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授業科目名
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担当教員
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物理学実験
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関口 芳廣／有泉 均／西崎 博光／藤巻 みどり
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時間割番号
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単位数
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コース
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履修年次
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期別
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曜日
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時限
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| 253204 | 2 | F | 2 | 前期 | 水 | III~IV |
| ［概要］ | ||||||
| コンピュータ科学を学ぶ者にとって，基本的なハードウェアの知識は必須なものである．論理回路の原理や設計方法は講義を通して学べるが，実際の回路を設計，制作しようとすると様々な現実的な問題を考えなければならない．そこで，2年間の期間で実験を通して，計算機のハードウェアの基本を学び，実用的な回路の設計制作ができる知識と技術を習得できるようにしている．この授業はハードウェア実験の最初のステップで，回路を構成している部品の性質を知り，基本的な電子回路を設計・制作し実際の動作を通して現在コンピュータをはじめ，多くの情報機器で使用されている基本的な電子回路，論理回路の設計，制作の知識と技術を身につけることを目標にしている．また，テスター，オシロスコープ，はんだこての使い方を学び，次に続く「ハードウェア基礎実験」へ備える． | ||||||
| ［具体的な達成目標］ | ||||||
| 1. テスター，オシロスコープなどの測定装置の使い方を身につける 2. 基本的な電子部品（ダイオード，トランジスタ等）の特徴を理解し，これらを利用した応用回路の動作原理を理解し使いこなせるようにする 3. 基本的な電子回路（微分・積分回路，マルチバイブレータ等）の動作原理を理解し，作成する 4. パルス波形について理解し，その発生回路について動作を理解し，作成する 5. ICを用いた簡単な論理回路設計に関する技術を習得する |
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| ［必要知識・準備］ | ||||||
| 基礎物理学I，基礎物理学IIを履修していることが望ましい．同時進行科目として基礎物理学III，電気基礎論を履修しておくと理解しやすい． また，後期に開講される「ハードウェア基礎実験」（必修）をスムーズに行うため，この実験を受講しておくことを強く勧める． 実験では， ・テスター ・実験回路作製用ブレッドボード 等を各受講者に購入してもらうことがある（約3000~4000円を予定）ので，アナウンスに注意しておくこと． |
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| ［評価方法・評価基準］ | ||||||
| 各実験テーマ終了毎にレポート提出を課す．そのレポート点（受講態度や授業中の簡単な面接等の評価もレポートに反映する），定期試験，授業中の演習等を総合して判断する．全実験テーマを履修し，レポートは講演会のものを含めすべて提出すること．原則として欠席は認めない．その上， A) 全レポート8回（予定）（95点満点で採点）の平均点 B) 授業中に行う確認問題成績（5点満点） C) 定期試験の得点（100点満点） AとBの合計点とCとを重みつき（7:3）で平均し，60点以上の取得者を合格とする． |
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| ［教科書］ | ||||||
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| ［参考書］ | ||||||
| ［講義項目］ | ||||||
| 以下の項目のテーマについて実験を行う． 1. オームの法則の確認とテスタによる抵抗値，電流，電圧の測定 2. スイッチの動作理解とクロックパルスジェネレータの作製 3. 微分，積分回路とオシロスコープの使い方の学習 4. トランジスタの特性とインバータ回路 5. 発光ダイオードを用いた表示回路の作製 6. ダイオードロジック回路 7. NAND ICを利用した簡単な論理回路の作成 8. マルチバイブレータ（非安定・単安定）の設計と動作原理の理解 9. 遅延回路の動作原理の理解 |
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| ［教育方法］ | ||||||
| ・新しい実験テーマ開始前に十分なテーマ説明を行い，簡単な確認問題を解答してもらい学生の理解度を測るようにしている．理解できてなさそうな学生には個別に指導する． ・指導教員，ティーチングアシスタントによる実験上の個別指導を行う． ・受講者を全16班に分け，各班で協力しながら実験を行うことでコミュニケーション力をつけさせる． ・実験レポートを添削し，学生へ返却することで次提出のレポートの改善を促す． |
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| ［JABEEプログラムの学習・教育目標との対応］ | ||||||
| 教育目標（A）に対し，ほぼ全ての情報機器が電気回路又は電子回路で構成されていることを認識する． 実験内容から情報機器の開発が人に与える影響も理解する．また、今後の情報機器の進歩を予測できる能力を養う．教育目標(B)に対し，実験を通してディジタル信号処理回路技術，電子部品の動作原理および論理回路設計の初歩を習得する．実験で学ぶ技術は現在のIT技術の根幹となるため，この重要性を理解する．教育目標(C)に対し，ハードウェアに関する初歩的な回路設計ができるような知識を実験を通して学習すると同時に，ハードウェアを構成している素子の性質を理解し，実際の設計，開発に役立つ知識も習得する． | ||||||
| ［その他］ | ||||||
| ・授業に必要な実験機器を受講者に購入して頂くことがある．各自テスタ（1500円程度）や実験装置（2000円程度）を購入して頂く予定．その他必要なものがある場合，適時お知らせする． | ||||||