コンピュータアーキテクチャI #1 Introduction 平成28年4月8日

本講義の目標 対応するディプロマポリシー： 計算機システムの構成や動作に関する知識を習得し， それを応用できる力 ディジタル信号と物理量 量子化，標本化の原理を理解し，初歩的なブール代数による演算をすることができる 組み合わせ論理回路の設計 命題を論理式で記述し，これを論理回路として記述することができる 順序回路の設計 各種フリップフロップの動作を理解し，簡単な有限状態機械を順序回路で記述できる 総合的な論理回路の設計 与えられた課題から自ら命題を設定し，それを実現するのに適切な論理回路を設計することができる 対応するディプロマポリシー： 計算機システムの構成や動作に関する知識を習得し， それを応用できる力

授業計画（１） アナログとディジタル（4/8） 論理代数の基礎（4/15） 論理関数と論理式（4/22） ブール演算演習，単元テスト（5/6） カルノー図による論理式の簡単化（5/13） 論理式の簡単化演習（5/20） 組み合わせ回路の設計（5/27） 組み合わせ回路設計演習，単元テスト（6/3）

授業計画（２） フリップフロップ（6/10） 順序回路の設計１（6/17） 順序回路の設計２（6/24） 順序回路の設計演習，グループ演習（7/1） コンピュータと論理回路１（7/8） コンピュータと論理回路２（7/15） コンピュータと論理回路３（7/22） 　　定期試験（8/5）

教科書について 講義中教科書を参照することがありますので，購入しておいてください． 論理回路の基礎（改訂版），田丸啓吉著，工学図書，2,200円

参考書について 入門向け やや上級向け 教科書と同レベルかちょっとだけ上級向け 松下俊介，「基礎からわかる論理回路」，森北出版 速水治夫，「基礎から学べる論理回路第2版」，森北出版 浜辺隆二，「論理回路入門第2版」，森北出版 角山正博・中島繁雄，「ディジタル回路の基礎」，森北出版 やや上級向け 肥川宏臣，「ディジタル電子回路」，朝倉書店 原田豊，「論理回路と計算機ハードウェア」，丸善 柴山潔，「論理回路とその設計」，近代科学社 教科書と同レベルかちょっとだけ上級向け 髙木直史，「論理回路」，オーム社 浅川毅，「論理回路の設計」，コロナ社

成績評価 単元テスト20％ グループ演習10% 定期試験は授業で扱った全範囲を対象 単元テストは40分～60分程度の試験時間 単元テストの回数は2回（１０点満点×２回） 単元テストの結果に不安がある者は，次回講義開始時までにレポートとして解答を提出すれば，８０点を限度として単元テスト得点とみなします 単元テスト･レポートは所定の表紙をつけること グループ演習10% グループ課題１回（１０点満点×１回） 自宅で解いてきた課題をグループ毎に確認，提出 定期試験は授業で扱った全範囲を対象 ７０点満点

出欠の確認について 授業時間中に確認の用紙をまわしますので，自筆サインを書き入れること． サインに疑義がある場合，改めて口頭で確認することがあります． 用紙を持ってくるのを忘れたら，口頭での確認にすることもあります．

演習，レポート，定期試験について 演習 レポート 定期試験 講義中の演習で解答した者には加点があります． 各単元テストについて自主的に出すもの以外は，今のところ考えていません． 単元テスト結果があまりに悪いようだと，追加のレポートを課すこともあります． レポートの提出期限は単元テスト翌週の講義開始時（チャイムが鳴り終わるまで）とします． 定期試験 講義を４回以上休んだものは，定期試験の受講資格を失います． 上記は３回までは休んでよい，との意味ではありません

レポート問題の配布について 授業で使ったスライド，単元テスト問題は以下のURLで配布します． http://w1.cs.miyazaki-u.ac.jp/users/yamamori/ から“講義情報”へ． “講義情報”は学内からのアクセスのみ許可します． レポート用表紙も上記ウェブページにて配付します． ウェブでの配布は基本的にPDF形式で行います．

再試験について 原則として再試験は行いません． 万が一行う場合でも，以下の学生は対象としません レポートなどで十分補充可能と考えています． ２回以上欠席がある 単元テストの平均点が一定値以下

オフィスアワーについて 木曜１６時３０分から１７時３０分がオフィスアワー オフィスアワーとは，教員がその時間に居室にいることを保障する時間です． 出張等で不在の場合は，なるべく事前に連絡します． 授業内容に関する質問だけでなく，大学生活や進路などに関する相談でもOKですので活用してください． 不在の場合はドアにホワイトボードがありますので，来訪の意図と連絡先を書いておいてくれればコンタクトします．

予習復習について 授業と単位の関係 予習・復習に使うべき時間 1単位＝45時間の学習に相当する内容 一般の講義（2単位）は90時間の勉強 講義の1コマは2時間に相当する 2時間×15週＝30時間にしかならない 予習・復習に使うべき時間 トータルで90－30＝60時間，週4時間！ マジにやれるとは思ってないが，家でも1時間位は予習復習に当ててください．

本日の講義内容 アナログとディジタルの違い 2進数値と論理値の違い なぜコンピュータはディジタルなのか？ アナログとは？ ディジタルとは？ アナログコンピュータは存在するか？

アナログ（analog） 連続した値を扱う 代表的なアナログ信号 連続関数で微分可能な関数系で表現できる レコードに刻まれた音楽 滑らかに変化して，コキッと折れ曲がったり，途中で飛んだりせずに表せるデータ 代表的なアナログ信号 レコードに刻まれた音楽 AM/FMラジオの電波 ギターやピアノなど楽器の音 人間の音声

ディジタル（digital） とびとびの値を扱う→離散値，という とびとびの値はどこにある？ グラフがカクカクしたり，途中で途切れたりする アナログ信号を一定間隔でサンプリング

論理と論理値 論理とは？ 論理がとる値を論理値と呼ぶ 論理の単位はビットであり，1つの論理は1ビットで表される 対になる2つの値（2値）で示される情報 論理がとる値を論理値と呼ぶ コンピュータの世界では０と１か，F（False）とT（True）が多い 論理の単位はビットであり，1つの論理は1ビットで表される

論理値と2進数値の違い 類似点 相違点 ともに2進数一桁を単位としている ともに単位をビットとしている 論理値は各桁が独立した意味をもたせることが可能 ２進数値は全桁セットで意味を持つ 論理値は論理演算，2進数値は算術演算 論理演算と算術演算は後の講義で扱います

ディジタルコンピュータとアナログ情報 D/A A/D 論理回路の膨大な組合せ 世の中にある一般の情報 現在のディジタルコンピュータ アナログ情報が多い→変換が行われる analog analog digital digital D/A A/D digital digital

コンピュータ＝ディジタル？ 現在のコンピュータは論理（ディジタル）回路から構成されている 全ての演算，処理は論理演算として処理されている 論理回路ではない，アナログ回路（増幅回路など）を使ったコンピュータはありえるか？

本日のまとめ 授業計画等について アナログとディジタル 論理回路とディジタルコンピュータ 次回の予定 連続量と不連続量を扱う 論理値と2進数値の違い 論理回路とディジタルコンピュータ ディジタル回路を用いたコンピュータ 次回の予定 論理数学の基礎