科目名 論理設計
単位数 2.0
担当者 情報工学専攻 教授 若林真一
履修時期 後期
履修対象 2年
概要 本講義は講義形式の講義である。本講義ではディジタル集積回路を数学的にモデル化した論理回路の設計の理論と実際について、基本的な事項を中心に講義する。
科目の到達目標 コンピュータハードウェア設計の基礎である2段および多段組合せ回路の設計、実際的な組合せ回路の設計、順序回路の最小化と状態割当、実際的な同期式順序回路の設計について学び、論理回路の効率のよい設計手法の理論と実際について理解することを目標とする。IT社会を支えているディジタル機器はすべて論理回路でモデル化される。論理回路の理論と設計手法は情報科学・情報工学の基礎の一つであり、ハードウェアに興味のある学生はもちろん、将来、ソフトウェアやネットワーク分野に進みたいと考えている学生にも是非学んでほしい。
受講要件 2年前期に開講される学部共通科目「論理回路」を受講し、その内容を理解していることを前堤としている。
事前・事後学修の内容 本講義の講義内容に関する演習は「論理設計演習」で行う。演習問題を解くことで内容の理解が深まるので、積極的に演習問題を解くようにしてほしい。適宜、レポート課題を出すので、指定された日時までに提出すること。
講義内容 1 論理代数と論理関数
2 組合せ回路の最適化設計
3 論理関数と論理回路の最小化
4 クワイン・マクラスキ法
5 多段論理最小化
6 組合せ回路の実例
7 組合せ回路設計のまとめ
8 同期式順序回路
9 フリップフロップ
10 順序回路の解析
11 同期式順序回路の最適化設計
12 完全指定順序回路の状態数最小化
13 不完全指定順序回路の状態数最小化
14 同期式順序回路の実例
15 コンピュータを用いた論理設計
評価方法 中間試験,期末試験,平常点(レポート等)により総合的に評価する。
教科書等 教科書:柴山潔著「コンピュータサイエンスで学ぶ論理回路とその設計」(近代科学社)
参考書:高木直史「論理回路」(昭晃堂)
     笹尾勤「論理設計」(近代科学社)
     当麻喜弘「スイッチング回路理論」(コロナ社)
担当者プロフィール 1979年に米国で出版された「Introduction to VLSI Systems」に感銘を受けて以来、ハードウェア設計、ハードウェアを用いた組合せ問題の高速解法などを研究テーマとし、現在に至っている。小学生で初めてはんだごてをにぎり、これまでラジオ、無線通信機器から専用プロセッサまで様々なものを趣味あるいは研究で作ってきた。世界最大の某コンピュータメーカの基礎研究所に在籍していたときは並列ワークステーションの研究開発にも従事した。ものごとを深く考え、新しいものを作り出していく楽しさを学生に伝えられたら、と思っている。
授業内容の質問等は随時受け付けています。質問等がある場合は教員室(情報科学部棟413号室)に来て下さい。
備考 この科目は高等学校教諭1種免許状(数学)の教科に関する科目です。