到達目標
本授業では，コンピュータのハードウェアシステムの基礎とのなる論理回路の知識と，これを設計する能力を習得する。具体的には以下の項目を目標とする。
①論理関数の簡単化(Q-M法)による回路設計の理解
②演算回路等の任意の機能を有する組み合わせ論理回路の理解
③カウンタ回路、レジスタ回路など順序回路の設計の理解
④HDLによる論理回路設計の理解
岐阜高専ディプロマポリシー:(D)および(E)
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 | 論理回路の簡単化手法を理解し、組み合わせ論理回路の設計に関する応用問題を解くことができる。 | 論理回路の簡単化手法を理解し、組み合わせ論理回路の設計に関する基礎問題を解くことができる。 | 論理回路の簡単化手法にかんする問題を解くことができない。 |
| 評価項目2 | 演算回路など任意の機能を持つ複雑な組み合わせ論理回路の設計に関する応用問題を解くことができる。 | 演算回路など任意の機能を持つ複雑な組み合わせ論理回路の設計に関する応用問題を解くことができる。複雑な組み合わせ論理回路の設計に関する基礎問題を解くことができる。 | 複雑な組み合わせ論理回路の設計に関する問題を解くことができない。 |
| 評価項目3 | ミーリ型とムーア型順序機械の違いを説明することができ、複雑な順序回路の設計に関する応用問題を解くことができる。 | 複雑な順序回路に関する基礎問題を解くことができる。 | 順序回路に関する問題を解くことができない。 |
| 評価項目4 | HDLを用いて回路設計や解析ができる。 | HDLを用いて簡単な回路設計ができる。 | HDLを用いた回路設計ができない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
授業の進め方・方法:
板書およびプレゼンテーション（PPT）ソフトにより授業を行うので、ノートを取ること。
(事前準備の学習)論理学の復習をしておくこと。
英語導入計画:Technical terms
注意点:
授業の内容を確実に身につけるために、予習・復習が必須である
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 |
論理回路の復習、クワイン・マクラスキー法(ALレベルC) |
クワイン・マクラスキー法による論理関数の簡単化を行うことができる。
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| 2週 |
演算回路１(４ビット加算器、比較器) |
４ビット加算器や比較器などの演算回路を設計することができる。
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| 3週 |
演算回路２(桁上げ先見加算器) |
桁上げ先見加算器を設計することができる。
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| 4週 |
組み合わせ論理回路１(マルチプレクサ/デマルチプレクサ) |
マルチプレクサ/デマルチプレクサを理解することができる。
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| 5週 |
組み合わせ論理回路２(エンコーダ/デコーダ) |
エンコーダ/デコーダを理解することができる。
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| 6週 |
フリップフロップの復習、タイミングチャート |
フリップフロップの基礎を理解し、タイミングチャートを理解することができる。
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| 7週 |
フリップフロップ時間定数，非同期カウンタ |
フリップフロップの基礎を理解し、非同期カウンタを理解することができる。
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| 8週 |
中間試験 |
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| 4thQ |
| 9週 |
順序回路の設計（同期式カウンタ，レジスタ） |
同期式カウンタおよびレジスタの仕組みを理解することができる
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| 10週 |
ミーリー型およびムーア型の状態遷移図、状態の符号化(ALレベルC) |
ミーリー型およびムーア型の状態遷移図を理解できる
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| 11週 |
ミーリー型順序機械 |
状態遷移図からミーリー型順序機械の組み立てについて理解できる
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| 12週 |
ムーア型順序機械 |
状態遷移図からムーア型順序機械の組み立てについて理解できる。
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| 13週 |
設計実習（ビット検出器）(ALレベルC) |
状態遷移図からミーリー型・ムーア型順序機械を設計することができる。
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| 14週 |
HDL |
HDLを理解できる。
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| 15週 |
まとめ |
理解が不十分なところを復習できる。
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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 |
| 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 | |
| 専門的能力 | 分野別の専門工学 | 情報系分野 | 計算機工学 | 基本的な論理演算を行うことができる。 | 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 | |
| 論理式の簡単化の概念を説明できる。 | 4 | |
| 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 | |
| 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 | |
| 組合せ論理回路を設計することができる。 | 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 | |
| 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 | |
| 与えられた順序回路の機能を説明することができる。 | 4 | |
| 順序回路を設計することができる。 | 4 | |
| ハードウェア記述言語など標準的な手法を用いてハードウェアの設計、検証を行うことができる。 | 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】 | 与えられた仕様に合致した組合せ論理回路や順序回路を設計できる。 | 4 | |
評価割合
| 試験 | 課題 | 合計 |
| 総合評価割合 | 200 | 50 | 250 |
| 得点 | 200 | 50 | 250 |