理工学部Faculty of Science and Engineering
COT300XE（計算基盤 / Computing technologies 300）リアルタイムＯＳとプロセッサReal-time OS and processors
和田 英彦Hidehiko WADA
授業コードなどClass code etc
| 学部・研究科Faculty/Graduate school | 理工学部Faculty of Science and Engineering |
| 添付ファイル名Attached documents | |
| 年度Year | 2022 |
| 授業コードClass code | H6051 |
| 旧授業コードPrevious Class code | |
| 旧科目名Previous Class title | |
| 開講時期Term | 春学期授業/Spring |
| 曜日・時限Day/Period | 木1/Thu.1 |
| 科目種別Class Type | |
| キャンパスCampus | 小金井 |
| 教室名称Classroom name | 各学部・研究科等の時間割等で確認 |
| 配当年次Grade | |
| 単位数Credit(s) | |
| 備考（履修条件等）Notes | |
| 他学部公開科目Open Program | |
| 他学部公開（履修条件等）Open Program (Notes) | |
| グローバル・オープン科目Global Open Program | |
| 成績優秀者の他学部科目履修制度対象Interdepartmental class taking system for Academic Achievers | |
| 成績優秀者の他学部科目履修（履修条件等）Interdepartmental class taking system for Academic Achievers (Notes) | |
| 実務経験のある教員による授業科目Class taught by instructors with practical experience | |
| SDGsCPSDGs CP | |
| アーバンデザインCPUrban Design CP | |
| ダイバーシティCPDiversity CP | |
| 未来教室CPLearning for the Future CP | |
| カーボンニュートラルCPCarbon Neutral CP | |
| 千代田コンソ単位互換提供（他大学向け）Chiyoda Campus Consortium | |
| カテゴリー＜理工学部＞Category |
応用情報工学科 学科専門科目 |
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Outline (in English)
[Course Outline]
This course deals with real-time operating systems and processors which are important elements for embedded systems. This course introduces real-time operating systems and processors from the viewpoint of software development.
[Learning Objectives]
The goals of this course are followings:
1) Explain in your own words the differences and features between the OS and processor used in embedded systems.
2) Understand the functions of software and OS used in small-scale real-time systems.
3) Understand the hardware components of embedded systems and the relationship between them and software.
[Learning activities outside of classroom]
Students will be expected to submit a report on the assignment in order to deepen their understanding of the content of the lecture. The report will be given almost every time. Your study time will be about three hours for a class.
[Grading Criteria / Policy]
Your overall grade in the class will be decided based on the following:
Term-end examination: 60%, Short reports: 30%, in class contribution: 10%
授業で使用する言語Default language used in class
日本語 / Japanese
授業の概要と目的（何を学ぶか）Outline and objectives
組込みシステムでは重要な要素となるリアルタイムOSとプロセッサについて理解を深める．この授業では，ソフトウェアを開発する立場から見たリアルタイムOSとプロセッサについて講義を行う．
到達目標Goal
1) 組込みシステムで使用されるOSやプロセッサと，パソコンなどの汎用システムで使用されるOSやプロセッサとの違いや特徴を，自分の言葉で説明できる．
2) 小規模なリアルタイムシステムで使用されるソフトウェアやOSの機能について理解するとともに，それらの機能を使用したソフトウェアの基本設計ができる．
3）組込みシステムのハードウェアの構成要素と，それらとソフトウェアとの関係を理解して，システムを動作させるソフトウェアの基本的な設計ができる．
この授業を履修することで学部等のディプロマポリシーに示されたどの能力を習得することができるか（該当授業科目と学位授与方針に明示された学習成果との関連）Which item of the diploma policy will be obtained by taking this class?
ディプロマポリシーのうち、「DP1」と「DP2」と「DP4」に関連
授業で使用する言語Default language used in class
日本語 / Japanese
授業の進め方と方法Method(s)（学期の途中で変更になる場合には、別途提示します。 /If the Method(s) is changed, we will announce the details of any changes. ）
講師がスライドを表示しながら説明を行う．授業計画の回数はあくまでも目安であり，テーマで扱う内容，学習すべき項目の量や理解度に応じて進み方は調整する．
また，授業内容に合わせた課題を出題するので，期限（通常1週間）までにレポートを提出する，出題した課題については，授業時間内に解答の考え方を示すとともに，提出されたレポートの中から良い点や典型的な間違いなどの例を示してフィードバックを行う．
アクティブラーニング（グループディスカッション、ディベート等）の実施Active learning in class (Group discussion, Debate.etc.)
