シラバス参照
科目名
情報科学3
担当者氏名
許斐 豊
全開講対象学科
理工学部数学科
年次
3年次
クラス
講義学期
前期
単位数
2
必選区分
選択科目
学期・曜日・時限
部門
専門教育部門-数学専門教育科目
備考
準備学習・事後学習
事前学習として電子部品と作業についての確認をわかる範囲で行うように. 電子回路の組み立て・プログラミング等は, 事後学習を行い次回の授業までに完成させること. 最終の課題に関する説明は, 全ての教員が必要と認めた場合, 追・再試験終了後の適切な時期に主に研究室で個別に対応する. 毎回、講義時間の2倍の自学自習が求められます。
課題・定期試験に対するフィードバック
アクティブラーニングが推奨されているので, 課題については自己点検を行い, PDCA サイクルを廻してもらう場合があります.
履修上の留意
教職課程を履修していない学生も自由科目として履修できます. 企業に就職を希望する学生や数学の教員を目指す学生も歓迎します. CやPython3などの言語を使いますが, 基本から説明します. また, 実際に電子回路を組み立ててプログラミングして動かします.なお,使われる電子部品や電子回路についてはその都度説明しますので前提とする知識は必要ありません. 授業の進度や社会情勢によっては, 内容が前後したり変更される可能性もあります.
授業の概要と目的
Raspberry Pi を使い, 回路とそれを制御するプログラムを何人かで相談・議論しながら作り, コンピュータの仕組みや機能を学びます. 最終的にはRaspberry Pi を使ったLEDの表示装置等を作り, プレゼンテーションしてもらいます. AD 変換, 画像表示など高度な技術もなにげなく使います.
アクティブ・ラーニング
該当するCP(カリキュラム・ポリシー)およびDP(ディプロマ・ポリシー)
本授業はCP2・4およびDP2・3に該当する
実務経験と授業内容の関係
科目ナンバリングコード
SS31103
サブタイトル
実践から学ぶコンピュータ
到達目標
ディジタル信号処理の基本的な考え方を理解する. また, コンピュータの仕組みと機能について説明できるようになる.
授業計画
【項目欄】
【内容欄】
1.
イントロダクション
講義の進め方と講義概要の説明.
2.
Raspberry Pi3 に触れてみよう
Raspbian OS を Raspberry Pi3 にインストールし, 取り扱い方法について学ぶ.
3.
Raspberry Pi3 の入出力
Raspberry Pi3 の基盤上にどのような入出力装置があるかを確認し, 各々がどのような機能を果たすかについて学ぶ.
4.
C言語によるプログラミング
Raspberry Pi3 上で, C言語によるプログラミングを行い, コンピュータとしての役割を果たすことが出来ることを確認する.
5.
Python3 によるプログラミング
電子部品の制御を Python3 で行うために, Python3 によるプログラミングを学ぶ.
6.
他OSのインストール
Raspberry Pi3 に Raspbian OS 以外の OS をインストールし, スマートフォンとパソコンの違いについて考察をする.
7.
いろいろな電子部品
抵抗, コンデンサー, PIC, 3端子レギュレータ, ブッレドボード, 電池, センサー, ドットマトリックスLED, スイッチ, TTL-IC(16ビットデコーダー)など基本的な電子部品について実物を触りながら学ぶ.
8.
電子工作の基本と簡単な電子回路
電子工作の配線を通じて電子工作の基本を学習する. 合わせて電子回路を組み立て, 回路図と数式の関係を学ぶ.
9.
入出力の基本
入出力の仕組みについて学ぶ. スイッチによる入力とLEDによる出力プログラムを作る.
10.
時間の制御
入出力には時間制御が必要となる. LEDを指定した時間間隔で点滅させる.
11.
割り込み
割り込みとその処理方法について学ぶ. 割り込み処理を使ったLEDの点滅プログラムを作る.
12.
センサーの原理と使い方とAD変換
光センサー、音センサーなどを例に、センサーについて学ぶ.またセンサーにより入力されたアナログデータのデジタル処理方法(AD変換)について学ぶ.
13.
AD変換の応用
光センサーを使った光度計測プログラムを作る.
14.
作品作り
これまでに扱ったセンサーや, その他の部品を用いて, プログラムで制御する機械を作成する.
15.
まとめ
作品発表を行う.
テキスト
【書籍名】
【著者】
【出版社】
1.
随時紹介する.必要に応じてプリントを配布する.
参考文献
【書籍名】
【著者】
【出版社】
1.
Raspbery Pi 電子工作
福田和宏
ソーテック社
授業方法の形式
講義と実習
授業の実施方法
対面授業
成績評価方法
実習報告(50%)及びレポート(50%). 組み込み機器の取り扱い及びその理論の理解度を評価する. なお, 担当教員の判断により成績評価方法に変更を加えることもある.
成績評価基準
C(合格)となるためには、到達目標を最低限達成することが必要である。
受講生へのメッセージ
コンピュータはパソコンのような使い方だけでなく, 家電製品や自動車、携帯電話、医療・産業機械など様々な分野で使われています. コンピュータがどのように機器に組み込まれているかを知ることはコンピュータを理解する助けになるだけでなく, ブラックボックス化された電子機器の中身を知ることにもつながります. 本講義は, Raspberry Pi を使って, 何種類かの電子工作を行います. どのようにデータが入力されるか, どうやって計算結果が表示あるいは機器が制御されるかを簡単なプログラムを作って実験し, 確かめます.
参考URL
画像
ファイル
更新日時
2023/01/27 12:56
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