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Minecraftで計算機を作ってみた
- 1. Minecraft で計算機を 作ってみた 中井優 Minecraft につ いて レッドストー ン回路につ いて 加算器につ いて レッドストー ン回路で論理 ゲート 補足 今後の発展 参考文献 Minecraft で計算機を作ってみた 中井優 Tsukuba Computer Mathematics Seminar 2022 2022 年 3 月日 1 / 25
- 2. Minecraft で計算機を 作ってみた 中井優 Minecraft につ いて レッドストー ン回路につ いて 加算器につ いて レッドストー ン回路で論理 ゲート 補足 今後の発展 参考文献 Minecraft とは Minecraft とは • マルクス・ペルソン（ノッチ）と Mojang Studios の社員 が開発したサンドボックスビデオゲームである。 （Wikipedia より） • 世界で最も売れたゲーム． • 立方体のブロックで出来た世界で，ブロックを採掘，ク ラフトし，農業や建築，冒険などができる． 2 / 25
- 3. Minecraft で計算機を 作ってみた 中井優 Minecraft につ いて レッドストー ン回路につ いて 加算器につ いて レッドストー ン回路で論理 ゲート 補足 今後の発展 参考文献 ゲームモード Minecraft にはいくつかのゲームモードがある． • サバイバル • クリエイティブ • アドベンチャー • スペクテイター • ハードコア 3 / 25
- 4. Minecraft で計算機を 作ってみた 中井優 Minecraft につ いて レッドストー ン回路につ いて 加算器につ いて レッドストー ン回路で論理 ゲート 補足 今後の発展 参考文献 Minecraft で計算機を作る 今回はクリエイティブモードで，十進記数法で 1 桁どうしの 和を計算できる計算機（4bit 加算器）を作ることが目的． 4 / 25
- 6. Minecraft で計算機を 作ってみた 中井優 Minecraft につ いて レッドストー ン回路につ いて 加算器につ いて レッドストー ン回路で論理 ゲート 補足 今後の発展 参考文献 レッドストーン回路の構成要素① • ボタン • レッドストーンダスト • レッドストーンランプ 6 / 25
- 7. Minecraft で計算機を 作ってみた 中井優 Minecraft につ いて レッドストー ン回路につ いて 加算器につ いて レッドストー ン回路で論理 ゲート 補足 今後の発展 参考文献 レッドストーン回路の構成要素② • レバー • レッドストーントーチ • 信号を反転させる機能を持つ． • これは NOT ゲートに使われる． 7 / 25
- 8. Minecraft で計算機を 作ってみた 中井優 Minecraft につ いて レッドストー ン回路につ いて 加算器につ いて レッドストー ン回路で論理 ゲート 補足 今後の発展 参考文献 レッドストーン回路の構成要素② • レバー • レッドストーントーチ • 信号を反転させる機能を持つ． • これは NOT ゲートに使われる． 7 / 25
- 9. Minecraft で計算機を 作ってみた 中井優 Minecraft につ いて レッドストー ン回路につ いて 加算器につ いて レッドストー ン回路で論理 ゲート 補足 今後の発展 参考文献 レッドストーン回路の構成要素③ • レッドストーンリピーター • 信号の向きを制限したり，遅らせたり，強度を増幅させる 機能を持つ． 8 / 25
- 10. Minecraft で計算機を 作ってみた 中井優 Minecraft につ いて レッドストー ン回路につ いて 加算器につ いて レッドストー ン回路で論理 ゲート 補足 今後の発展 参考文献 レッドストーン回路の構成要素④ • レッドストーンコンパレーター • 比較モードと減算モードがある． • 今回は減算モードを使う． 9 / 25
- 11. Minecraft で計算機を 作ってみた 中井優 Minecraft につ いて レッドストー ン回路につ いて 加算器につ いて レッドストー ン回路で論理 ゲート 補足 今後の発展 参考文献 レッドストーン回路の構成要素④ • レッドストーンコンパレーター • 比較モードと減算モードがある． • 今回は減算モードを使う． 9 / 25
- 12. Minecraft で計算機を 作ってみた 中井優 Minecraft につ いて レッドストー ン回路につ いて 加算器につ いて レッドストー ン回路で論理 ゲート 補足 今後の発展 参考文献 半加算器 ここで一旦加算器について． AND ゲートと XOR ゲートを使って半加算器が作れる． AND XOR X Y C S X Y C S 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 10 / 25
