当講師: 葉田 善章 (放送大学准教授)
第7回 OS構造と周辺機器
コンピュータの利用は、周辺機器の利用が必須である。OSは、周辺機器を利用するためにデバイスドライバーを組み込み、周辺機器を利用可能にする。デバイスドライバーの組み込みや、OSが周辺機器を利用するしくみを学ぶため、ソフトウエアの構造化やOSのアーキテクチャーを学ぶ。また、データ転送を高速化する方法について学ぶ。
担当講師: 葉田 善章 (放送大学准教授)
第8回 プログラム実行の管理
OSが提供するプログラムを実行するしくみについて考える。プロセスやスレッドと呼ばれる単位でプログラムを実行するしくみや、仮想プロセッサーをプロセスやスレッドに割り当て、マルチタスク処理と呼ばれる同時実行を行うしくみについて学ぶ。また、ハードウエアやOSによるプロセスやスレッドの管理について学ぶ。
担当講師: 葉田 善章 (放送大学准教授)
第9回 プロセスの協調動作とメモリー
OSが実行するプロセスやスレッドを協調して実行するしくみについて考える。プロセスが資源を利用する場合などに必要となる相互排除やセマフォ、デッドロック、プロセス間で実行状況のデータ交換で使われるプロセス間通信について学ぶ。また、プログラム実行で必要となるメモリー管理や仮想メモリーについて学ぶ。
担当講師: 葉田 善章 (放送大学准教授)
第10回 記憶装置とOS起動
コンピュータで使われる記憶装置である半導体メモリーや、リムーバブルメディアについて考える。メインメモリーに使われるRAMや、USBメモリーといったフラッシュメモリーの働きや、記憶装置の記録方式、利用について学ぶ。また、OSの起動や終了、コンピュータの省電力動作モードであるサスペンドやハイバネーションについて学ぶ。
担当講師: 葉田 善章 (放送大学准教授)
第11回 OSの種類と基本動作
OSは、コンピュータで目的となる処理を実現するために利用される。コンピュータで利用されるOSや、プログラム実行を制御するスケジューリングについて学ぶ。また、パソコンのようにさまざまな用途に対応できる汎用OSや、機器の制御といった特定用途のために用いられる組み込みOSについても学ぶ。
担当講師: 葉田 善章 (放送大学准教授)
第12回 OSとソフトウエア開発
ソフトウエア開発を効率的に進めるために、OSや特定の機能を持つプログラムはある機能を持った部品と捉えられる形にしておき、組み合わせながらソフトウエア開発が行われている。パソコンや組み込み機器の開発を例に、OSの利用や選択、プログラムからOSの機能を用いる方法について学ぶ。また、開発環境や、プログラムの互換性、環境に依存しないプログラム、サービスの変化に対応するしくみについても学ぶ。
担当講師: 葉田 善章 (放送大学准教授)
第13回 ユーザーインターフェース
OSやハードウエアが提供するユーザーインターフェースについて学ぶ。コンピュータ利用形態の移り変わりや、本科目で学ぶインターフェースの分類、GUI の設計、キーボードやマウスといった入出力インターフェース、モバイル端末のインターフェース、ウエアラブルコンピューティング、IoTによるコンピュータの利用について概観する。
担当講師: 葉田 善章 (放送大学准教授)
第14回 OSとセキュリティー
コンピュータのOSは、複数のユーザーがそれぞれ専用の環境とともに利用できるようにするマルチユーザー機能を持つことが多い。OSが管理するファイルなどの資源を保護するアクセス制御について学ぶ。また、コンピュータを安心して利用するためのセキュリティーについて考えるとともに、暗号化について学ぶ。
担当講師: 葉田 善章 (放送大学准教授)
第15回 コンピュータの利用形態とOS
本科目のまとめとして、ネットワークを利用したコンピュータの利用形態について概観する。近年のコンピュータの利用形態を支えるシステム開発をとりまく環境について学んだ後、ユビキタスコンピューティング、クラウドコンピューティングについて見る。その後、近年のコンピュータ利用で基盤技術となっている仮想化技術について学ぶ。最後に、これまでのコンピュータの利用形態を踏まえ、近年注目されるようになったモノのインターネット(IoT)の概要について学ぶ。
担当講師: 葉田 善章 (放送大学准教授)

放送メディア:

テレビ

放送時間:


2017年度 [第2学期] (月曜)
12時00分〜12時45分

単位認定試験 試験日・時限:

2017年度 [第2学期]
2018年1月28日 (日曜)
2時限 (10時25分~11時15分)

開設年度:

2017年度

科目区分:

専門科目

科目コード:

1570234

単位数:

2単位
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