情報学実験（Experiments for Informatics）[5174]

＜授業のねらい及び具体的な達成目標＞

コンピュータの動作原理，通信，画像・音声信号処理，計測と制御について，
回路製作やプログラミングを通して理解を深めることをねらいとする．達成目標
は(1)各テーマの実験を実施しレポートにまとめること，(2)筆記試験を受験し合
格点に達することとする．

＜授業計画及び準備学習＞

授業計画
※ 受講人数に応じてクラス分けをして，授業計画をローテーションして実施する
ことがある．
１　ガイダンス，論理回路の基礎(1)（真理値表，ブレッドボード）
（ねらい）真理値表，ゲートICとブレッドボードの使い方を学ぶ
　　　　（内　容）NANDゲート(7400)の動作確認(ボタンとLEDを配線)
　　　　　　　　　NAND(7400 1個)でNOT，AND，OR，XOR（　〃　）
（実験室）演習室・弱電どちらでも可能，PC不要，個人実験
　　２　論理回路の基礎(2)（論理式の簡略化，LabVIEW）
（ねらい）論理式の簡略化とLabVIEWの使い方を学ぶ
　　　　（内　容）3入力XOR回路，3入力多数決回路
（実験室）演習室でPC必要，個人実験
　　３　論理回路の応用（カルノー図による簡略化，文字列順次表示）
　　　　（ねらい）カルノー図による論理式の簡略化とその応用をLabVIEWで学ぶ
　　　　（内　容）3変数の組合せ(2^3=8)を順次表示させ7文字+1空白の英単語を7セグメントLEDに表示
（実験室）演習室でPC必要，個人実験
４　組み合わせ回路(1)（半加算器，全加算器）
　　　　（ねらい）半加算器，全加算器の動作を学ぶ
　　　　（内　容）ブレッドボードを用いてゲートICで配線
（実験室）弱電実験室，個人実験
　　５　組み合わせ回路(2)（４ビット加算器）
　　　　（ねらい）全加算器を組み合わせた加算器の動作を学ぶ
　　　　（内　容）LabVIEWで4ビット加算器を構成して演算する
（実験室）演習室でPC必要，個人実験
　　６　順序回路(1)（状態図，フリップフロップ回路）
（ねらい）RS型，JK型の回路，真理値表，状態図を理解する
　　　　（内　容）ブレッドボードで配線，7400でRS型，7476でJK型，可能なら7474,7490でカウンタ
（実験室）弱電実験室，個人実験
　　７　順序回路(2)（タイムチャート，フリップフロップ回路）
（ねらい）JK型（D型でも？）の動作をタイムチャートによって理解する
　　　　（内　容）LabVIEWで配線，タイムチャートを記録する
（実験室）演習室でPC必要，個人実験
８　ALU (1)（演算シミュレーション，整数演算の計算過程）
（ねらい）ALUの動作を理解する
　　　　（内　容）KM-38シミュレータ（LabVIEW）で実験
（実験室）演習室でPC必要，個人実験
９　ALU (2)（演算シミュレーション，ビット操作の計算過程）
（ねらい）ALUの動作を理解する
　　　　（内　容）KM-38シミュレータ（LabVIEW）で実験
（実験室）演習室でPC必要，個人実験
10　音声信号処理（オシロスコープによる波形の計測，聴覚特性）
（ねらい）オシロスコープの使い方，信号計測の基礎を学ぶ
　　　　（内　容）オシロスコープでプレーヤーの再生音（音声信号）を計測する．
（実験室）演習室でPC必要，個人実験
　　11　画像処理（画像処理プログラミング）　
（ねらい）画像データの基礎的な処理方法を，プログラミングを通して学ぶ
　　　　（内　容）デジタルカメラで撮影した画像をLabVIEWで加工するプログラミング
（実験室）演習室でPC必要，個人実験
12　計測と制御(1)（センサー回路とDAQ装置によるデータ収録）
（ねらい）物理量の計測とコンピュータによる収録方法を学ぶ
　　　　（内　容）曲げセンサーの回路をブレッドボードで作りDAQ装置でPCに取り込む
（実験室）演習室でPC必要，個人実験
13　計測と制御(2)（心理学実験，視覚刺激呈示のタイミングと反応時間計測）
（ねらい）心理量の計測とコンピュータによる刺激制御・計測方法を学ぶ
　　　　（内　容）VBAのプログラムを利用して刺激を制御しその選択反応時間を計測し認知特性を調べる．
（実験室）弱電実験室のPCを使う，班（4人予定）による実験
14　レポート整理日
　　15　筆記試験

準備学習
　課題のテキストを＜参考ホームページアドレス＞からダウンロードして、内容を理解し、当日の実験が円滑に行える様に理解しておくこと．

＜成績評価方法及び水準＞

(1)出席と実験レポート，(2)筆記試験

＜教科書＞

実験テキスト（プリント）を電子ファイルで配布する

＜オフィスアワー＞

実験前後，または担当教員にアポイントメントを取ること．

＜備考＞

必ず前期に履修登録をしてください．後期の追加登録は認めません．
履修できる人はコンピュータ科学科はコンピュータ科学序論，情報デザイン学科はコンピュータ概論のそれぞれ単位既修得者とします．
同単位を未修得で教員免許状取得予定の人は学科幹事および実験担当者に相談してください．

＜参考ホームページアドレス＞

http://www.ns.kogakuin.ac.jp/~ct13050/

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