- 15. Minecraft で計算機を 作ってみた 中井優 Minecraft につ いて レッドストー ン回路につ いて 加算器につ いて レッドストー ン回路で論理 ゲート 補足 今後の発展 参考文献 MInecraft で計算機を作るには ということは • AND ゲート • XOR ゲート • OR ゲート をレッドストーン回路で作ることができれば，加算器を Minecraft で作ることができる． 13 / 25
- 16. Minecraft で計算機を 作ってみた 中井優 Minecraft につ いて レッドストー ン回路につ いて 加算器につ いて レッドストー ン回路で論理 ゲート 補足 今後の発展 参考文献 AND ゲート AND ゲート 14 / 25
- 17. Minecraft で計算機を 作ってみた 中井優 Minecraft につ いて レッドストー ン回路につ いて 加算器につ いて レッドストー ン回路で論理 ゲート 補足 今後の発展 参考文献 XOR ゲート XOR ゲート 15 / 25
- 18. Minecraft で計算機を 作ってみた 中井優 Minecraft につ いて レッドストー ン回路につ いて 加算器につ いて レッドストー ン回路で論理 ゲート 補足 今後の発展 参考文献 OR ゲート OR ゲート 16 / 25
- 19. Minecraft で計算機を 作ってみた 中井優 Minecraft につ いて レッドストー ン回路につ いて 加算器につ いて レッドストー ン回路で論理 ゲート 補足 今後の発展 参考文献 完成 • これらを使って，十進記数法で 1 桁どうしの和を計算で きる計算機（4bit 加算器）を作成した． • そのほかにも，レッドストーン回路で十進数と二進数を 変換するエンコーダー，デコーダー，情報を保持できる ラッチ回路を実装した． （補足スライドに詳細あり） • 時間があったらデモをやります． 17 / 25
- 20. Minecraft で計算機を 作ってみた 中井優 Minecraft につ いて レッドストー ン回路につ いて 加算器につ いて レッドストー ン回路で論理 ゲート 補足 今後の発展 参考文献 補足：エンコーダ，デコーダとは エンコーダ，デコーダとは • エンコーダ：十進数を二進数に変換する装置 • デコーダ：二進数を十進数に変換する装置 実際，中の加算器では二進数によって計算が行われるが，端 末の入出力は十進数によって行いたい． 18 / 25
- 23. Minecraft で計算機を 作ってみた 中井優 Minecraft につ いて レッドストー ン回路につ いて 加算器につ いて レッドストー ン回路で論理 ゲート 補足 今後の発展 参考文献 補足：ラッチ回路 計算機の入力は 2 つあり，それぞれにエンコーダを作成する のは大変. 入力された信号を保存しておくような回路（ラッチ 回路）を用意することで，エンコーダを使いまわしたい． 左側のボタンが入力，右側のボタンがリセットとなっている． 21 / 25
- 26. Minecraft で計算機を 作ってみた 中井優 Minecraft につ いて レッドストー ン回路につ いて 加算器につ いて レッドストー ン回路で論理 ゲート 補足 今後の発展 参考文献 今後の発展 今後の発展としては，以下のようなものが考えられる． • 遅延の高速化 • 桁数の追加 • 演算の追加 • 7 セグメントディスプレイの実装 24 / 25
- 27. Minecraft で計算機を 作ってみた 中井優 Minecraft につ いて レッドストー ン回路につ いて 加算器につ いて レッドストー ン回路で論理 ゲート 補足 今後の発展 参考文献 参考文献 参考文献 矢沢久雄． “基本情報でわかる 論理演算「真理値表を書けば、半加算器と全加算器の仕組みがわかる」 ” ．基 本情報技術者試験受験ナビ．2021-12-16． https://www.seplus.jp/dokushuzemi/fe/fenavi/mastering_tech/digital_logic/， （参照 2021-03-05） ． Minecraft Wiki 日本語版．https://minecraft.fandom.com/ja/wiki/Minecraft_Wiki， （参照 2022-03-05） なぎさ． “ 【Minecraft】計算機の作り方を分かりやすく解説！【半加算器】 ” ．ナギサものおき． 2021-02-25．https://nagished.com/20170222/minecraft-half-adder， （参照 2022-03-05） ． 雷火燎原． “Minecraft で計算機をつくってみたい” ．サークル出雲．2017-01-12． http://circleizumo.blog.fc2.com/blog-category-14.html， （参照 2022-03-05） ． ポンタコ（ぽんぬ P） ． “ 【Minecraft】入力信号を保存する「ラッチ回路」の解説と作り方！【レッドストー ン初心者向け】 ” ．PONTAKOBLOG．更新日不明． https://pontako.com/minecraft-redstone-latch/， （参照 2022-03-05） ． 25 / 25