到達目標
①２進数や16進数によって数を正しく表現できる．
②基本的な論理回路の動作を説明でき，半導体素子を用いて回路を実現できる．
③ブール代数の基本演算や基本定理を説明でき，論理式の立式や簡単化ができる．
④基本的な組合せ論理回路の動作が説明でき，真理値表を満たす回路を実現できる．
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 |
| ディジタル回路における数の表現 | 各授業項目の内容を理解し、応用できる。 | 各授業項目の内容を理解している。 | 各授業項目の内容を理解していない。 |
| 基本論理回路 | 各授業項目の内容を理解し、応用できる。 | 各授業項目の内容を理解している。 | 各授業項目の内容を理解していない。 |
| ブール代数と基本論理演算 | 各授業項目の内容を理解し、応用できる。 | 各授業項目の内容を理解している。 | 各授業項目の内容を理解していない。 |
| 組合せ論理回路 | 各授業項目の内容を理解し、応用できる。 | 各授業項目の内容を理解している。 | 各授業項目の内容を理解していない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
ディジタル回路を設計するにあたって必要となる考え方や設計法を学習する．
特に本講義では，数の表現・基本ゲート回路・論理演算・組合せ論理回路の設計を中心に演習や実習を交えながら授業を進める．
授業の進め方・方法:
定期試験の成績を70％，演習・実習・小テストの総点を30％として総合的に評価し，60点以上を合格とする．
中間試験は授業時間中に50分の試験を実施する．期末試験は50分の試験を実施する．
注意点:
授業はグループワークとして演習・実習も交えて実施する．積極的に取り組むこと．
指定された事前学習に基づいて授業を進めるので，必ず予習をしてくること．
他の授業や実験，資格試験にも関係する内容であるので，確実に理解すること．
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 |
イントロダクション |
身の回りにあるディジタル信号とアナログ信号の違いを説明できる．
アナログ信号からディジタル信号へ変換する過程を説明できる．
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| 2週 |
ディジタル回路における数の表現①（２進数・10進数・16進数と相互変換） |
10進数を２進数や16進数へ変換できる．
２進数や16進数を10進数へ変換できる．
２進数と16進数を相互に変換できる．
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| 3週 |
ディジタル回路における数の表現②（負の数の表現，符号体系） |
２の補数表現により２進数で負の数を表すことができる．
代表的な文字のコードで文字を表現できる．
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| 4週 |
基本論理回路①（正論理と負論理，AND・OR・NOT・NAND・NOR・XORゲート） |
正論理と負論理の違いを説明できる．
AND・OR・NOT・NAND・NOR・XORゲートにおける入力と出力の関係を示すことができる．
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| 5週 |
基本論理回路②（TTL-ICの回路の基本構成と動作） |
TTL-ICの動作原理について説明できる．
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| 6週 |
基本論理回路③（CMOS-ICの回路の基本構成と動作） |
MOSトランジスタの動作原理を説明できる．
CMOS-ICの動作原理について説明できる．
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| 7週 |
基本論理回路④（ダイオードやトランジスタを用いた論理回路の実現）
※実験室にて実習を実施 |
ダイオードやトランジスタを用いてAND・OR・NOT回路を作成できる．
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| 8週 |
ブール代数と基本論理演算 |
ブール代数の基本的な公式を用いて論理演算を行うことができる．
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| 4thQ |
| 9週 |
組合せ論理回路①（真理値表から論理式への変換，主加法標準形と主乗法標準形） |
与えられた真理値表を実現する論理式を主加法標準形や主乗法標準形によって表すことができる．
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| 10週 |
組合せ論理回路②（論理式の簡単化） |
式の変形やカルノー図を用いて論理式を簡単な形に変形できる．
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| 11週 |
組合せ論理回路③（エンコーダとデコーダ，マルチプレクサとデマルチプレクサ） |
エンコーダとデコーダの動作を説明できる．
マルチプレクサとデマルチプレクサの動作を説明できる．
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| 12週 |
組合せ論理回路④（誤り検出方式・誤り訂正符号） |
パリティチェックによる誤り検出のしくみを説明できる．
ハミングコードによる誤り訂正のしくみを説明できる．
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| 13週 |
組合せ論理回路⑤（２進数の加算・減算，半加算器と全加算器） |
２進数の加算のしくみを説明できる．
半加算器と全加算器の動作を説明できる．
２進数の減算の方法について説明できる．
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| 14週 |
組合せ論理回路⑥（２進数の算術演算回路） |
２進数の加算・減算を行う過程を説明できる．
並列加算器を用いた２進数の加算・減算の方法を説明できる．
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| 15週 |
総合演習
※実験室にて実習を実施 |
センサの信号をディジタル回路で処理できる．
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| 16週 |
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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 |
| 専門的能力 | 分野別の専門工学 | 電気・電子系分野 | 電子回路 | ダイオードの特徴を説明できる。 | 4 | 後7 |
| 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 | 後2 |
| 基数が異なる数の間で相互に変換できる。 | 4 | 後2 |
| 整数を2進数、10進数、16進数で表現できる。 | 4 | 後2 |
| 小数を2進数、10進数、16進数で表現できる。 | 4 | 後2 |
| 基本的な論理演算を行うことができる。 | 4 | 後8 |
| 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 | 後8,後9 |
| 論理式の簡単化の概念を説明できる。 | 4 | 後10 |
| 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 | 後10 |
| 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 | 後9,後10 |
| 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 | 後11,後13 |
| 組合せ論理回路を設計することができる。 | 4 | 後9 |
評価割合
| 試験 | 演習等 | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | その他 | 合計 |
| 総合評価割合 | 70 | 30 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 70 | 30 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |