論理回路

科目基礎情報

学校 群馬工業高等専門学校 開講年度 令和05年度 (2023年度)
授業科目 論理回路
科目番号 2J003 科目区分 専門 / 必修
授業形態 授業 単位の種別と単位数 履修単位: 1
開設学科 電子情報工学科 対象学年 2
開設期 後期 週時間数 2
教科書/教材 はじめての論理回路:飯田全広:近代科学社:ISBN978-4-7649-0571-9
担当教員 李 沛譲

到達目標

□ ブール代数の公理や諸定理を理解し、論理関数に適応できること。
□ 論理関数について、各種の標準形式に変換でき、また簡単化が複数の方法でできること。
□ 基本組み合わせ回路について理解し設計できること。

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ブール代数の公理や諸定理を十分に理解し、論理関数に適応できるブール代数の公理や諸定理を理解し、論理関数に適応できるブール代数の公理や諸定理を理解できず、論理関数に適応できない
評価項目2論理関数について、各種の標準形式に変換でき、そして簡単化が複数の方法で的確にできる論理関数について、各種の標準形式に変換でき、また簡単化が複数の方法でできる論理関数について、各種の標準形式に変換できない、そして簡単化が複数の方法できない
評価項目3基本組み合わせ回路について十分に理解し的確に設計できる基本組み合わせ回路について理解し設計できる基本組み合わせ回路について設計できない

学科の到達目標項目との関係

教育方法等

概要:
コンピュータをはじめとするデジタル装置の回路の基本は論理回路である。

数学的基礎であるブール代数から論理回路化(組み合わせ回路の範囲)までを解説する。組み合わせ回路の設計ができるレベルに達したところで、実際に論理回路化して動作確認までを行う。

この科目は3年次の論理回路にて解説する順序回路、さらに4年次以降の大規模論理回路の設計関連授業の基礎となるものである。
授業の進め方・方法:
前半は講義が中心となる。
後半は講義と実習を交互に進めるスパイラル方式でおこなう。
実習では、プログラマブル・ロジック・デバイスを使って設計した論理回路を実装・動作確認する。
注意点:
本科目は単に座学で学習するだけでなく、実際に机上で設計した論理回路を自習ボード上に実装し動作確認することにより、理論と現実のギャップを埋めることができ、理解を深めるられる。

授業の属性・履修上の区分

アクティブラーニング
ICT 利用
遠隔授業対応
実務経験のある教員による授業

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
後期
3rdQ
1週 数体系とコード 数体系および基数変換を理解する
2週 2進数の演算(1) 加算・減算を理解する
3週 2進数の演算(2) 補数による演算を理解する
BCDコード・グレイコードを理解する
4週 ブール代数と論理関数 公理・諸定理・真理値表を理解する
5週 ブール代数の標準化 主加法標準形および主乗法標準形を理解する
6週 ブール代数の簡略化(1) 代数的手法による簡略化の方法を理解する
7週 まとめ 中間試験以前の単元について演習課題を通して理解を深める
8週 中間試験
4thQ
9週 ブール代数の簡略化(2) 図解法による簡略化の方法を理解する
10週 ブール代数の簡略化(3)
論理素子と論理関数
図解法においてドントケアがある場合の簡略化の方法を理解する
回路記号とその論理レベルについて理解する
11週 実装実習(1) 回路図エディタの使い方を理解する
12週 実装実習(2) 実習ボードでの実装手順を理解する
13週 実装実習(3) BCDコード→7セグメントデコーダーを実装する
14週 まとめ 中間試験以前の単元について演習・実習を通して理解を深める
15週 期末試験
16週 答案返却および確認 半期間の単元について確認する

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論理演算と進数変換の仕組みを用いて基本的な演算ができる。4後2,後3
コンピュータのハードウェアに関する基礎的な知識を活用できる。4後1,後2,後3,後10,後11,後12,後13,後14
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を2進数、10進数、16進数で表現できる。4後1
小数を2進数、10進数、16進数で表現できる。4後1
基数が異なる数の間で相互に変換できる。4後1
基本的な論理演算を行うことができる。4後4
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4,後5
論理式の簡単化の概念を説明できる。4後6,後9,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
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4,後5,後6,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4,後5,後10
組合せ論理回路を設計することができる。4
情報数学・情報理論ブール代数に関する基本的な概念を説明できる。4後4
分野別の工学実験・実習能力情報系分野【実験・実習能力】情報系【実験・実習】与えられた問題に対してそれを解決するためのソースプログラムを、標準的な開発ツールや開発環境を利用して記述できる。4後11,後12,後13,後14
ソフトウェア生成に利用される標準的なツールや環境を使い、ソースプログラムをロードモジュールに変換して実行できる。4後11,後12,後13,後14
ソフトウェア開発の現場において標準的とされるツールを使い、生成したロードモジュールの動作を確認できる。4後11,後12,後13,後14

評価割合

試験発表相互評価態度ポートフォリオレポート合計
総合評価割合80000020100
基礎的能力4000001050
専門的能力4000001050
分野横断的能力0000000