科目名 情報科学基礎実験α
単位数 3.0
担当者 講師 川端 英之(代表教員),助教 稲木 雅人,助教 児島 彰,講師 谷川 一哉,講師 上土井 陽子,助教 岩垣 剛,准教授 釘宮 章光,准教授 田中 公一,准教授 八方 直久,准教授 福島 勝(代表教員),准教授 福田 浩士,講師 桑田 精一,講師 香田 次郎,講師 藤原 真,助教 辻 勝弘,助教 長谷川 義大
履修時期 前期または後期
履修対象 2年
概要 本実験は,α-1 (A) および α-2 (B) から構成される:

α-1 (A) (通称:ディジタル回路)
本実験では,ディジタル回路の基本構成方式である同期式順序回路の設計・実装を行なう.また,同期式順序回路の応用としてのCPUの内部動作を,機械命令の実行の様子と関連づけて理解する.この実験を通じて,コンピュータの構成方式,基本動作,ソフトウェアとハードウェアの関わりに関する理解を深める.

α-2 (D) (通称:アナログ回路)
基本的な電気回路と電子回路を組み立て,その動作の観測と特性の測定を行い,情報関連機器のハードウェアを構成する上で重要となるアナログ回路の基礎を習得する。また,本実験を通して電気的諸量の測定技術や測定データを分析,整理する能力も身につける。
科目の到達目標 本授業では,情報システム開発に不可欠な,コンピュータの構造と内部処理の理解,周辺機器とのインタフェースの理解,プログラミングの基礎概念の理解を目指す.そのために,3種類の大きなテーマ,すなわち,ディジタル回路設計の要素技術に関する実験,コンピュータシステムの設計方式を学ぶ演習,そしてアセンブリプログラミングを通して,情報技術の理解に必須の基礎的知識を体験的に学習する.
受講要件 特になし.
事前・事後学修の内容 α-1 (A)
・事前:実験手引書・配布資料の当該範囲を予め読み,内容を把握しておく.
・事後:実験手引書・配布資料の当該範囲を読み,内容への理解を確認する.
α-2 (D)
・実験の条件や測定値を書き留めるためのノートを準備しておくこと.
・事前に予習を行い,実験の目的,原理や方法を理解しておくこと.
・実験中,測定データは,必ず,ノートに記録し,適宜グラフ化すること.
・実験中,気付いたことはノートにメモすること.
・実験終了前に,必ず,指導教員から実験結果に対する質疑を受けること.
講義内容 α-2 (D)
第1回:実験データの取り扱いについての学習(直流回路の測定を題材に)
第2回:電気回路の基本構成要素(交流回路と受動素子を題材に)
第3回:電気回路における信号とノイズ(過渡現象と受動フィルタについて)
第4回:ディジタル回路の微視的側面1(トランジスタ静特性について)
第5回:ディジタル回路の微視的側面2(トランジスタ増幅回路について)
第6回:ディジタル回路の基本構成要素(MOSFETと論理ゲート)
第7回:ディジタル回路と信号処理(オペアンプとその応用回路)
α-1 (A)
第8回:ディジタル回路と記憶素子(論理ICについての理解)
第9回:論理式と組み合わせ回路の関係,ディジタル回路設計手法の基礎の理解
第10回:CADソフトウェアとFPGAを用いたディジタル回路設計手法の基礎の理解
第11回:同期式順序回路の設計と製作1(仕様の詳細化と回路図導出)
第12回:同期式順序回路の設計と製作2(CADによる回路実装,仕上げ,調整,動作の確認)
第13回:FPGAボード上のCPUと入出力インターフェースの使用法の習得
第14回:FPGAボード上のCPUと入出力インターフェースを用いたアセンブリプログラミング
α-1 (A), α-2 (D) 共通
第15回:まとめ
評価方法 α-2 (D) (第1回〜第7回のテーマ)に関する注意:
7テーマの実験全てに対して,原理,方法,結果,考察などをまとめた報告書を提出すること。報告書は,
 (i)実験の内容を理解しているか,
 (ii)実験方法に従って得られた結果は信頼できるか,
 (iii)結果に対する深い考察がなされているか,
 (iv)結果のまとめ方など,報告書の記述の仕方は適切か,
などの観点から指導教員により評価を受け,受理されること.報告書の評価が低い場合は書き直して再提出し,7テーマ全ての報告書が受理されること.

α-1 (A) (第8回〜第14回のテーマ)に関する注意:
それぞれの実験課題についての理解度を,レポート及び口頭試問結果とあわせて評価する.また,第8回〜第12回(論理回路設計),および,第13回・第14回(アセンブリプログラミング)について,所定の課題に取り組み,報告書を提出すること(不備等があれば再提出を求める).
教科書等 実験手引書を配布する.
担当者プロフィール 担当者 : 情報科学研究科所属
備考 授業内容や宿題などに関する,学生の個別学習相談を随時受け付けています.
教員の所在は,学内サイネージ等に掲示されていますので、確認の上,研究室を訪ねてみてください.