なし / No
フィールドワーク（学外での実習等）の実施Fieldwork in class
なし / No
授業計画Schedule
授業形態/methods of teaching：対面/face to face
※各回の授業形態は予定です。教員の指示に従ってください。
第1回[対面/face to face]：概要
前期授業の概要（導入，組込みシステム，リアルタイムOS，プロセッサ）と授業方針
第2回[対面/face to face]：リアルタイムOSの基礎
一般的なOSの機能，OSとカーネル，OSの機能，リアルタイムOSの特徴
第3回[対面/face to face]：タスク管理（1）
リアルタイムOSのタスク管理，プログラムとタスク，簡単なプログラムとタスクの動作
第4回[対面/face to face]：タスク管理（2）
タスクの識別，タスクの管理情報，タスク管理のサービスコール，割込みと例外
第5回[対面/face to face]：スケジューリング、タイマと時間管理
スケジューラ（評価基準，スケジューリングポリシー，リアルタイムOSのスケジューリング），タイマと時間管理
第6回[対面/face to face]：同期
排他制御，セマフォ，デッドロック，プロセス間同期，優先度逆転など
第7回[対面/face to face]：メモリ管理
タスクのメモリ管理，
仮想記憶（物理アドレスと論理アドレス），リアルタイムシステムのメモリ管理
第8回[対面/face to face]：タスク間通信
タスク間通信，メッセージバッファ，
メールボックス，
データキューなど
第9回[対面/face to face]：開発環境
組込みシステム開発の特徴，開発環境・開発ツールと例，組込み機器開発の例
第10回[対面/face to face]：組込みプロセッサ基礎
組込みシステム用のプロセッサとPC・サーバ用プロセッサの違い，組込みシステムによく使われるプロセッサ，プロセッサ基礎
第11回[対面/face to face]：メモリ，ストレージ，割込みと例外
メモリ，ストレージ，
割込みと例外の重要性、割込み処理のソフトウェア
第12回[対面/face to face]：周辺機器
インタフェース，バス，周辺機器，デバイスドライバ，タイマ
第13回[対面/face to face]：組込みシステムの新しい技術
マルチコア，仮想化技術
第14回[対面/face to face]：まとめ
まとめ，あるいは前期試験
授業時間外の学習（準備学習・復習・宿題等）Work to be done outside of class (preparation, etc.)
【本授業の準備・復習等の授業時間外学習は、4時間を標準とする】必要に応じて指示するが，講義内容の理解を深めるために，課題に対するレポートを提出してもらう．レポートはほぼ毎回出題する予定である．レポートの課題提示と提出は授業支援システムを使用する．
テキスト（教科書）Textbooks
授業の各回ごとに資料を配布する．
参考書References
特に指定しない．
必要がある場合には，授業の中で紹介する．
成績評価の方法と基準Grading criteria
期末試験，レポート，平常点を考慮して，総合的に判断する．
・到達目標においては，2）を40％，1）と3）を30％の比重を置く．
・成績評価は，基本的には試験 60％，レポート 30％， 平常点 10％の割合で評価する．
授業形式に変更がある場合には，評価の割合を変更する場合がある．評価の割合を変更する場合は連絡する．
学生の意見等からの気づきChanges following student comments
企業など実際の現場での経験や話題についても，講義の中で紹介していく．
学生が準備すべき機器他Equipment student needs to prepare
パソコンを持参することにより，資料をパソコンで参照することができる．ただし，パソコン持参は必須ではない．
その他の重要事項Others
基本的には対面授業を行う．
状況によって対面授業ができない場合は，授業用の資料を学習支援システムで提示して，各自資料を読んで理解する形で進める予定であるが，詳細については学習支援システムなどを使って追って指示する．