- 学部・研究科
Faculty/Graduate School - シ
- 時間割コード
Course Code - 62409
- 科目名
Course title
サブテーマ
Subtitle - 応用情報工学実験
- 授業形態/単位
Term/Credits - クラス
Class -
- 秋/2
- 担任者名
Instructor - 徳丸 正孝/佐藤 伸吾/アイエドゥン エマヌエル/本仲 君子/吉田 壮
- 曜限
Day/Period - 木3/木4/木5
- 授業概要
Course Description
到達目標
Course Objectives -
授業種別 / Teaching Types
実験・実習・製図（対面型）
言語 / Language
日本語(Japanese)
授業概要 / Course Description
今日の高度情報化社会はハードウェア技術とソフトウェア技術の相補的な発展によって支えられ，両技術の融合は今後ますます進むものと考えられている．そこで，本実験科目では，電気電子情報工学実験１〜３に引き続き，コンピュータをはじめとする様々な情報機器・システムや知能ロボットなどのメカトロニクス機器に関する基本事項を取り上げ，以下の「講義計画」に示す各項目の実験（プログラミングを含む）を行うことによって，主として応用情報工学コースの講義内容についてハードウェア／ソフトウェア両面からの理解を深めるとともに，関連する技術の習得を行う．
到達目標 / Course Objectives
①知識・技能
１．CPUの基礎について理解する
２．FPGAを用いたデジタル論理回路設計について理解する
３．インタラクティブ3D環境の構築について理解する
４．音響・画像処理について理解する
５．知能ロボットの制御について理解する
②思考⼒・判断⼒・表現⼒
上記５項目の知識・技能を活用した実験と結果について考察・論述する
③主体的に学習に取り組む態度の観点
上記５項目の知識・技能を深めるための応用技術を自主的に学ぶ授業手法 / Teaching Methods
・教員による資料等を用いた説明や課題等へのフィードバック
・学生による学習のふりかえり
・学生同士の意見交換（グループ・ペアワーク、ディスカッション、ディベート等含む）
・課題探究（プロジェクト学習、課題解決型学習、ケーススタディ等含む）
- 授業計画
Course Content -
授業計画 / Course Content
少人数の班を編成し，以下の実験項目について実験を行う． １つの実験項目は実験準備や報告書作成などを含め，２週続けて実施する．
１．CPUの基礎実験
CPU(中央演算処理装置)はパソコンから携帯電話まで様々な機器に内蔵されてその制御を担っているが，それ自体を意識することは少ない．この実験ではCPUを直接プログラムすることにより，CPUすなわちノイマン型コンピュータの動作原理を学ぶ．
２．FPGAを用いたデジタル論理回路設計
身の回りの製品で使われている電子回路は日進月歩で複雑になっており，もはや人手によってハンダ付けして作成するのは不可能なほど大規模である．これをプログラムのように書いて設計するHDL言語とそれを実現するFPGAボードを用いて簡単な論理演算回路を作成する．
３．インタラクティブ3D環境の構築
一般的なアプリケーションからゲーム，バーチャルリアリティまで，3次元コンピュータグラフィックスを用いたインタラクティブコンテンツは現代のコンピュータシステムにおいて重要な要素となっている．この実験では，Unityゲームエンジンを用いて小規模なプロジェクトを実装し，3Dオブジェクトの操作，物理シミュレーション，マテリアル制御，ユーザー入力処理などの基本的な概念を通して3D環境構築の基礎を習得する．
４．音響・画像処理
音響信号や画像信号は情報通信システムを通じて伝送される最も身近な情報メディアである．これらの情報メディアは情報通信システムにおいて伝送される際，前処理，符号化，復号化，後処理などのプロセスを通過する．この実験では音響・画像処理アルゴリズムを理解するための基礎として，基本的な音響・画像処理の手法について実験を通して学ぶ．
５．知能ロボットの制御
近年，家庭生活の中でもペットロボットや掃除ロボットが商品化され，ロボットがより身近な存在として認知されつつある．この実験ではマイクロプロセッサーと各種センサが搭載されたロボット「SPIKE」とプログラミング言語Pythonを用いて，知的ロボットの制御プログラミングおよび動作検証を行う．授業時間外学習 / Expected work outside of class
実験が時間内に終わるように、十分予習しておくこと．
- 成績評価の方法・基準・評価
Grading Policies /
Evaluation Criteria -
方法 / Grading Policies
定期試験を行わず、平常試験(小テスト・レポート等)で総合評価する。
本科目の成績は，以下の評価によって決まる．
１．実験中の評価：出欠状況，実験の態度など．
２．報告書の評価：形式，実験の目的・原理・方法の理解度，データの処理法，グラフの書き方，実験結果の考察・検討，演習課題の理解度，まとめ方など．
出欠状況および実験中の態度50%、報告書50%で総合的に評価する．基準・評価 / Evaluation Criteria・Assessment Policy
１．CPUの基礎について理解していること
２．FPGAを用いたデジタル論理回路設計について理解していること
３．インタラクティブ3D環境の構築について理解していること
４．音響・画像処理について理解していること
５．知能ロボットの制御について理解していること
- 教科書
Textbooks テキストは関大LMSからpdfファイルの形で配布する．
-
参考書
References
- フィードバックの方法
Feedback Method 実験終了時に適宜講評を行う．
- 担任者への問合せ方法
Instructor Contact ・オフィスアワーについては毎回の授業開始時，終了時等に受け付けます．
- 備考
Other Comments ・実験実施・報告書作成等の日程と諸注意などはガイダンスで具体的に指示するので必ず出席すること．班編成とガイダンス日程については，インフォメーションシステムでの連絡に注意すること．
・取り扱いによっては危険な装置があるため，ガイダンスや実験場の掲示などの注意を厳守すること．また，実験テキストは必ず熟読しておくこと．
・実験は時間内に終わるように，十分予習しておくこと．
・病気などで止むを得ず遅刻, 欠席する場合（証明書類必要）は，速やかに連絡し，担当者の指示を受けること．