概要:
計算機・コンピュータやシーケンス制御等の理解の基礎となる情報の表現方法と解析手法、ならびに目的とする論理を満足する回路の設計手法を学ぶ。
授業の進め方・方法:
予備知識：2年次の情報処理（データの型やビット、2進数）
講義室：３S教室
授業形式：講義と演習
学生が用意するもの：ノート
注意点:
評価方法・評価基準：中間、定期試験（計4回）により評価し、60点以上を合格とする。
自己学習の指針：授業で出題する演習問題を自分で解けるようになること（復習）。 情報処理技術者試験などの過去問を参考に資格試験取得を目標に自学すること。
オフィスアワー：月曜日夕方
|
|
週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
講義の目的、アナログ技術とディジタル技術の歴史 |
ディジタル回路・論理回路の概要を説明できる。
|
| 2週 |
情報の２進表現、２進数、８進数、１６進数表現 |
整数・小数を2進数、10進数、16進数で表現できる。
|
| 3週 |
任意の基数の２進表現と各種符号化、負数の２の補数表現と加減算 |
基数が異なる数の間で相互に変換できる。
|
| 4週 |
２進数における実数の表現 |
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理解している。
|
| 5週 |
集合論と演算、命題算 |
集合に関する基本的な概念を理解し、集合演算を実行できる。
|
| 6週 |
ブール代数の公理と定理 |
ブール代数に関する基本的な概念を説明できる
|
| 7週 |
双対性、標準展開 |
論理代数と述語論理に関する基本的な概念を説明できる。
|
| 8週 |
中間試験 |
|
| 2ndQ |
| 9週 |
排他的論理和 |
論理代数と述語論理に関する基本的な概念を説明できる。
|
| 10週 |
CMOS |
電子回路素子による論理代数の動作原理を説明できる。
|
| 11週 |
簡単化の必要性とブール代数による簡単化 |
基本的な論理演算を行うことができる。
|
| 12週 |
カルノー図表の原理 |
カルノー図表による論理式の簡単化の概念を説明できる。
|
| 13週 |
カルノー図表を用いた論理式の簡単化 |
カルノー図表を用いて論理式の簡単化ができる。
|
| 14週 |
クワインマクラスキーの方法の簡単化 |
クワインマクラスキーの方法の簡単化の概念を説明できる。
|
| 15週 |
最小論理和形の導出 |
一般的な論理関数の形式を説明できる。
|
| 16週 |
期末試験 |
|
| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
順序回路の基礎 |
フリップフロップの動作原理を説明できる。
|
| 2週 |
様々な種類のフリップフロップ |
様々な種類のフリップフロップの名称と機能を説明できる。
|
| 3週 |
非同期式順序回路 |
非同期式の順序回路について例示および性質を説明できる。
|
| 4週 |
同期式順序回路 |
同期式の順序回路について例示および性質を説明できる。
|
| 5週 |
順序回路の設計１ |
任意の特性を持った単純な順序回路の設計ができる。
|
| 6週 |
順序回路の設計２ |
任意の特性を持った複雑な順序回路の設計ができる。
|
| 7週 |
演習 |
問題演習により知識の定着を図る。
|
| 8週 |
中間試験 |
|
| 4thQ |
| 9週 |
有限オートマトン |
有限オートマトンの概要を説明できる。
|
| 10週 |
有限オートマトンの設計 |
任意の挙動を満たす有限オートマトンの設計ができる。
|
| 11週 |
有限オートマトンによるモデル化 |
制御機構の具体例を提案し、オートマトンによる表現ができる。
|
| 12週 |
回路設計演習 |
シミュレーターを用いて順序回路を設計できる。
|
| 13週 |
問題演習１ |
ブール代数に関する問題が解けるようになる。
|
| 14週 |
問題演習２ |
順序回路設計に関する問題が解けるようになる。
|
| 15週 |
総まとめ |
講義全体を通じた復習により知識の定着を図る。
|
| 16週 |
期末試験 |
|
| 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 | プログラミング | 代入や演算子の概念を理解し、式を記述できる。 | 1 | |
| 計算機工学 | 整数を2進数、10進数、16進数で表現できる。 | 4 | |
| 小数を2進数、10進数、16進数で表現できる。 | 4 | |
| 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。 | 4 | |
| 基数が異なる数の間で相互に変換できる。 | 4 | |
| 基本的な論理演算を行うことができる。 | 4 | |
| 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。 | 4 | |
| 論理式の簡単化の概念を説明できる。 | 4 | |
| 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。 | 4 | |
| 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。 | 4 | |
| 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。 | 4 | |
| 組合せ論理回路を設計することができる。 | 4 | |
| 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の動作について説明できる。 | 3 | |
| 与えられた順序回路の機能を説明することができる。 | 3 | |
| 順序回路を設計することができる。 | 3 | |
| コンピュータを構成する基本的な要素の役割とこれらの間でのデータの流れを説明できる。 | 4 | |
| プロセッサを実現するために考案された主要な技術を説明できる。 | 3 | |
| メモリシステムを実現するために考案された主要な技術を説明できる。 | 3 | |
| 入出力を実現するために考案された主要な技術を説明できる。 | 3 | |
| コンピュータアーキテクチャにおけるトレードオフについて説明できる。 | 3 | |
| ハードウェア記述言語など標準的な手法を用いてハードウェアの設計、検証を行うことができる。 | 3 | |
| 情報数学・情報理論 | 集合に関する基本的な概念を理解し、集合演算を実行できる。 | 4 | |
| 集合の間の関係(関数)に関する基本的な概念を説明できる。 | 4 | |
| ブール代数に関する基本的な概念を説明できる。 | 4 | |
| 論理代数と述語論理に関する基本的な概念を説明できる。 | 4 | |
| 離散数学に関する知識をアルゴリズムの設計、解析に利用することができる。 | 4 | |