ディジタル回路Ⅰ

科目基礎情報

学校	香川高等専門学校	開講年度	2017
授業科目	ディジタル回路Ⅰ
科目番号	0041	科目区分	専門 / 必修
授業形態	授業	単位の種別と単位数	履修単位: 2
開設学科	情報工学科（2018年度以前入学者）	対象学年	2
開設期	通年	週時間数	2
教科書/教材	浜辺隆二著「論理回路入門」森北出版
担当教員	河田 進

到達目標

論理回路の基本法則を理解し，式の変形や簡単化ができる。さらに計算機の部品である加算回路やマチプレクサ，カウンタの動作を理解し，組み合わせ回路や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	未到達レベルの目安
評価項目1	２進数の計算や基数変換ができる	２進数の計算ができる	２進数の計算ができない
評価項目2	様々なコードを生成方法や役割を理解し，送信情報エラーを発見する仕組みを理解している	様々なコードの生成法や役割理解している	様々なコードの生成法や役割理解していない
評価項目3	論理式から真理値表，または真理値表から論理式を求められ，ベイチ図などを使って論理式の簡単化ができる	論理式から真理値表，または真理値表から論理式を求められる	論理式から真理値表，または真理値表から論理式を求められる

教育方法等

概要:

２進数の計算ができる。論理数学を理解し，式の変形や簡単化ができる。組み合わせ回路である加算回路やマｒｙチプレクサ，デコーダなどの役割や動作原理を理解できる。順序回路の部品であるフリップフロップ（ＦＦ）の動作原理を理解し，ＦＦを利用した同期式カウンタやレジスタの作成方法を理解できる。

授業の進め方・方法:

学習項目毎に原理を説明し，演習問題を解くことで理解を深める。さらに年間１２回程度の小テストを実施し，本試験に備える。

注意点:

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
前期
	1stQ
		1週	ガイダンス，デジタル信号	デジタル信号とアナログ信号の違いを知っている。
		2週	数体系（１０進数，２進数，１６進数）	同じ数値でも基数によって表現が変わることを理解できる。指定されたビット数で表現できる数値の範囲を理解できる。
		3週	基数変換	１０進数から２進数や１６進数への変換またはその逆変換ができる。
		4週	加減算	２進数や１６進数での加減算ができる
		5週	負数と補数加算	２進数での負数の表し方を理解できる。さらに引き算を補数加算で行えることを理解できる。
		6週	符号，パリティ，チェックサム	ＢＣＤ符号，３余り符号，グレイ符号を知っている。ＢＣＤ符号と３余り符号での加算ができる。グレイ符号から純粋２進数の変換および逆変換ができる。送信データにパリティビットを付けたりチェックサムコードを付けることができる。
		7週	まとめと復習
		8週	前期中間試験
	2ndQ
		9週	論理と集合	論理演算の意味を集合の求め方から理解できる。
		10週	ブール代数とド・モルガンの定理 ＭＩＬ規格	ブール代数の基本法則やド・モルガンの定理を知っており，式の簡単化ができる。 ＭＩＬ規格の記号を知っており，式を回路図で表すことができる。
		11週	練習
		12週	完全系	式を完全系の素子であるＮＡＮＤやＮＯＲのみの式に変形できる。
		13週	標準形と真理値表	加法標準形や情報標準形の意味を知っており，式を標準形に変換でき，真理値表を示すことができる。また，真理値表から標準形を示すことができる。
		14週	式の簡単化１	ベイチ図を使った式の簡単化ができる。
		15週	式の簡単化２	Ｑ－Ｍ法による式の簡単化ができる。
		16週	まとめと復習
後期
	3rdQ
		1週	半加算器と全加算器	加算器の目的からＨＡとＦＡを構成できる。
		2週	減算器	補数加算の原理からＦＡを使った加減算回路を構成できる。
		3週	オーバーフロー，比較器	オーバーフローの意味と現象を理解できる。 比較回路の動作を理解できる。
		4週	エンコーダ，デコーダ，マルチプレクサ，デマルチプレクサ	エンコーダ，デコーダ，マルチプレクサ，デマルチプレクサの動作を理解できる。
		5週	練習
		6週	順序回路	順序回路の意味を知っている。
		7週	まとめと復習
		8週	後期中間試験
	4thQ
		9週	ＳＲ－ＦＦ	ＳＲ－ＦＦの動作から回路を構成できる
		10週	ＪＫ－ＦＦ，Ｔ－ＦＦ，Ｄ－ＦＦ	ＪＫ－ＦＦ，Ｔ－ＦＦ，Ｄ－ＦＦの動作を理解し，他のＦＦを使って構成できる。
		11週	マスタースレーブＪＫ－ＦＦ	反転動作時に発振することが無いマスタースレーブＪＫ－ＦＦの構成を理解し，様々な入力や状態からの変化をタイムチャートとして示すことができる。
		12週	応用方程式と入力方程式	程式と各ＦＦの入力の関係から入力方程式を求められる。
		13週	順序回路の設計	状態遷移図や状態遷移表，コード化などから回路の応用方程式を求められ，指定されたＦＦを使って回路を構成できる。
		14週	レジスタ，シフトレジスタ，カウンタ	レジスタ，シフトレジスタの構成法や動作を理解できる。 カウンタの動作を理解し，タイムチャートが書ける。
		15週	同期式ｎ進カウンタ	同期式ｎ進カウンタの動作表から特性方程式，応用方程式，使用するＦＦの入力方程式から回路を構成できる。
		16週	まとめと復習

評価割合

	試験	小テスト	合計
総合評価割合	80	20	100
基礎的能力	40	10	50
専門的能力	40	10	50
分野横断的能力	0	0	0