論理回路の しくみ 第10回社内勉強会
今日のテーマ 論理回路はどうして必要か 論理回路はどうやって動いているか 半導体ってすげぇ
おことわり 情報処理試験には出ません デモ中心です たぶん続きかあります
論理演算とは 1bitの情報を演算する true = 1 / false = 0 コンピュータが扱う情報の最小単位
論理回路とは 電気信号を true / false と扱って演算する回路 Lo(w) = false Hi(gh) = true 逆の場合もある Hi = false の回路を「負論理」という 例えば: Lo = 0V Hi = 5V
論理回路の論理図 こんなの見たことあるよね (via Wikipedia) なんでこんなのが必要か コンピュータが 計算するために不可欠
例えば10進数の足し算 37 +  64 101 7 + 4 = 11 1 を書く 1 繰り上がる 3 + 6 = 9 9 + 1 = 10 さっき繰り上がった 1 を足す
2進数の足し算 01 +  11 100 1 + 1 = 10 0 を書く 1 繰り上がる 0 + 1 = 1 1 + 1 = 10 さっき繰り上がった 1 を足す
真理値表 答え 桁上がり キャリー 0 1 1 1 0 0 1 0 S 1 0 1 0 0 0 1 0 C
この真理値表は? S : XOR 排他的論理和 C : AND 論理積 さっきの真理値表について 考えてみよう なんてゲート?
2桁目はどうするか 1桁の演算結果に下位ビットの キャリーフラグを足してやればいい 加算器 半加算器 下位ビットからのキャリーフラグは受け取らない 全加算器 下位ビットからのキャリーフラグを受け取る
デモ 論理回路シミュレータ 源内 CAD http://www.di.takuma-ct.ac.jp/~matusita/GuenCAD/top/
話変わって コンピュータはたくさんの トランジスタでできている トランジスタの役割? ちょう乱暴に言うと「スイッチ」 電気信号のON / OFFで 電流を流したり止めたりできる
デモ Javaアプレットがよくできてるので拝借 http://www.infonet.co.jp/ueyama/ip/semi_cnd/cmos_gates.html
デモ Qucs http://qucs.sourceforge.net/
NANDができた トランジスタ4つでNAND回路ができた それほど難しくない 高校生レベル ゆっくり考えればいずれわかる でもなんでNAND 衝撃の事実 NANDがあればなんでもできる シャレじゃないよ
かいせつ http://www.h5.dion.ne.jp/~wing-x/academic/msel_mechatro/logic.html
今日はここまで 時間が足りませんでしたごめん ド・モルガンとか含めて続編やります とりあえず今日の内容で足し算はできる
参考資料 論理回路  - Wikipedia http://ja.wikipedia.org/wiki/%E8%AB%96%E7%90%86%E5%9B%9E%E8%B7%AF CMOS  論理回路 http://www.infonet.co.jp/ueyama/ip/semi_cnd/cmos_gates.html 井澤 裕司 http://laputa.cs.shinshu-u.ac.jp/~yizawa/ 基本論理ゲート http://www.ie.u-ryukyu.ac.jp/~wada/digital/gate.html NAND で NOT,AND,OR,XOR を表す http://www.h5.dion.ne.jp/~wing-x/academic/msel_mechatro/logic.html 源内 CAD ホームページ http://www.di.takuma-ct.ac.jp/~matusita/GuenCAD/top/ Qucs project: Quite Universal Circuit Simulator http://qucs.sourceforge.net/index.html Introduction to QUCS http://www.sp.es.yamanashi.ac.jp/~ohki/qucs/qucs.html
おしまい ご清聴ありがとうございました

20090401 第10回「論理回路のしくみ」