ディジタル回路Ⅰ

科目基礎情報

学校	米子工業高等専門学校	開講年度	令和05年度 (2023年度)
授業科目	ディジタル回路Ⅰ
科目番号	0030	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	総合工学科（情報システムコース）	対象学年	2
開設期	後期	週時間数	2
教科書/教材	堀　桂太郎：「ディジタル電子回路の基礎」、東京電機大学
担当教員	河野 清尊

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

学習・教育到達度目標 A （技術者としての基礎力）

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．情報システムコース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，中間，期末の2回実施する．とにかく，積極的に授業に参加することが肝要である．なお，授業日の放課後17時までをオフィスアワーとするので，質問などがある場合には河野研究室まで来ること．
(3) 本科目の内容は3年生のディジタル回路ＩＩ，4年生の計算機工学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) 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レポート用紙を用意すること．

注意点:

到達目標に対する達成度を下記の割合で総合評価し，60点以上を合格とする．
・評価点が40点以上60点未満の学生には再試験を実施し，所定の点数に達した場合は合格とし，評価点を60点とする．
・レポート（課題）の提出が期限を遅れた場合にはレポート点を減点する．
・本科目は「基礎力」を養成する科目ではあるが，一方で授業に主体的に取り組むということも技術者として基本的な事項である．そこで，授業態度を「態度」として5点の重みで評価する（普通に取り組で0点 とし，主体的に取り組んだ場合は5% まで加点，取り組まなかった場合については -5% まで減点する）．

授業の属性・履修上の区分

実務経験のある教員による授業

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
後期
	3rdQ
		1週	ガイダンス及び2進数，16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，16進数による数の表現，基数変換ができる．
		2週	小数の表現	小数を2進数，16進数で表現し，相互変換できる．
		3週	補数と負の数の表現及び2進化10進数
		4週	論理演算の方法及びベン図	基本論理演算を説明できる．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．
		5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．
		6週	論理式の簡単化及びブール代数に関する演習	定理を活用して論理式を簡単化できる．
		7週	論理素子と論理演算，簡単な組み合わせ回路の解析	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．簡単な組み合わせ回路の動作を解析できる．
		8週	中間試験	中間試験までに習った内容を理解する．
	4thQ
		9週	中間試験の振り返り	中間試験の講評と解説を行って振り返る．
		10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．
		11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．
		12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．
		13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．
		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．
		15週	期末試験	中間試験以降、期末試験までに内容を理解する．
		16週	期末試験の振り返り	期末試験の講評と解説を行って振り返る．

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
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
				基数が異なる数の間で相互に変換できる。	2
				整数を2進数、10進数、16進数で表現できる。	2
				小数を2進数、10進数、16進数で表現できる。	2
				基本的な論理演算を行うことができる。	2
				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。	2
				論理式の簡単化の概念を説明できる。	2
				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。	2
				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。	2
				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。	2
				組合せ論理回路を設計することができる。	2

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	75	0	0	5	0	20	100
基礎的能力	75	0	0	5	0	20	100
専門的能力	0	0	0	0	0	0	0
分野横断的能力	0	0	0	0	0	0	0