到達目標
1. 2 進数、10 進数、16 進数などの数の体系を説明でき、基数変換や補数表現、固定小数点表示・浮動小数点表示ができる。
2. 論理式を用いた表現や論理演算を行うことができ、論理回路を作成できる。
3. 簡単化などの技法を用いながら論路回路を作成できる。
4. 論理回路の役割を説明し，論理式を簡単化できる。
ルーブリック
| 理想的な到達レベルの目安 | 標準的な到達レベルの目安 | 未到達レベルの目安 |
| 評価項目1 | 基数変換の知識を用いて固定小数点表示や浮動小数点表示へ変換できる。また、補数表現を用いた計算ができる。 | 2 進数、10 進数、16 進数などの基数変換や、補数表現を用いた計算ができる。 | 基数変換や補数表現ができない。 |
| 評価項目2 | 真理値表・論理式・論理回路図の相互の導出ができる。 | 真理値表から論理式を導き出し、論理回路図を作成できる。 | 真理値表から論理式を導き出せず、論理式から論理回路図を作成できない。 |
| 評価項目3 | カルノー図や論理式の変形による簡単化を行うことができる。 | カルノー図を用いて論理式の簡単化を行うことができる。 | 論理式の簡単化を行うことができない。 |
| 評価項目4 | 論理回路の役割を説明できる。また，与えられた条件から適切な方法を選択し，論理式を簡単化できる。 | 論理回路の役割を説明できる。また，カルノー図やQM法を用いて論理式を簡単化できる。 | 論理回路の役割を説明できない。また，論理式を簡単化できない。 |
学科の到達目標項目との関係
電気情報工学科の教育目標②
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本科の教育目標①
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教育方法等
概要:
現在広く使用されているコンピュ－タには、さまざまな装置や技術が使われている。例えば、パソコンはキーボードやディスプレイなどの周辺装置のほか、本体内部のハードディスクやCPU、メモリなどの各種装置によってできている。これらの装置の動作には0、1の2進数によるデジタル信号が使われており、コンピュータを動かすためのプログラムやデータはすべて2進数で扱われている。一方、人間がプログラムでコンピュータに命令を与える場合は、2進数ではなく10進数や16進数といった数値を用いることが多い。よって、コンピュータの動作を理解するためには、その基本構成や回路構成、データの扱い方について学ぶ必要がある。
この授業では、2進数や10進数、16進数の基数表現やコンピュータのハードウェアを構成する論理回路について学び、データ表現について理解することを目的とする。なお、この授業で学んだ知識をもって、3年のコンピュータ工学Ⅱでより高度な内容を学べるようにする。
授業の進め方・方法:
この授業では、データの表現方法や論理回路の基礎，コンピュータのハードウェアを構成する論理回路の基本的な設計方法について学ぶ。
各授業において演習の時間を設け、テーマごとに小テストを実施することで，学習内容の理解度の確認を行う。
注意点:
授業ではコンピュータに関する基礎的な原理・手法を広く扱うため、それらの理解に努める姿勢が求められる。
また、学習内容の理解を深めるために、演習に積極的に取り組むことが求められる。
授業の属性・履修上の区分
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
ガイダンス
数体系と基数変換 |
整数を2進数、10進数、16進数で表現できる．また，基数が異なる数の間で相互に変換できる．
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| 2週 |
小数点数表現 |
実数をコンピュータのメモリ上でデジタル表現する方法を説明できる．
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| 3週 |
負数と補数表現 |
負数をコンピュータのメモリ上でデジタル表現する方法を説明できる．
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| 4週 |
符号体系
小テスト1-1 |
BCD符号やグレイ符号について説明できる．２進符号の誤り検出について説明できる．
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| 5週 |
小テスト1-2
論理演算 |
基本的な論理演算を行うことができ，論理ゲート記号を用いて論理回路図を作成できる．
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| 6週 |
ベン図と真理値表 |
真理値表・論理式・ベン図・回路図を相互に導き出せる．また，完全系について説明できる．
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| 7週 |
論理式の標準形 |
真理値表から論理式（主加法標準形・主乗法標準形）を導き出せる．
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| 8週 |
ブール代数 |
ブール代数の基本定理について説明できる．
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| 4thQ |
| 9週 |
ブール代数による簡単化
小テスト2-1 |
ブール代数を用いて論理式の簡単化ができる．
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| 10週 |
小テスト2-2
カルノー図による簡単化 |
カルノー図を用いて論理式の簡単化ができる．
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| 11週 |
ドントケア項を含むカルノー図による簡単化 |
ドントケア項を含むカルノー図を用いて論理式の簡単化ができる．
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| 12週 |
クワイン・マクラスキー法による簡単化 |
クワイン・マクラスキー法を用いて論理式の簡単化ができる．
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| 13週 |
ドントケア項を含むクワイン・マクラスキー法による簡単化 |
ドントケア項を含むクワイン・マクラスキー法を用いて論理式の簡単化ができる．
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| 14週 |
論理回路設計の基礎
小テスト3-1 |
基本的な論理回路を設計し，動作を説明できる．
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| 15週 |
小テスト3-2
まとめ |
学んだ知識をまとめることができる．
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| 16週 |
期末試験 |
学んだ知識の確認ができる．
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モデルコアカリキュラムの学習内容と到達目標
| 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 |
| 基礎的能力 | 工学基礎 | 情報リテラシー | 情報リテラシー | アナログ情報とデジタル情報の違いと、コンピュータ内におけるデータ(数値、文字等)の表現方法について説明できる。 | 4 | 後1,後2,後3,後4 |
評価割合
| 試験 | 小テスト | 合計 |
| 総合評価割合 | 70 | 30 | 100 |
| 基礎的能力 | 30 | 20 | 50 |
| 専門的能力 | 40 | 10 | 50 |