情報 論理設計 5年・通年・選択・学修2単位
担当教員 村田 和英 連絡先 
講義の概要 コンピュータの動作原理について説明し、レジスタトランスファ論理に基づくCPUの設計法の基礎的事項を取り扱う。実際にカウンタを設計・製作することにより、論理回路の設計・製作手順を習得する。
到達目標 1.CPUの構成要素の働きおよびCPUの動作原理を理解する。 2.CPUの設計手順を理解する。 3.アセンブリ言語による簡単なプログラミングができるようになること。 4.論理回路の設計・製作および報告書の書き方を習得する。
日程授業項目理解すべき内容 理解度
(1~4)
前期 第1週 加減算回路(1) 演算回路の基本である加算回路の主に半加算器、全加算器の構成法について理解する。  
第2週 加減算回路(2) 加算回路の桁上げ先見回路、2の補数を用いた減算回路の構成法について理解する。  
第3週 算術演算回路 2進化10進加算回路、算術演算回路の構成法について理解する。  
第4週 算術論理演算回路 算術論理演算回路の構成法について理解する。  
第5週 状態レジスタ 状態レジスタの役割、使用方法について理解する。  
第6週 乗算回路 乗算回路の構成法について理解する。  
第7週 (中間試験)  
第8週 論理回路の設計・製作(1) 10進カウンタの仕様設計を行なう。  
第9週 論理回路の設計・製作(2) 配線図面の作成を行なう。  
第10週 論理回路の設計・製作(3) クロック発生回路を製作する。  
第11週 論理回路の設計・製作(4) クロック発生回路を製作し、クロック発生回路の波形観測を行なう。  
第12週 論理回路の設計・製作(5) 10進カウンタ回路を製作する。  
第13週 論理回路の設計・製作(6) 10進カウンタ回路を製作する。  
第14週 論理回路の設計・製作(7) 10進カウンタ回路を製作する。  
第15週 論理回路の設計・製作(8) 10進カウンタ回路の波形観測を行なう。  
第16週 論理回路の設計・製作(9) 製作報告書の作成。  
後期 第1週 コンピュータシステムの構成 CPUとメモリ・入出力装置との関係について理解する。  
第2週 CPUの構成 CPU内の各種機能ブロックの概要について理解する。  
第3週 CPUの命令と動作 機械語命令の構造、種類およびアドレッシング方法について理解する。CPUの命令サイクルについて理解する。  
第4週 簡単なCPUの構成と動作(1) CPU内の各種機能ブロックの働きおよび相互関係を理解し、各種命令セットの機能について理解する。  
第5週 簡単なCPUの構成と動作(2) 各種命令のレジスタトランスファ論理に基づく記述方法について理解する。  
第6週 制御信号生成回路の構成法(1) 制御信号生成回路の構成手順を理解し、データ転送命令のための制御信号生成回路を設計する。  
第7週 (中間試験)  
第8週 制御信号生成回路の構成法(2) 順序制御命令のための制御信号生成回路を設計する。  
第9週 SIMCOMの構成と命令の動作(1) SIMCOMの構造およびデータ転送命令、演算命令を理解する。  
第10週 SIMCOMの構成と命令の動作(2) SIMCOMの順序制御命令を理解する。  
第11週 サブルーチン呼び出し・復帰命令(1) SIMCOMにおけるサブルーチン機能について理解する。  
第12週 サブルーチン呼び出し・復帰命令(2) 多重サブルーチン呼び出しについて理解する。  
第13週 アセンブリ言語によるプログラミング
(1)
レジスタ、メモリ間のデータ転送命令、加減算命令といった基本的な命令によるプログラミングを通して、アセンブリ言語を理解する。  
第14週 アセンブリ言語によるプログラミング
(2)
分岐命令を用いたプログラミングを通して、アセンブリ言語を理解する。  
第15週 (期末試験)  
第16週 総復習  
学習教育目標 A、Bに対応 達成項目本科イ)、ロ)に対応 JABEE
認定基準
(A-2),(B-1),(d)-(1),(d)-(2)-a)に対応
教科書・参考書 教科書:鈴木久喜共著「基礎電子計算機」(コロナ)
参考書:高橋 寛著「論理回路ノート」(コロナ)
評価方法及び合格基準 成績の評価は、3回の定期試験の点数を75%、製作したカウンタおよびカウンタの製作報告書の点数を25%として、その平均が60点以上の者を合格とする。
学生への
メッセージ
1.3年生の時に学んだ「論理回路」を良く復習しておくこと。
2.回路製作では、回路図、配線図などを正確に作成すること。またハンダ付けでの火傷に十分注意すること。
3.講義ノートの内容を見直し、講義に関係する章末の演習問題を解いておくこと。講義で省略された式の算出等は各自行うこと。