任意の抽象度で動作を観察できる中・高等教育向き計算機シミュレータ

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12680219
• Research Institution: Osaka City University
• Principal Investigator: 松浦 敏雄 大阪市立大学, 学術情報総合センター, 教授 (40127296)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 久野 靖 筑波大学, 社会工学系, 教授 (00170019) ; 西田 知博 大阪学院大学, 情報学部, 講師 (00283820) ; 都倉 信樹 大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 教授 (10029423) ; 石橋 勇人 大阪市立大学, 学術情報総合センター, 講師 (70212925) ; 藤川 和利 大阪市立大学, 学術情報総合センター, 講師 (30252729)
• Keywords: 計算機シミュレータ / 情報教育 / オブジェクト指向 / 論理回路シミュレータ

Research Abstract

計算機シミュレータの設計に際して、計算機の仕組みの教育の実態を調査し、その結果、下は論理回路レベルのシミュレーションから、上はマクロアセンブラレベルでのプログラミング教育にも対応できる計算機シミュレータを対象とすることにした。
詳細設計のうち、シミュレーションエンジン設計については、シミュレーション対象の仮想計算機として、スタックマシン方式、1レジスタ方式、汎用レジスタ方式など様々な方式に対応できるように、信号の流れをそのままメッセージ送信に対応させるという方式を採用した。ただし、そのままでは、並行オブジェクトの実行機構が必要となり実装が容易ではないので、時間の管理を行うために、イベントハンドラを導入し、全てのメッセージは、一旦、イベントハンドラの時刻情報付きのイベントキューに入れて、時間順に処理するようにしている。動作モデルを低レベルな信号をそのままシミュレートしたことにより、部品の抽象度も自由に設定できるようになった。現在、AND、ORなどの論理ゲート、レジスタ、ALU、などの計算機システムを構成するのに必要な部品は完成しており、時間を追ってシミュレーションできるようになっている。
ユーザインタフェースについては、計算機の内部の動作が視覚的に捉えられるように、信号の流れを色で表現できる。また、計算機の速度をスライドボリュームで自由に変更できるなど、ユーザインタフェースの大部分は完成している。
シミュレータの基本機能としては、ほぼ完成しており、観察のレベルを動的に変更できる機能についての実現が残された課題である。

Research Products

• [Publications] 西田知博,松浦敏雄: "任意の抽象度で動作を観察できる計算機シミュレータの設計"教育工学関連学協会連合,論演論文集. 6・2. 831-832 (2000)
• [Publications] 西田知博,松浦敏雄: "教育目的に応じてカスタマイズ可能な教育用計算機シミュレータ"情報処理教育研究集会論文集. 365-368 (2000)