ディジタル回路

ディジタル回路
0. ディジタル回路
五島正裕
DATE :
ディジタル回路
講義名について
 改名
 「論路回路基礎」（H. 18 年度まで） ⇒
 「ディジタル回路」（H. 19 年度から）
 改名の理由：
 「論理回路基礎」
 「なんだか分からないから出るのやめよう」
 「ディジタル回路」
 「なんだか分からないけど出てみようかな」
 論理回路 ≒ ディジタル回路
 講義内容は（ほぼ）同じ．
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ディジタル回路
本講義の目標
 「コンピュータって，どうやって動いてるの？」 ――― という素朴な疑問に答
えられるようになる
 「コンピュータは 0/1 で？動いてるんだよね？」
 「コンピュータは，ディジタル回路でできていて…」
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ディジタル回路
論理回路の例 ― 1b 加算器
xy
cin
00
01
0
1
11
xy
10
cin
1
1
1
00
0
1
01
11
1
1
1
10
1
1
s = x ^ y ^ cin
cout = xy + ycin + cin x
x
y
x
cout
cin
y
s
cin
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ディジタル回路
論理回路の例 ― 桁上げ先見器
g3
p3
g2
p2
g1
p1
g0 p0 c-1
P
G
c3
c2
c1
c0
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ディジタル回路
カリキュラムの階層構造
人工知能
ネットワーク
工学概論
情報
セキュリティ
データベース工学
通信網工学
情報通信工学
無線通信
応用工学
OS
プログラミング
言語
電磁波工学
コンピュータアーキテクチャ
信号処理工学
ディジタル回路
信号解析基礎
情報通信
理論
離散数学
アルゴリズム
計算論
システム
工学基礎
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ディジタル回路
回路と言っても…
 「論理回路」：
 論理回路をモデルとする数学
 スイッチング理論
 有限オートマトン理論
 「ディジタル回路」：
 「論理回路」＋電子回路でできた論理回路を扱う学問
 「電子回路」：
 実在する電子回路を扱う学問
ディジタル回路
ディジタル回路はどのくらい必須か？
 他の講義に直接的に必須：
 「コンピュータアーキテクチャ」（3年夏）
 「前期実験」の「論理回路」（3年夏，必修）
 「後期実験」の「マイクロプロセッサの設計と実装」（3年冬，選択）
 B コースの多くの講義？
 「コンピュータシステム」（院）
 「アドバンストコンピュータアーキテクチャ」（院）
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ディジタル回路
ディジタル回路はどのくらい必須か？
 あらゆる情報システムは，ディジタル回路から直接/間接の影響を受けている
 分かりやすい例：二の補数
 情報学にとって（直接役に立たないかも知れないけど）必須の知識：
 （通信）情報理論，符号理論
 離散数学（3年前期）
 グラフ理論
 アルゴリズム論，言語理論，計算論
 論理回路，ディジタル回路
 「情報」と名のつくところを出て，論理回路を知らないと恥ずかしい
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ディジタル回路
情報の心
工学
情報学
大事なもの
努力と根性
（血と汗と涙）
知恵と勇気
面倒くさいことは…
手間を惜しむな
しない．
（手間を惜しむための手間を惜しまない）
系で言うと…
体育会系
アキバ系
Project X
すばらしい
アホか
企業で言うと…
日本の電器メーカー
Apple, Google
ディジタル回路
講義について
ディジタル回路
教科書、参考文献
 日本語
 五島正裕：「ディジタル回路」，数理出版 (2007)．
 講義資料
 http://www.mtl.t.u-tokyo.ac.jp/~goshima/dc/
 「ディジタル回路五島」で検索
ディジタル回路
教科書、参考文献
 英語
 Zvi Kohavi : Switching and Finite Automata Theory, McGraw Hill (1978).
 J. P. Hayes : Introduction to Digital Logic Design, Addison Wesley (1993).
 J. Wakerly : Digital Design －Principles and Practice－, Prentice Hall (1994).
 D. Gajski : Principles of Digital Design, Prentice Hall (1997).
 タイトルに，
 論理回路 (Logic Circuit)，
 ディジタル回路 (Digital Circuit)
が入っていれば，たいてい O.K.
ディジタル回路
試験、レポート
 出席
 とるのがめんどう．
 レポート
 採点がめんどう．
 試験
 「分かってれば簡単，分かってなければ解けない」．
 「講義に出てれば，勉強しなくても解ける」．
 暗記は不要．
 持ち込み可（紙媒体のみ）．
ディジタル回路
出席について
 なぜ研究者は発表しない学会に行くのか？
 予稿集を読むより，発表を聞いたほうが楽だから．
 教科書を読むより，講義を聞いたほうが楽なはず．
 ディジタル回路は簡単（？）
 一度理解すれば，敢えて暗記するほどのものでもない．
 試験：
 講義に出てれば，勉強しなくても解ける内容．
 毎回出席するコスト＜試験前に勉強するコスト
ディジタル回路
講義時間
 講義時間
 45～60分（昨年度実績）
 PPT で板書しないから（？）
 遅刻はダメ
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ディジタル回路
スケジュール
 講義約 10回 + 試験
 1月最終回試験
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ディジタル回路
その他
 持ち込み：
 飲み物可
 お願い：
 分かったら ⇒
 うなずく
 分からなかったら ⇒
 分からない顔をする
 Twitter だけで盛り上がらない
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ディジタル回路
講義内容
1.
ディジタルとアナログ
2.
ブール代数
3.
組み合わせ回路
4.
順序回路
5.
ロジックの構成
6.
(CMOS)
7.
機能的な組み合わせ回路
8.
ラッチとフリップ・フロップ
9.
機能的な順序回路
10. 演算回路
11. メモリ
12. ディジタル回路からコンピュータへ
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