授業科目名				担当教官
数値数式処理及び実習				安井　　勝／古田　敏
時間割番号	単位数	コース	履修年次	期別	曜日	時限
252021 E	2	E	3	前期	水	I
［概要と目標］
第１部 この授業では、前半でハードウェア記述言語の学習を行う。半導体技術の進歩により、大規模な回路を集積したカスタムICが開発され、家電製品、携帯電話など身近な機器に組み込まれている。このようなカスタムICの開発には、HDL（ハードウェア記述言語）を利用することが一般的になっている。この授業では、ICの基礎知識、HDLの基礎知識を習得の後、HDL記述の実習を行う。パソコン上の開発環境を利用し、記述した回路のシュミレーションやカスタムICを実装したボードを使用した動作演習まで、総合的な学習を行う。 第２部 理工学の基本原理はほとんど数式を用いて表されるため、この分野の勉強には数学の知識が欠かせない。これまでに「線形代数学」、「微分積分学」、「解析学」、「微分方程式」などの授業を通して基本的な事項を理解し、演習問題を解くなどして初歩的な計算手法を学習した。 しかし、少々実際的な問題を解こうとすると、より高度な知識が要求される以前に、これまでに体験した以上の量の計算作業が要求される。計算内容の原理的な理解があれば、その大部分は複雑に込み入った面倒なだけの機械的な作業であり、コンピュータの助けを借りるのが良策である。 この授業では、数式か数値かにかかわらず、機械的で退屈な、しかし正確さが要求される計算という作業をコンピュータを用いて行う技術の習得を目指す。具体的には、パソコンで利用可能なMathematicaというソフトの使い方の習得である。このソフトの特徴は、数値処理の他に数式処理や記号処理の機能を備えていることである。グラフィックスの機能も充実しており、得られた結果をグラフなどで視覚化し理解を深めることができる。CやFORTRANとは違った記述処理方式ではあるがプログラミング機能も併せ持っている。 この授業では、実習・自習を重視する。
［必要知識・準備］
・ディジタル回路の基礎を理解していること。 ・情報処理センター教室のパソコンの操作に習熟していること。
［評価基準］
全日程全出席であることが原則。日々の実習態度、実習成果、テーマ毎の課題に対する提出レポートの内容、などを総合評価する。合格基準に達しない者にたいしては、実技試験を課すことがある。
［教科書］
渋谷清雄・藤井幸一・谷澤俊弘, Mathematica 基礎からの演習, サイエンティスト社, ISBN:4-914903-81-4 枝　均, VHDLによる論理合成の基礎, テクノプレス, ISBN:4-924998-56-7
［参考書］
興味をもつ諸君へ個別に紹介する。
［講義項目］
第１部 1　ICの基礎知識 2　HDLの基礎知識 3　HDLによる設計の流れと開発環境 4　HDL記述の実習 第２部 1 Mathematica の基本操作 2 数と式の計算 3 計算の進め方 4 リストの利用 5 グラフの作成 6 方程式と不等式の解法 7 制御命令と反復命令 8 微分積分学で出会う計算 9 行列と行列式の計算