到達目標
学習目的：ディジタル表現されたデータを処理する原理を理解し，データを処理するための簡単な回路を設計できること。
到達目標：
１． 組合せ論理回路を設計することができる。
２． 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。
３． レジスタやカウンタなどの基本的な順序回路や与えられた簡単な順序回路の動作について説明することができる。
４． 簡単な順序回路を設計することができる。
ルーブリック
| 優 | 良 | 可 | 不可 |
| 評価項目1 | 任意の組合せ論理回路を設計することができる。 | 加算器などの基本的な組合せ論理回路を設計することができる。 | 単純な論理回路を設計することができる。 | 単純な組合せ論理回路を設計することができない。 |
| 評価項目2 | フリップフロップを相互に変換することができる。 | フリップフロップなどの順序回路の基本素子について，その動作と特性を明快に説明することができる。 | フリップフロップなどの順序回路の基本素子について，その動作と特性を理解している。 | フリップフロップなどの順序回路の基本素子について，その動作と特性を理解していない。 |
| 評価項目3 | 任意の順序回路について，その動作を解析し，説明をすることができる。 | レジスタやカウンタなどの基本的な順序回路や与えられた簡単な順序回路の動作について明快に説明することができる。 | レジスタやカウンタなどの基本的な順序回路や与えられた簡単な順序回路の動作について理解できる。 | レジスタやカウンタなどの基本的な順序回路や与えられた簡単な順序回路の動作について理解していない。 |
| 評価項目4 | 応用問題に対応できるような簡単な順序回路を設計することができる。 | カウンタやシフトレジスタなどの基本的な順序回路を設計できる。 | 単純な順序回路を設計することができる。 | 順序回路を設計することができない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
一般・専門の別：専門 学習の分野：情報・制御
必修・履修・履修選択・選択の別：必修
基礎となる学問分野：情報学／計算基盤／計算機システム
学科学習目標との関連：本科目は情報工学科学習目標「（２）情報・制御ならびに電気・電子の分野に関する専門技術分野の知識を修得し，情報・通信等の分野に応用できる能力を身につける。」に相当する科目である。
技術者教育プログラムとの関連：本科目が主体とする学習・教育到達目標は「（Ａ）技術に関する基礎知識の深化，A-1：工学に関する基礎知識として，自然科学の幅広い分野の知識を修得し，説明できること」であるが，付随的に「A-2」にも関与する。
授業の概要：本講義では，論理回路の組合せ回路および順序回路の最適化設計を例にして，論理数学の発展した学習を行う。
授業の進め方・方法:
授業の方法：板書を中心に，学生の理解度を確かめながら講義を行う。また，理解が深まるよう，関連した演習を課す。
成績評価方法：４回の定期試験の結果を同等に評価する（75％）。演習，レポート課題で評価する（25％）。総合評価が60点未満の人には補習，再試験により理解が確認できれば，点数を変更することがある。ただし，変更した後の評価は60点を超えないものとする。
注意点:
履修上の注意：学年の課程修了のためには履修（欠席時間数が所定授業時間数の３分の１以下）が必須である。
履修のアドバイス：教科書に出てくる用語の意味や定義をよく確認し正確に理解すること。また，例題や各章の最後に用意されている演習問題を一つずつ自分で解いて内容をよく確認すること。
基礎科目：ディジタル基礎（１年），情報リテラシー（１），プログラミングⅠ（１），ディジタル工学Ⅰ（２），ディジタル工学Ⅱ（３）
関連科目：情報数理Ⅱ（５年），情報理論（５），プログラミング特論（５），データベース（５），コンピュータシステム（５），会計情報システム（５）
受講上のアドバイス：授業内容を理解するためには熱心に講義を聞くことが一番大切である。遅刻は授業時間（＝2コマ）の4分の1（＝0.5コマ）刻みで取り扱う。
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 |
ガイダンス，ディジタル計算機入門（2進数） |
10進数と2進数の変換ができる。
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| 2週 |
ディジタル計算機入門（2進数の算術演算） |
2進数の四則演算ができる。
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| 3週 |
論理演算１（組合せ回路と論理関数，基本論理演算） |
組合せ回路と論理関数の概念を説明できる。
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| 4週 |
論理演算２（ブール代数，MIL記法） |
ブール代数の公式による変形、MIL記法による表記ができる。
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| 5週 |
論理演算３（標準型） |
主加法標準形、主乗法標準形が作れる。
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| 6週 |
組合せ回路の設計法（組合せ回路の簡単化） |
ブール代数による単純な論理式の簡単化ができる。
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| 7週 |
組合せ回路の設計法（カルノー図による簡単化） |
カルノー図を使った論理式の簡単化ができる。
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| 8週 |
（前期中間試験） |
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| 2ndQ |
| 9週 |
前期中間試験の返却と解答解説 |
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| 10週 |
