2018年度 論理回路理論   Switching Circuit Theory

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開講元
情報工学系
担当教員名
宮崎 純 
授業形態
講義
曜日・時限(講義室)
火7-8(W631)  金7-8(W631)  
クラス
-
科目コード
CSC.T252
単位数
2
開講年度
2018年度
開講クォーター
2Q
シラバス更新日
2018年3月20日
講義資料更新日
-
使用言語
日本語
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講義の概要とねらい

ディジタル回路を設計・解析するための基礎理論である論理回路理論を修得する。
情報工学分野において、コンピュータのハードウェアとソフトウェアが一つのシステムとして連続していることを理解することは非常に重要である。論理回路理論は、プロセッサに代表される高度なディジタル回路の設計や動作の理解の礎となる。コンピュータのハードウェアの動作を理解することは、ソフトウェアの動作の本質的な理解にも繋がる。
具体的な講義項目は、論理回路理論である論理代数や論理関数とその性質、組合せ回路や順序回路の設計方法、ならびにハードウェア記述言語を利用したソフトウェアによるディジタル回路の記述手法等である。

到達目標

本講義の履修により、次の能力を修得する。
・ディジタル回路の理解に必須な論理代数、論理関数の諸性質が理解できる。
・組合せ回路や順序回路を理解でき、それらの設計ができる。
・ハードウェア記述言語を利用してソフトウェア上でディジタル回路を記述できる。

キーワード

論理代数、論理関数、組合せ論理回路、順序回路、ハードウェア記述言語

学生が身につける力

国際的教養力 コミュニケーション力 専門力 課題設定力 実践力または解決力
- - -

授業の進め方

講義の70%を教授項目の説明を行ない、残りの30%を理解度のチェックを兼ねた簡単な演習と、その解説を行ないます。2回の講義は計算機で演習を行います。

授業計画・課題

  授業計画 課題
第1回 論理代数とその性質 論理代数について理解する
第2回 論理式と双対性 論理式と双対表現を理解する
第3回 論理関数の極大項表現と極小項表現 極大項表現と極小項表現を理解する
第4回 NAND形式、NOR形式、Reed-Muller展開 NANDのみ、あるいはNORのみによる論理式の表現とReed-Muller展開を理解する
第5回 ユネイト関数、単調関数 ユネイト関数と単調関数の性質を理解する
第6回 双対関数、対称関数、線形関数、閾値関数 双対関数、対称関数、線形関数ならびに閾値関数の性質を理解する
第7回 組合せ回路の設計: カルノー図 カルノー図を利用した組み合わせ回路の設計法を理解する
第8回 組合せ回路の設計: Quine-McCluskey法 Quine-McCluskey法による組合せ回路の設計法を理解する
第9回 ハードウェア記述言語による組合せ回路の記述 ハードウェア記述言語による組合せ回路の記述法を理解する
第10回 順序回路の構成 順序回路の仕組みについて理解する
第11回 状態遷移と状態割当て 順序回路の状態遷移と状態の割当て法を理解する
第12回 フリップフロップによる順序回路の設計 フリップフロップを利用した順序回路の実現方法を理解する
第13回 状態の等価性と順序回路の簡単化 状態の等価性を利用した順序回路の簡単化を理解する
第14回 状態の両立性と順序回路の簡単化 状態の両立性を利用した順序回路の簡単化を理解する
第15回 ハードウェア記述言語による順序回路の記述 ハードウェア記述言語による順序回路の記述法を理解する

教科書

一色剛・熊澤逸夫著 「論理回路」 数理工学社

参考書、講義資料等

坂井修一著 「論理回路入門」 培風館
当麻喜弘著 「スイッチング回路理論」(電子情報通信学会大学シリーズ) コロナ社

成績評価の基準及び方法

論理代数、論理関数、組合せ論理回路、順序回路に関する理解度を評価する。中間課題(40%)、期末試験(60%)で成績を評価する。

関連する科目

  • CSC.T341 : コンピュータ論理設計
  • CSC.T363 : コンピュータアーキテクチャ
  • CSC.T433 : 先端コンピュータアーキテクチャ

履修の条件(知識・技能・履修済科目等)

履修の必須条件は設けない。

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