論理回路Ⅱ

科目基礎情報

学校 東京工業高等専門学校 開講年度 令和03年度 (2021年度)
授業科目 論理回路Ⅱ
科目番号 0095 科目区分 専門 / 必修
授業形態 講義 単位の種別と単位数 履修単位: 1
開設学科 情報工学科 対象学年 3
開設期 前期 週時間数 2
教科書/教材 著者:浜辺隆二 書名:論理回路入門第3版 発行所:森北出版
担当教員 田中 晶

目的・到達目標

【目的】コンピュータの動作原理である論理回路は、組合せ回路、及び、順序回路から構成される。本科目では論理回路Ⅰの組合せ回路の履修を前提に、順序回路の基本を修得する。
【到達目標】1)順序回路の記憶回路を構成するフリップフロップの動作原理と特性を説明できる。2)レジスタやカウンタ等の基本順序回路の動作を説明できる。3)提示された簡単な順序回路の機能が説明でき、さらに、簡単な順序回路を設計できる。

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最低限の到達レベルの目安(可)未到達レベルの目安
評価項目1フリップフロップ等の基本素子の動作原理と特性を説明できる。フリップフロップ等の基本素子の動作を説明できる。フリップフロップ等の基本素子の簡単な特徴を説明できる。フリップフロップ等の基本素子の動作原理と特性を理解していない。
評価項目2レジスタやカウンタ等の基本順序回路の動作を説明できる。レジスタやカウンタ等の基本順序回路の主な動作を説明できる。レジスタやカウンタ等の基本順序回路の簡単な特徴を説明できる。レジスタやカウンタ等の基本順序回路の動作を理解していない。
評価項目3提示された簡単な順序回路の機能が説明でき、さらに、簡単な順序回路を設計できる。提示された簡単な順序回路の機能が説明できる。 提示された簡単な順序回路の簡単な特徴を説明できる。提示された簡単な順序回路の機能を理解していない。

学科の到達目標項目との関係

教育方法等

概要:
コンピュータの主要機能を構成する論理回路の内、順序回路を学ぶ。
ユニットⅠ(1週~)では、順序回路の基礎に関して、状態遷移の概念(遷移表と遷移図)を理解した上で、代表的なフリップフロップの動作を学ぶ。ユニットⅡ(6週~)では、論理回路の設計に関して、順序回路の応用方程式やフリップフロップの入力方程式をとそれらの使い方を修得する。ユニットⅢ(10週~)では、順序回路の応用として、レジスタやカウンタ等の代表的な順序回路の動作原理を理解した上でこれらの設計方法を修得する。
この科目は10年以上企業で通信・分散プロセッシングを担当していた教員が、その経験を活かしコンピュータの構造に関わる基本技術などについて講義形式で授業を行うものである。
授業の進め方と授業内容・方法:
教室での座学形式で行う。ユニットを区切りとして進めるため毎回の授業ではある程度順序等が前後する場合がある。アクティブラーニングを取り入れており、毎日の練習問題や一部並行する実験の状況などに基づき最適な学習となるよう順番を入れ替える場合もある。
適宜配布する課題シートを使って、演習或いは授業内容の整理に各自或いはグループで取り組む。
レポート等に関わる事項について指名による回答を求める場合があるので、各自で考えて答える。
原則的に毎回の授業の冒頭は復習に充てるので、前回授業を思い出して当該回の授業に備える。
注意点:
授業の予習・復習及び演習については自学自習により取り組み学習する。
板書とスライド(パワーポイント)を併用するが、時間は確保するので各自でノートをとり復習等に役立てる。
授業で配布する課題シートは、特に指示しない限り当該回の授業内に提出する。その他のレポート等も必ず指定期日までに提出する。
定期試験だけでなく予習・復習の自学自習も含めて評価されるので、自学自習の習慣を身につけることが必要。HBの鉛筆、消しゴムと消えない赤ボールペンを持参する。

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・方法 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 順序回路の基礎(1) 順序回路とは何かが理解できる。
状態遷移表と状態遷移図が理解できる(1)。
2週 順序回路の基礎(2)
代表的なフリップフロップ(1)
状態遷移表と状態遷移図が理解できる(2)。
SR、T、JK、Dフリップフロップが理解できる(1)。
3週 代表的なフリップフロップ(2) SR、T、JK、Dフリップフロップが理解できる(2)。
4週 代表的なフリップフロップ(3) SR、T、JK、Dフリップフロップが理解できる(3)。
5週 代表的なフリップフロップ(4) SR、T、JK、Dフリップフロップが理解できる(4)。
6週 順序回路の設計(1) 順序回路の応用方程式とFFの入力方程式(1):状態遷移との関係が理解でき、簡単な回路設計ができる。
演習(提出)を行う。
7週 順序回路の設計(2) 順序回路の応用方程式とFFの入力方程式(2):クロック入力との関係が理解でき、簡単な回路設計ができる。
演習とチェックを行う。
8週 前期中間試験 基本素子の動作を理解し、簡単な回路設計ができる。
2ndQ
9週 順序回路の設計(3) 順序回路の応用方程式とFFの入力方程式(3):応用方程式を用いた回路設計ができる。
演習の続き(提出)を行う。
10週 レジスタやカウンタの基礎 レジスタとシフトレジスタが理解・設計できる。
11週 レジスタやカウンタの設計(1) 簡単なレジスタ、同期式カウンタと非同期式カウンタ、同期式n進カウンタが理解・設計できる(1)。
12週 レジスタやカウンタの設計(2) 簡単なレジスタ、同期式カウンタと非同期式カウンタ、同期式n進カウンタが理解・設計できる(2)。
13週 レジスタやカウンタの設計(3) 簡単なレジスタ、同期式カウンタと非同期式カウンタ、同期式n進カウンタが理解・設計できる(3)。
演習(提出)を行う。
14週 レジスタやカウンタの応用、演算回路 レジスタやカウンタの応用、演算回路の構成要素が理解・設計できる。
演習とチェックを行う。
15週 復習 順序回路の基本を理解し、基本及び簡単な応用回路が設計できる。
演習の続き(提出)を行う。
16週

評価割合

試験発表相互評価態度ポートフォリオその他合計
総合評価割合70000300100
基礎的能力3500015050
専門的能力3500015050
分野横断的能力0000000