論理回路の基本法則を理解し，式の変形や簡単化ができる。さらに計算機の部品である加算回路やマルチプレクサ，カウンタの動作を理解し，組み合わせ回路や順序回路を設計できる。
概要:
２進数の計算ができる。論理数学を理解し，式の変形や簡単化ができる。組み合わせ回路である加算回路やマルチプレクサ，デコーダなどの役割や動作原理を理解できる。順序回路の部品であるフリップフロップ（ＦＦ）の動作原理を理解し，ＦＦを利用した同期式カウンタやレジスタの作成方法を理解できる。
授業の進め方・方法:
学習項目毎に原理を説明し，演習問題を解くことで理解を深める。さらに年間１５回程度の小テストを実施し，本試験に備える。
注意点:
オフィスアワー 月曜日 １６：００～１７：００
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
ガイダンス，デジタル信号 |
デジタル信号とアナログ信号の違いを知っている。 D2:1
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| 2週 |
数体系（１０進数，２進数，１６進数） |
同じ数値でも基数によって表現が変わることを理解できる。指定されたビット数で表現できる数値の範囲を理解できる。 D2:1
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| 3週 |
基数変換 |
１０進数から２進数や１６進数への変換またはその逆変換ができる。 D2:2
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| 4週 |
加減算 |
２進数や１６進数での加減算ができる。 D2:2
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| 5週 |
負数と補数加算 |
２進数での負数の表し方を理解できる。さらに引き算を補数加算で行えることを理解できる。 D2:2
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| 6週 |
符号，パリティ，チェックサム |
ＢＣＤ符号，３余り符号，グレイ符号を知っている。ＢＣＤ符号と３余り符号での加算ができる。グレイ符号から純粋２進数の変換および逆変換ができる。送信データにパリティビットを付けたりチェックサムコードを付けることができる。 D2:2
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| 7週 |
まとめと復習 |
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| 8週 |
前期中間試験 |
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| 2ndQ |
| 9週 |
論理と集合 |
論理演算の意味を集合や一階述語論理の考え方
から理解できる。 D2:1
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| 10週 |
ブール代数とド・モルガンの定理
ＭＩＬ規格 |
ブール代数の基本法則やド・モルガンの定理を知っており，式の簡単化ができる。
ＭＩＬ規格の記号を知っており，式を回路図で表すことができる。 D2:2
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| 11週 |
練習 |
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| 12週 |
完全系 |
式を完全系の素子であるＮＡＮＤやＮＯＲのみの式に変形できる。 D2:2
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| 13週 |
標準形と真理値表 |
加法標準形や乗法標準形の意味を知っており，式を標準形に変換でき，真理値表を示すことができる。また，真理値表から標準形を示すことができる。 D2:2
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| 14週 |
式の簡単化１ |
カルノー図を使った式の簡単化ができる。 D2:2
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| 15週 |
式の簡単化２ |
Ｑ－Ｍ法による式の簡単化ができる。 D2:2
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| 16週 |
まとめと復習 |
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
半加算器と全加算器 |
加算器の目的からＨＡとＦＡを構成できる。 D2:3
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| 2週 |
減算器 |
補数加算の原理からＦＡを使った加減算回路を構成できる。 D2:3
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| 3週 |
オーバーフロー，比較器 |
オーバーフローの意味と現象を理解できる。 D2:3
比較回路の動作を理解できる。
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| 4週 |
エンコーダ，デコーダ，マルチプレクサ，デマルチプレクサ |
エンコーダ，デコーダ，マルチプレクサ，デマルチプレクサの動作を理解できる。 D2:3
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| 5週 |
練習 |
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| 6週 |
順序回路 |
順序回路の意味を知っている。 D2:1
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| 7週 |
まとめと復習 |
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| 8週 |
後期中間試験 |
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| 4thQ |
| 9週 |
ＳＲ－ＦＦ |
ＳＲ－ＦＦの動作から回路を構成できる。 D2:3
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| 10週 |
ＪＫ－ＦＦ，Ｔ－ＦＦ，Ｄ－ＦＦ |
ＪＫ－ＦＦ，Ｔ－ＦＦ，Ｄ－ＦＦの動作を理解し，他のＦＦを使って構成できる。 D2:2
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| 11週 |
マスタースレーブＪＫ－ＦＦ |
反転動作時に発振することが無いマスタースレーブＪＫ－ＦＦの構成を理解し，様々な入力や状態からの変化をタイムチャートとして示すことができる。 D2:3
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| 12週 |
応用方程式と入力方程式 |
応用方程式と各ＦＦの入力の関係から入力方程式を求められる。 D2:4
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| 13週 |
順序回路の設計 |
状態遷移図や状態遷移表，コード化などから回路の応用方程式を求められ，指定されたＦＦを使って回路を構成できる。 D2:4 E2:1,2
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| 14週 |
レジスタ，シフトレジスタ，カウンタ |
レジスタ，シフトレジスタの構成法や動作を理解できる。
カウンタの動作を理解し，タイムチャートが書ける。 D2:3
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| 15週 |
同期式ｎ進カウンタ |
同期式ｎ進カウンタの動作や与えられた状態遷移図から得られる状態遷移表から特性方程式，応用方程式，使用するＦＦの入力方程式から回路を構成できる。 D2:4 E2:1,2
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| 16週 |
まとめと復習 |
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| 分類 | 分野 | 学習内容 | 学習内容の到達目標 | 到達レベル | 授業週 |
| 専門的能力 | 分野別の専門工学 | 情報系分野 | 計算機工学 | 整数・小数をコンピュータのメモリ上でディジタル表現する方法を説明できる。 | 4 | 前2 |
| 基数が異なる数の間で相互に変換できる。 | 4 | 前2,前3 |
| 整数を2進数、10進数、16進数で表現できる。 | 4 | 前3 |
| 小数を2進数、10進数、16進数で表現できる。 | 4 | 前1,前3 |
| 基本的な論理演算を行うことができる。 | 4 | 前9,前10 |
| 基本的な論理演算を組合わせて、論理関数を論理式として表現できる。 | 4 | 前9,前10 |
| 論理式の簡単化の概念を説明できる。 | 4 | 前10,前14,前15 |
| 簡単化の手法を用いて、与えられた論理関数を簡単化することができる。 | 4 | 前14,前15 |
| 論理ゲートを用いて論理式を組合せ論理回路として表現することができる。 | 4 | 前10,後1,後2,後3,後4 |
| 与えられた組合せ論理回路の機能を説明することができる。 | 4 | 前10,後1,後2,後3,後4 |
| 組合せ論理回路を設計することができる。 | 4 | 前10,後1,後2,後3,後4 |
| フリップフロップなどの順序回路の基本素子について、その動作と特性を説明することができる。 | 4 | 後9,後10,後11,後12,後13 |
| レジスタやカウンタなどの基本的な順序回路の動作について説明できる。 | 4 | 後14,後15 |
| 与えられた順序回路の機能を説明することができる。 | 4 | 後15 |
| 順序回路を設計することができる。 | 4 | 後15 |
| 情報数学・情報理論 | 集合に関する基本的な概念を理解し、集合演算を実行できる。 | 4 | 前9 |
| 集合の間の関係(関数)に関する基本的な概念を説明できる。 | 4 | 前9,前10 |
| ブール代数に関する基本的な概念を説明できる。 | 4 | 前10,前12,前13 |
| 論理代数と述語論理に関する基本的な概念を説明できる。 | 4 | 前9 |