到達目標
工学への「基礎力」を養うために，ディジタル回路の基礎を理解し，簡単なディジタル回路の解析、設計ができること．具体的には，
（1）ディジタル回路における数の表現と論理代数が計算できる。
（2）簡単な組み合わせ回路の設計・解析ができる。
（3）ディジタルICの特性を理解し、仕様書に沿って実際のICを使った簡単な組み合わせ回路を設計できる。
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 | 未到達レベルの目安 |
| 評価項目1 | ディジタル回路における数の表現と論理代数が計算できる。 | ディジタル回路における数の表現ができる。 | ディジタル回路における数の表現と論理代数が計算できない。 |
| 評価項目2 | 簡単な組み合わせ回路の設計・解析ができる。 | 簡単な組み合わせ回路の解析ができる。 | 簡単な組み合わせ回路の解析ができない。 |
| 評価項目3 | ディジタルICの特性を理解し、仕様書に沿って実際のICを使った簡単な組み合わせ回路を設計できる。 | ディジタルICの特性を理解し、仕様書にパラメータを読み取ることができる。 | ディジタルICの特性を理解し、仕様書にパラメータを読み取ることができない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
本科目は，本校教育目標の「基礎力」を養う科目である。コンピュータ・計測制御機器・通信システムなどのハードウェアの基本構成要素であるディジタル回路の仕組みと働きに関する基礎知識を習得する。電子制御工学科のカリキュラムを構成する電子回路系科目の基礎科目に位置づけられる。ディジタル回路Ｉでは，ディジタル回路設計に必要な基礎知識を習得する。本科目の内容は3年生においても引き続きディジタル回路IIで修得し、様々な応用システムを構成するのに必要なディジタル回路設計技法の習得へと展開する。具体的には2進法（1章）および論理代数（2章）、論理回路の設計（3章）、ディジタルIC（4章）の特性を学習する。
授業の進め方・方法:
(1) 座学を中心に、必要に応じて小テスト・演習および課題（レポート）を実施する。講義中に課す課題は、講義で学んだ内容に関して理解を確認し、演習する機会であるため、必ず問題を解き、提出すること。
(2) 試験は、前期中間、前期々末、後期中間、学年末の４回実施する。積極的に授業に参加することが肝要である。
(3) 本科目の内容は4年生のディジタル回路ＩＩ、計算機工学Ｉ等の上級年次科目の基礎科目となっているため、単位の修得だけにとらわれることなく授業内容の理解を深めてもらいたい。
(4) 講義の内容に関して質問等がある場合は、徳光のところまで質問に来ること。疑問点はすぐに解消するように努める。
(5) 本科目に関する諸連絡、課題、補足資料等についてMoodleに掲載するので、必要に応じて参照すること。
(6) 毎週の演習課題ではレポート用紙に解答を記入するため、A4レポート用紙を持参すること。
注意点:
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 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
2進数の考え方 |
ディジタル回路で使われる数の表現が説明できる。2進数による数の表現、基数変換ができる。
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| 2週 |
16進数の考え方 |
16進数による数の表現、基数変換ができる。
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| 3週 |
小数 |
小数を2進数で表現、相互変換できる。
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| 4週 |
補数 |
補数の考え方を理解できる。
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| 5週 |
負の数の表現 |
補数を使って負の数を表現できる。
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| 6週 |
2進化10進数 |
2進化10進数を使って数を表現できる。
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| 7週 |
前期中間試験 |
2進数、16進数で表記された数の四則演算、補数による数の表現ができるか評価する。
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| 8週 |
試験返却と講評 |
試験を返却し、復習する。
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| 2ndQ |
| 9週 |
論理演算の手法 |
論理代数を定義し、各種演算の規則を説明できる。
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| 10週 |
ブール代数の諸定理 |
論理代数の基本的な定理を理解し、適用できる。
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| 11週 |
ベン図 |
ベン図の概念を理解し、論理式からベン図を作成、または図から論理式を読み取ることができる。
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| 12週 |
論理式の簡単化 |
論理式を、定理を活用して簡単化できる。
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| 13週 |
論理式の簡単化 |
論理式を、定理を活用して簡単化できる。
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| 14週 |
ブール代数に関する演習 |
複雑な論理式を、定理を活用して簡単化できる。
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| 15週 |
前期期末試験 |
論理代数の基礎知識、論理式の簡単化ができるか評価する。
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| 16週 |
前期期末試験の振り返り |
前期期末試験の講評と解説をして、振り返る。
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
試験返却と講評 |
試験を返却し、復習する。
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| 2週 |
論理素子と論理演算 |
ディジタル回路と論理演算の対応を理解し、基本的な論理素子と演算を説明できる。
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| 3週 |
簡単な組み合わせ回路の解析 |
簡単な組み合わせ回路の動作を解析できる。
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| 4週 |
カルノー図 |
カルノー図を使って論理式を簡単化できる。
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| 5週 |
カルノー図 |
カルノー図を使って論理式を簡単化できる。
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| 6週 |
簡単な組み合わせ回路の設計 |
与えられた問題から簡単な組み合わせ回路の設計することができる。
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| 7週 |
後期中間試験 |
論理素子、論理演算、論理式の簡単化ができるかを評価する。
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| 8週 |
試験返却と講評 |
試験を返却し、復習する。
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| 4thQ |
| 9週 |
クワイン・マクラスキー法 |
クワイン／マクラスキー法を使って論理式の簡単化ができる。
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| 10週 |
クワイン・マクラスキー法 |
クワイン／マクラスキー法を使って論理式の簡単化ができる。
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| 11週 |
ディジタルICの内部構成 |
論理素子を実現するためのディジタルICの内部構成を説明できる。
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| 12週 |
ディジタルICの内部構成 |
論理素子を実現するためのディジタルICの内部構成を説明できる。
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| 13週 |
ディジタルICの特性 |
論理素子に使われるディジタルICの特性を説明できる。
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| 14週 |
ディジタルICの特性 |
論理素子に使われるディジタルICの特性を説明できる。
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| 15週 |
学年末試験 |
簡単な論理回路を実際のディジタルICを使って設計できる。
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| 16週 |
学年末試験の振り返り |
学年末試験の講評と解説をして、振り返る。
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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 |
| 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・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。 | 2 | 前4,前5,前6 |
| 基数が異なる数の間で相互に変換できる。 | 2 | 前1,前2,前3 |
| 整数を2進数、10進数、16進数で表現できる。 | 2 | 前1,前2 |
| 小数を2進数、10進数、16進数で表現できる。 | 2 | 前3,後11 |
| 基本的な論理演算を行うことができる。 | 3 | 前9,前11 |
| 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。 | 3 | 前10 |
| 論理式の簡単化の概念を説明できる。 | 3 | 前12,前13 |
| 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。 | 3 | 前14,前15,後4,後5,後9,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。 | 3 | 後2,後11,後12 |
| 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。 | 3 | 後3,後13,後14 |
| 組合せ論理回路を設計することができる。 | 3 | 後6,後15,後16 |
| 情報数学・情報理論 | 集合に関する基本的な概念を理解し、集合演算を実行できる。 | 2 | 前11 |
| ブール代数に関する基本的な概念を説明できる。 | 2 | 前10 |
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 | 70 | 0 | 0 | 0 | 0 | 30 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 70 | 0 | 0 | 0 | 0 | 30 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |