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年度 2019年度 開講部局 工学部
講義コード K6091020 科目区分 専門教育科目
授業科目名 情報工学演習II
授業科目名
(フリガナ)
ジョウホウコウガクエンシュウニ
英文授業科目名 Exercise of Information Engineering II
担当教員名 亀井 清華,玉木 徹,高藤 大介,今井 勝喜
担当教員名
(フリガナ)
カメイ サヤカ,タマキ トオル,タカフジ ダイスケ,イマイ カツノブ
開講キャンパス 東広島 開設期 3年次生   前期   セメスター(前期)
曜日・時限・講義室 (前) 火5-8:工102
授業の方法 演習 授業の方法
【詳細情報】
演習中心 
単位 2 週時間   使用言語 J : 日本語
学習の段階 3 : 中級レベル
学問分野(分野) 25 : 理工学
学問分野(分科) 25 : 情報科学
対象学生 第二類情報課程
授業のキーワード プログラミング、データ構造、組み込みシステム、画像処理、デジタル回路設計 
教職専門科目   教科専門科目  
プログラムの中での
この授業科目の位置づけ
第二類専門基礎科目に属し、実際的な問題・課題を解決するための演習および数値計算的手法、および関連資料の収集により、問題・課題を解決する能力を身に付ける。

・この授業の前提となる科目:
情報工学演習I
プログラミング序説
プログラミング演習I
プログラミング演習II
アルゴリズムとデータ構造
ディジタル回路設計

・この授業に関連する科目:
情報工学演習III
ディジタル信号処理と画像処理
計算機構成論
 
到達度評価
の評価項目
電気・電子・システム・情報系プログラム
(能力・技能)
・実際的な問題・課題を解決するための実験および数値計算的手法,および関連資料の収集により,問題・課題を解決する能力。
(総合的な力)
・グループワークにおけるチームワーク,リーダーシップやコミュニケーション能力。 
授業の目標・概要等 情報工学演習Iで学んだ計算機システムの利用法を基に、最新の計算機が持つ演算能力の活かし方とその評価、システム・アプリケーションソフトウェア構築に必要な諸技法の習得を目的とする。
 
授業計画 第1回 ガイダンス(西図書館 2階 演習室に集合してください)

4つのテーマについて,受講生を複数の班に分けてローテーションして実施する.
(各テーマは3週)
第2,3,4回
テーマ1

第5,6,7回
テーマ2

第8回
試験:テーマ1・2

第9,10,11回
テーマ3

第12,13,14回
テーマ4

第15回
試験:テーマ3・4


テーマごとにレポート及び試験を行う.

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・アルゴリズムとデータ構造
C言語によるアルゴリズムとデータ構造の実現方法について解説します.
第1回
配列を用いて,スタック,キュー,線形リストの実装を行います.また,その応用例としてグラフの探索アルゴリズムを学び,実装します.
第2回
リストによるスタック,キューの実装を行います.また,2分探索木も実装します.
第3回
ヒープ構造について学び,その応用例として優先度付きキューとヒープソートを実装します.

・画像処理
Pythohを用いたプログラミングにより,画像処理の基本的なアルゴリズムを理解します.
第1回
画像処理と画像の算演:Pythonの使い方,画像の読み込み,表示,描画などのプログラムを作成します.
第2回
濃淡変換としきい値処理:輝度を変換する代表的な変換と,輝度値のしきい値処理のプログラムを作成します.
第3回
領域処理とフィルタリング:領域処理の線形フィルタリングを理解し,代表的なフィルタ処理プログラムを作成します.

・Raspberry Piによる組み込みシステム
第1回
Raspberry PiにRaspbian OSをインストールし,基本的な使用方法を習得します.
第2回
温度・湿度センサを接続し,計測データのグラフ化とWebサーバによる公開する方法を学びます.
第3回
GPIOインターフェースとI2Cバスの仕組みの理解と利用方法を習得します.

・デジタル回路設計
第1回
基本ゲート回路(AND,OR,NOT等)や全加算器をVerilog HDLで設計します.
設計した回路をシミュレーションやFPGAで実行させることで動作を確認し,理解を深めます.
第2回
フリップフロップやカウンタなどの順序回路をVerilog HDLで設計します.
設計した回路をシミュレーションやFPGAで実行させることで動作を確認し,理解を深めます.
7セグメントディスプレイを使った回路を設計し,FPGAで実行させることで動作を確認し,理解を深めます.
第3回
複数の数取器をVerilog HDLで設計し,シミュレーションやFPGAで実行させることで動作を確認し,理解を深めます.
サンプリングに基づくチャタリング除去回路も設計し,同様に動作を確認します.
レポートを提出します.
=== 
教科書・参考書等 配布資料

使用する視聴覚教材の種類:パワーポイント等

 
授業で使用する
メディア・機器等
配付資料,PC 
予習・復習への
アドバイス
各テーマについてレポートを提出すること.

・アルゴリズムとデータ構造について
各回では主にアルゴリズムとデータ構造自体の説明をします.
基本的なC言語の文法については予め各自で復習をしておいてください.

・画像処理について
Python実行環境をPCにインストールすれば自習できますので,各自のノートPCなどを使って予習・復習してください.

・Raspberry Piによる組み込みシステムについて
Raspberry Piのハードウェアは演習の時間にしか利用できないため,自習することが難しいテーマです。配布するテキストを熟読し,演習当日に集中してください.また課題終了後にテキストを読み返して理解を深めてください.

・デジタル回路設計について
第1回 基本ゲート回路(AND,OR,NOT等)や全加算器の動作を理解する.
第2回 フリップフロップやカウンタの動作を理解する.
第3回 これまでに学習した数取器の動作を理解する.
チャタリングの仕組みとサンプリングに基づくチャタリング除去の仕組みを理解する. 
履修上の注意
受講条件等
すべてのテーマで課題を期日までに提出すること. 
成績評価の基準等 レポートで60%以上,かつ試験で60%以上を合格とする。 
メッセージ  
その他   
すべての授業科目において,授業改善アンケートを実施していますので,回答に協力してください。
回答に対しては教員からコメントを入力しており,今後の改善につなげていきます。 
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