コンソールパネルを持つコンピュータ教育用マイコン A VHS Videocassette Seized Computer System with Console Panel for Computer Education 重村哲至 Tetsuji Shigemura 山田健仁新田貴之力規晃 Takehito Yamada Takayuki Nitta Noriaki Chikara 原田徳彦守川和夫 Norihiko Harada Kazuo Morikawa 奥本幸 Miyuki Okumoto 徳山工業高等専門学校情報電子工学科 Department of Computer Science & Electronic Engineering，Tokuyama College of Technology 1. はじめに高等専門学校（以下高専）の様に中学校を卒業したばかりの学生を対象として，コンピュータの原理まで踏み込んだ基礎コンピュータ教育を実施するには，単純な構成を有するコンピュータ実機での教育が有効であると考えられる１）。特に，初期のオフィスコンピュータの様にコンソールパネルと２進数表示ランプだけのコンピュータでその動作原理を学習することは，後修科目で Unix マシンや Windows マシンのように高度に仮想化されたパーソナルコンピュータ上で，プログラミングを習得する際にその学習効果に大きく貢献するものと考えられる。本稿では，基礎コンピュータ学習をサポートするためのコンピュータ教育に適したコンピュータ（以下マイコン）を開発したので，そのシステム構成と授業適用例について報告する。 2. マイコンの概要本マイコンの外観を写真に示す。このマイコンは以下のような主要な特徴を有している。 (1) コンソールパネル：マイコン本体のプリント基板の右半分にコンソールパネルを装備している。 (2) 携帯性重視：学生が自宅でも実習ができるよう携帯性を重視した。VHS ビデオカセットケースに収納して持ち歩くことが可能である。 (3) アドレス，データが 8 ビット構成：コンソールパネルが大きくなりすぎないように，アドレスもデータも 8 ビットの構成とした。メモリ空間が小さい感があるが，低学年のコンピュータ教育でアセンブラプログラミングの演習課題を行うには十分である。 (4) シリアル入出力インタフェース：RS-232C に準拠したシリアル入出力インタフェースを持っており，パソコンと接続することにより文字入出力が可能である。 (5) スピーカ：パラレルポートに接続された圧電スピーカにより音を出力することができる。これは学生にマシンステートを意識させるための演習をさせるのに都合が良い。 (6) 割り込み機能：機械語の基本的な演習ができるだけではなく，割り込みを用いた入出力の演習が可能である。 (7) IPL 機能：ROM に予め格納された IPL プログラムを用いて，シリアル入出力インタフェースからプログラムをダウンロードする機能を持っている。 (8) FPGA 学習ボード機能：本マイコンの核になっている FPGA には自分の設計した回路がダウンロード可能である。ボード上のジャンパーを変更することにより，JTAG コネクタから FPGA の設計データがダウンロードできる状態になる。本機は FPGA の学習ボードとしても使用できる。 3. 授業適用例表に高専１年次（16 歳）のカリキュラム例を示す授業項目回数ガイダンス１情報の表現(２進数，ビット，文字等) ３論理演算(演算と論理素子) ２マイコンの組み立て(ハンダ付け) ５マイコンの操作１マイコンの構成(レジスタ，メモリ) ２試験１プログラミング(ハンドアセンブル) １転送命令１加減算命令１分岐命令１フラグと条件分岐１繰り返し処理２論理演算命令２アドレッシングモード１入出力４試験１ 4. まとめ本システムを授業に適用して 2 年経つ。機械語学習やコンピュータアーキテクチャの基礎知識の習得に効果を挙げてきていると見受けられる。今後は，後修科目を学習する際の影響について調査する。参考文献１）中西正和：機械語プログラミング教育の必要性と実習用コンピュータの製作，bit Vol.25 No.8-9 (1993)