科目名	デジタルデザイン
単位数	2.0
担当者	情報工学専攻　講師　稲木雅人、 理事長・学長　若林真一
履修時期	後期（第３ターム）
履修対象	2年
講義形態	講義
講義の目的	本講義ではデジタルシステム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学習する。IT社会を支えているデジタル機器（デジタル回路、ハードウェアおよびそれらが複合されたデジタルシステム）はすべて論理回路でモデル化できること、すなわち論理回路が情報科学・情報工学の基礎の一つであることを理解したうえで、その論理回路の理論と設計手法を学ぶ。
到達目標	デジタル回路設計の基礎である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、順序回路の構成と状態遷移モデル、実際的な同期式順序回路の設計について学ぶことにより、デジタルシステムの効率のよい設計手法の理論と実装について理解する。【知識2，思考力】また、デジタルシステムの基礎的な設計手法を身に付ける。【知識2，技能1】
受講要件	特になし。
履修取消の可否	可
履修取消不可の理由
事前・事後学修	講義中に演習問題を出題する。演習問題を解くことで内容の理解が深まるので、積極的に行うようにしてほしい。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。 事前学修としては、教科書の指定範囲を読み、ノートに要点を整理しておくことが望ましい。 事後学修として積極的に例題や演習問題を繰り返し解くことで学習の定着度を高るようにしてほしい。
講義内容	１　デジタル回路・デジタルシステムとは ２　論理代数、論理式の簡単化 ３　カルノー図による論理関数の簡単化 ４　クワインマクラスキ法による論理関数の簡単化 ５　様々な組合せ回路の設計法 ６　演算器の設計法 ７　組合せ回路設計のまとめ（中間課題） ８　同期式順序回路 ９　フリップフロップ（ＦＦ） 10　同期式順序回路の設計法 11　同期式順序回路の解析 12　同期式順序回路の実例 13　レジスタ転送レベル設計 14　ハードウェア記述言語による同期式順序回路設計 15　同期式順序回路のまとめ ※上記とは別に期末試験を実施する
期末試験実施の有無	実施する
評価方法・基準	期末試験50％、授業中に実施する演習やレポート課題を50％として評価する。 評価の基準： 可：基本的な組合せ回路が設計できる。順序回路の動作を状態遷移図により表現できる。 良：可に加えて、組合せ回路の最適化が正しく行える。順序回路が設計できる。 優：良に加えて、実際的な組合せ回路が設計できる。様々なＦＦを用いて順序回路が設計できる。 秀：優に加えて、様々な状況、観点から、最適な回路が設計できる。
教科書等	教科書：安藤吉伸，井口幸洋，竜田藤男，平栗健二著，渡部英二監修「基本から分かるディジタル回路講義ノート」（オーム社） 参考書：柴山潔「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） 　　　　浜辺隆二「論理回路入門 第4版」（森北出版） 　　　　高木直史「論理回路」（昭晃堂） 　　　　笹尾勤「論理設計」（近代科学社）
担当者プロフィール	稲木：LSIの自動設計アルゴリズムについての研究に従事しています。 研究室：情報科学部棟4階412号室。 若林：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。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。研究室：情報科学部棟4階413号室。 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。
講義に関連する実務経験	実務経験（若林）：1984年4月〜1988年6月　日本アイ・ビー・エム（株）東京基礎研究所に勤務（画像処理専用ハードウェア、並列処理ワークステーションの研究・開発に従事）。
課題や試験に対するフィードバック	・授業中の演習問題（提出課題）について解説を提示する。 ・授業中の演習問題（提出課題）の取り組み状況について評価し結果を通知する。 ・授業中の演習問題（提出課題）の一部について、理解度を評価し結果を通知する。 ・定期試験は試験後に模範解答と解説を提示する。
アクティブ・ラーニング	振り返り
キーワード	論理回路、組合せ回路、順序回路、同期式回路
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。