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に関する研究

2001 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, 大学院・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 鳥取環境大学, 環境情報学部, 教授 (10029423) ; 石橋 勇人 大阪市立大学, 学術情報総合センター, 教授 (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 / 計算機アーキテクチャ / 機械語の学習

Research Abstract

情報教育の重要性の認識が高まる中,計算機の仕組みを理解させることは,それぞれの学習段階で理解の深さは異なるものの,極めて重要である.計算機の仕組みの理解には,計算機の動作を視覚的に分かりやすく見せてやることが重要であり,可視化した計算機シミュレータによるシミュレーションが有効であることが知られている.しかし,学習者の理解度に合わせた計算機の抽象化が必要であり,それぞれの抽象度に応じて,見せ方にも工夫が必要である.
本研究では,任意の抽象度で動作を観察でき,かつ,シミュレーションの対象となる計算機のアーキテクチャが可変な教育用計算機シミュレータを設計・開発した.本シミュレータでは,任意の抽象度の部品を定義でき,その部品を画面上で自由に結線しながら,任意の計算機システムを構築できる.専門教育では,これらの作業のすべてを学生にやらせてもよいし,教員が部品を用意して組み立てだけを学生が行うこともできる.入門教育では,教員が計算機システムの構築を行い,学生は観察するだけで良い.また,観察に際しても予め用意した複数のレベルで観察できる機能を提供するので,興味を持った学生に対して,細部まで観察することを可能としている.
本研究では,このような計算機シミュレータの構成方法を明らかにし,実際にシステムを構築した.さらに,本システムを数人の学生に試用してみて,その有効性を確かめた.

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第6回全国大会講演論文集. 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(平成12年度). 365-368 (2000)
• [Publications] T.NISHIDA, J.YAHARA, H.Ishibashi, T.MATSUURA, et al.: "Designing Simulator for Construction of a Virtual Computer System Using Arbitrary Levels of Abstraction"World Conference on Educational Multimedia, Hypermedia and Telecommunications(ED-Media 2001). 1410-1411 (2001)
• [Publications] 矢原潤一, 西田知博, 増澤利光, 松浦敏雄: "目的に応じて観察レベルを変更できる教育用計算機シミュレータ"情報処理学会平成13年度前期全国大会. 3T--03. 4-243-4-244 (2001)
• [Publications] 西田知博, 矢原潤一, 増澤利光, 松浦敏雄: "目的に応じて観察の抽象度が変更可能な教育用計算機シミュレータの実装"平成13年度 情報処理教育研究集会 講演論文集. 591-594 (2001)