到達目標
１．素演算系、主加法標準形、主乗法標準形の説明ができる。
２．カルノー図を用いた論理式の簡単化ができ、与えられた仕様に合致した組合せ回路を設計できる。
３．フリップフロップの構造および動作を説明できる。
４．与えられた仕様に合致した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 | 素演算系、主加法標準形、主乗法標準形が正確かつ詳細に説明できる。 | 素演算系、主加法標準形、主乗法標準形の説明ができる。 | 素演算系、主加法標準形、主乗法標準形の説明ができない。 |
| 評価項目2 | カルノー図を用いた論理式の簡単化ができ、与えられた仕様に合致した組合せ回路を多種設計できる。 | カルノー図を用いた論理式の簡単化ができ、与えられた仕様に合致した組合せ回路を設計できる。 | カルノー図を用いた論理式の簡単化ができず、与えられた仕様に合致した組合せ回路を設計できない。 |
| 評価項目3 | フリップフロップの構造および動作を詳細に説明できる。 | フリップフロップの構造および動作を説明できる。 | フリップフロップの構造および動作を説明できない。 |
| 評価項目4 | 与えられた仕様に合致した順序回路を多種設計できる。 | 与えられた仕様に合致した順序回路を設計できる。 | 与えられた仕様に合致した順序回路を設計できるない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
論理回路は、計算機や家電製品などの情報処理装置の主要部であり、情報処理装置の回路設計には必須の技術である。本授業では、論理代数を理解し、基本ゲート素子による組合せ論理回路の設計法と順序回路の動作と設計手法を修得することを目的とする。
授業の進め方・方法:
スライドに沿った講義を行う。講義は、論理代数の初歩から始まり、組合せ回路および順序回路を設計できるようになることである。講義全体にわたり、基礎的な論理代数を用いるため、これを十分理解し、式を扱えるようになることが重要である。授業中の演習やレポートにより、できる限り論理式の計算を扱うが、予習または復習による自学自習の機会に自ら演習問題に取り組むことを推奨する。
関連科目：ディジタル回路設計、計算機アーキテクチャ1、計算機アーキテクチャ2、離散数学
注意点:
定期試験（80%）、レポート(20%)とし、100点法により前期および後期をそれぞれ評価する。
総合成績は，前期および後期の評価点の平均とする。
総合成績が不合格の場合は、総合成績が上限60点の再試験を実施する。この場合、再試験を100%とし、レポートは考慮しない。
評価基準：60点以上を合格とする。
授業終了時に示す課題のレポートを作成するとともに、授業内容の予習復習に努めること。
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 |
情報処理装置の処理 |
情報処理装置の概念を説明できる。
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| 2週 |
2値変数と基本演算 |
2値変数による基本演算を行うことができる。
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| 3週 |
基本演算から得られる等式 |
ブール代数の等式を証明できる。
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| 4週 |
2変数論理演算と素演算系 |
素演算系を説明できる。
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| 5週 |
n項演算への拡張 |
n項演算を説明できる。
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| 6週 |
真理値表と論理関数 |
真理値表を作成できる。
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| 7週 |
論理関数の論理式による表現と双対関数 |
論理関数を論理式として表現でき，双対関数を説明できる。
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| 8週 |
総合演習 |
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| 2ndQ |
| 9週 |
AND-OR形論理式の簡単化 |
AND-OR形論理式を簡単化できる。
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| 10週 |
不完全定義論理関数に対する簡単化 |
不完全定義論理関数の論理式を簡単化できる。
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| 11週 |
OR-AND形論理式の簡単化 |
OR-AND形論理式を簡単化できる。
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| 12週 |
論理ゲートと回路の複雑さ |
論理ゲートの動作を説明でき，回路の複雑さを計算できる。
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| 13週 |
加算器の設計 |
加算器を設計できる。
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| 14週 |
デコーダの設計 |
デコーダを設計できる。
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| 15週 |
答案返却と復習 |
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| 16週 |
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
順序回路モデル |
順序回路の概念を説明できる。
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| 2週 |
状態遷移図と状態遷移表 |
状態遷移図と状態遷移表を作成できる。
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| 3週 |
状態遷移関数と出力関数 |
状態遷移関数と出力関数の概念を説明できる。
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| 4週 |
状態の等価性 |
状態の等価性を説明できる。
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| 5週 |
状態の等価性による順序回路の簡単化 |
状態の等価性を用いて順序回路を簡単化できる。
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| 6週 |
状態変数と出力変数 |
状態変数と出力変数を説明できる。
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| 7週 |
状態変数関数と出力変数関数 |
状態遷移関数と出力関数の論理式を求めることができる。
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| 8週 |
中間試験 |
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| 4thQ |
| 9週 |
SRラッチ回路 |
SRラッチ回路を説明できる。
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| 10週 |
フリップフロップによる遅延回路の実現 |
遅延回路とフリップフロップの概念を説明できる。
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| 11週 |
各種フリップフロップ |
各種フリップフロップを説明できる。
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| 12週 |
フリップフロップの駆動回路の実現 |
フリップフロップの駆動回路を設計できる。
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| 13週 |
順序回路の設計 |
順序回路を設計できる。
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| 14週 |
論理回路の遅延と論理回路の非同期動作 |
論理回路の遅延および非同期動作を説明できる。
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| 15週 |
答案返却と復習 |
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| 16週 |
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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 | 基本的な論理演算を行うことができる。 | 3 | 前2,前3,前4,前5 |
| 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7 |
| 論理式の簡単化の概念を説明できる。 | 3 | 前9,前10,前11 |
| 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9,前10,前11 |
| 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 | 前12,前13,前14 |
| 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 | 前13,前14 |
| 組合せ論理回路を設計することができる。 | 3 | 前13,前14 |
| 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。 | 4 | 後9,後10,後11 |
| レジスタやカウンタなどの基本的な順序回路の動作について説明できる。 | 3 | 後13 |
| 与えられた順序回路の機能を説明することができる。 | 3 | 後13 |
| 順序回路を設計することができる。 | 3 | 後12,後13 |
| 情報数学・情報理論 | ブール代数に関する基本的な概念を説明できる。 | 3 | 前2,前3,前4,前5 |
評価割合
| 試験 | レポート | 合計 |
| 総合評価割合 | 80 | 20 | 100 |
| 専門的能力 | 80 | 20 | 100 |