計算機科学の基礎の一つであるブール代数とその電気回路的な実現である論理回路の関係を，数学的概念と物理実現の対応として理解する。具体的には，情報と電気信号の対応，組合せ論理回路，順序回路を理解する。
1. 数の体系を理解し，応用できる。
2. 論理関数と論理回路，相互の関連を理解し，応用できる。
3. 組合せ回路を理解し，設計できる。
4. 順序回路を理解し，設計できる。
概要:
情報と電気信号の対応，組合せ論理回路，順序回路などを講義する。
授業の進め方・方法:
ディジタル回路の基礎となる2進数と符号の表現法、ANDやORなどの論理演算，組合せ回路の設計法と順序回路の代表例としてフリップフロップ，カウンタなどについて講義する。これにより論理回路の基礎理論を習得する。また、論理回路の基礎的な設計法を学ぶ。
課題を適時課す。
注意点:
新型コロナウイルス感染症予防のため遠隔講義となった場合，実施した課題，定期試験を適切な割合で評価します。
１．講義を大切にする。
私語を慎み，講義を良く聞く。
講義時間中に出来るだけ講義を理解する。
理解できなかったところは，必ず復習する。
講義ノートを作る。
２．課題は，期限までに必ず提出する。
課題には，発表回数を含む。
オフィスアワー：毎月曜日 放課後～17:00
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
数の体系
10進数，2進数，16進数 |
整数，小数を2進数，10進数，16進数で表現できる。
D1:1,2, D2:1,2
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| 2週 |
基数変換 |
基数が異なる数の間で相互に変換できる。
D1:1,2, D2:1,2
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| 3週 |
2進数と16進数の加減算 |
2進数，16進数の加減算を理解し，応用できる。
D1:1,2, D2:1,2
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| 4週 |
補数加算，負数の補数表示 |
整数・小数をコンピュータのメモリー上でディジタル表現する方法を説明できる。
D1:2
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| 5週 |
符号と符号の誤り検出 |
各種符号を理解している。
D1:1,2, D2:1,2
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| 6週 |
論理関数
集合論と命題論理 |
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。基本的な論理演算を行える。集合論，命題論理，ブール代数の関係を説明できる。
D1:1,2, D2:1,2
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| 7週 |
ブール代数の基本演算と論理ゲート(MIL記号) |
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できる。与えられた簡単な組合せ論理回路の機能を説明できる。論理回路を論理式で表現できる。論理式をMIL記号を使って図示できる。
D1:1,2, D2:1,2
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| 8週 |
[前期中間試験] |
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| 2ndQ |
| 9週 |
試験問題の解答，加法形と乗法形 |
論理関数を加法形と乗法形で表現できる。
D1:1,2, D2:1,2
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| 10週 |
真理値表と標準形 |
ブール代数の法則を理解し，真理値表から標準形を導ける。
論理式から真理値表を作れる。
D1:1,2, D2:1,2
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| 11週 |
展開定理（Shannon展開） |
展開定理を知っている。
D1:1, D2:1
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| 12週 |
カルノー図による簡単化Ⅰ |
論理式の簡単化の概念を説明できる。
D1:1,2, D2:1,2
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| 13週 |
カルノー図による簡単化Ⅱ |
論理式の簡単化の概念を説明できる。
D1:1,2, D2:1,2
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| 14週 |
カルノー図による乗法形の簡単化 |
論理式の簡単化の概念を説明できる。
D1:1,2, D2:1,2
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| 15週 |
冗長項を用いた簡単化 |
論理式の簡単化の概念を説明できる。
D1:1,2, D2:1,2
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| 16週 |
試験問題の解答 |
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
簡単化の応用 |
論理関数の簡単化ができる。
D1:1,2, D2:1,2
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| 2週 |
組合せ論理回路
回路構成の変換 |
組合せ論理回路を設計できる。
D2:1,2
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| 3週 |
加算器 |
加算器の設計を理解している。
D2:1,2
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| 4週 |
減算器，その他の組合せ回路 |
減算器等の組合せ回路の設計を説明できる。
D2:1,2
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| 5週 |
エンコーダ |
エンコーダの設計を説明できる。
D2:1,2
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| 6週 |
デコーダ，符号変換器 |
デコーダ，符号変換器の設計を説明できる。
D2:1,2
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| 7週 |
マルチプレクサとデマルチプレクサ |
マルチプレクサ，デマルチプレクサの設計を説明できる。
D2:1,2
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| 8週 |
[後期中間試験] |
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| 4thQ |
| 9週 |
試験問題の解答，SR-FF |
SR-FFの機能，状態遷移表，状態遷移図，特性方程式を説明できる。
D2:1,2
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| 10週 |
状態遷移図，タイミングチャート |
順序回路の状態遷移図，タイミングチャートの書き方を説明できる。
D2:1,2
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| 11週 |
JK-FF |
JK-FFの機能，状態遷移表，状態遷移図，特性方程式を説明できる。
D2:1,2
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| 12週 |
D-FF，T-FF |
D-FF, T-FFの機能，状態遷移表，状態遷移図，特性方程式を説明できる。
D2:1,2
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| 13週 |
レジスタ，カウンタ |
レジスタ，シフトレジスタ，カウンタなどの基本的な順序回路の動作を説明できる。
D2:1,2
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| 14週 |
カウンタの設計 |
カウンタなどの基本的な順序回路を設計できる。
D2:1,2
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| 15週 |
論理回路の実際 |
実際の論理回路を知っている。
与えられた簡単な順序回路の機能を説明できる。
D2:1,2
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| 16週 |
試験問題の解答 |
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| 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。 | 3 | 前1,前2,前3,前6,前7,前9,前10 |