組合せ回路の設計法１（クワイン・マクラスキー法） |
クワイン・マクラスキー法にとる簡単化の手順が理解できる。
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| 11週 |
組合せ回路の設計法２（クワイン・マクラスキー法による簡単化の例） |
クワインマクラスキー法による単純な論理関数の簡単化ができる。
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| 12週 |
組合せ回路の設計法３（クワイン・マクラスキー法による簡単化の例） |
クワイン・マクラスキー法による論理関数の簡単化ができる。
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| 13週 |
組合せ回路の設計法１（複数の出力があるときの簡単化，簡単化の手順） |
クワイン・マクラスキー法による簡単な複数出力回路の簡単化ができる。
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| 14週 |
組合せ回路の設計法２（複数の出力があるときの簡単化，簡単化の手順）） |
クワインマクラスキー法による複数出力回路の簡単化ができる。
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| 15週 |
（前期末試験） |
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| 16週 |
後期ガイダンス，前期末試験の返却と解答解説 |
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
代表的な組合せ回路（加算器，減算器，ALU，デコーダ，エンコーダ，マルチプレクサ，デマルチプレクサ，コンパレータ，パリティ生成／チェッカ） |
代表的な組合せ回路の構造が理解できる。
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| 2週 |
フリップフロップ１（特性表，励起表） |
フリップフロップの基本的な動作原理が理解できる。
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| 3週 |
フリップフロップ２（マスタースレーブ，エッジトリガ） |
フリップフロップの動作原理が理解できる。
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| 4週 |
基本的な順序回路１（非同期２進カウンタ） |
非同期２進カウンタのようは基本的な順序回路の仕組みが理解できる。
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| 5週 |
基本的な順序回路２（非同期１０進カウンタ） |
非同期10進カウンタの仕組みが理解できる。
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| 6週 |
基本的な順序回路３（同期カウンタ） |
同期カウンタの仕組みが理解できる。
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| 7週 |
基本的な順序回路４（シフトレジスタ，リングカウンタ） |
シフトレジスタやリングカウンタなどのその他の基本的な順序回路の仕組みが理解できる。
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| 8週 |
（後期中間試験） |
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| 4thQ |
| 9週 |
後期中間試験の返却と解答解説 |
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| 10週 |
一般的な順序回路１（順序回路のモデル，順序回路の解析法） |
一般的な順序回路が解析できる。
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| 11週 |
一般的な順序回路２（順序回路の設計法，設計の最適化） |
一般的な順序回路の設計と最適化ができる。
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| 12週 |
一般的な順序回路３（順序回路設計の例） |
さまざまな順序回路の設計ができるようになる。
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| 13週 |
一般的な順序回路４（順序回路設計の例） |
実用的な順序回路が設計できるようになる。
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| 14週 |
一般的な順序回路５（順序回路設計の例） |
設計できる実用な順序回路が多様なものとなる。
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| 15週 |
（学年末試験） |
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| 16週 |
学年末試験の返却と解答解説 |
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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 |
評価割合
| 試験 | 発表 | 相互評価 | 自己評価 | 課題 | 小テスト | 合計 |
| 総合評価割合 | 75 | 0 | 0 | 0 | 25 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 75 | 0 | 0 | 0 | 25 | 0 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |