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コンピュータは論理回路で成り立ってると認識してますが、パソコンなどからプログ...

しょーさん

2019/11/1808:20:57

コンピュータは論理回路で成り立ってると認識してますが、パソコンなどからプログラムをマイコンにコンパイルするとあたかもあらたな論理ゲートが出来たようになりますよね。なぜパソコンからの電気情報で論理回路が

形成できるのでしょうか?

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あみやさん

編集あり2019/11/1809:23:14

物理的な回路が変化する訳ではありません。

基本的な考え方としては、論理回路の仕組みとは、電気信号によって別の電気回路のスイッチが切り替わる
そういう半導体の物理的な特性を使って作られています。

つまり、電気情報=電気信号ですので、それが入力される事により、
回路が切り替わって別の電気信号の流れる先が替わるのです。
それらを複雑に組み合わせることで、様々な処理を実現しています。

ちなみに、パソコンとマイコンは同じ仕組みで動く同じ存在です。
個人向けのコンピュータをパソコン
小型のコンピュータをマイコンと読んでいるに過ぎません。
「自家用車」と「小型車」の関係です。

  • あみやさん

    2019/11/1812:25:37

    ものすごく簡単にすると、

    まず、乾電池と豆電球を繋いだ回路を用意します。
    小学校で使ったようなやつです。
    そのままなら電球は点いたままです。

    その回路の途中に半導体を挟みます。
    半導体の素子には端子が3つあります。
    とりあえず、それをABCとして、AとBを豆電球の回路につなぎます。
    そしてCの端子にはもう一本別の配線を繋ぎます。

    この状態で、Cに繋いだ配線に電圧をかけると、A-B間の通電がオンになり、豆電球が灯ります。
    同様にCに繋いだ配線の電圧を無くせば、A-B間の通電がオフになり豆電球が消えます。

    要するに、Cへの通電の有無によって、「電気の点く回路」と「電気の点かない回路」の
    2つの回路が切り替わった訳です。

    これが根本的な原理です。

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sup********さん

2019/11/1907:41:19

論理回路ができるんじゃなくて論理演算が出来るようにハードウェアが組まれている。
ま、HDL(ハードウェア記述言語)で論理回路が作れるPLDなんてデバイスもあるけどな。

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原沢信道さん

2019/11/1809:22:08

質問の意味が不明ですが、とりあえず回答します。論理回路はハードウエアですので、ソフトウエアであるプログラムからハードウエアで有る論理回路を形成する事は不可能です。ただし、ソフトウエアを使って、ハードウエアの一部を別の論理回路のようにふるまわせる事は可能です、このようなソフトをエミュレータと言います。尚、コンピュータは論理回路と、データを一時的に記憶できるフリップフロップと呼ばれる回路を使った複数個のレジスタを組み合わせて作られています。

せかせかさん

2019/11/1809:20:06

>あたかもあらたな論理ゲートが出来たようになりますよね

そうではありません。
言いたいことはなんとなくわかります。
マイコンにプログラムを書き込んで電源を入れると、そのプログラムに沿って動作しますから「新たな論理ゲートができた」と思うのはわからなくもありません。

実際には新たな論理ゲートができたわけではなく、あくまでも既存のハードウェア上の論理回路に従って、プログラムのデータが処理されているのです。

例えばプログラム上で「変数iの値を1増やす」という処理があったとします。
この場合、「今の値を1増やす」という機能と、「あるメモリの値を読み込む」「あるメモリに値を書き込む」などの機能がすでにハードウェア上の論理回路として形成されていて、それらのハードウェア上の機能が呼び出されているのです。

なので、マイコンはすでにハードウェアとして実装されている以上の機能をプログラムで実行することができません。入出力ポートの機能や、A/D変換、D/A変換の数など、様々な仕様の制限は、ハードウェアで実装されている機能がそこまでしかないからです。

mur********さん

2019/11/1808:51:49

何を言ってるのか解らん。
現在のコンピュータの基礎をなすノイマン型(プログラム内蔵式)コンピュータはソフトウエアで動作する。コンピュータをブラックボックスとしてみると、ソフトウエアによって論理回路が変わったように動作する。(その様に見える)
パソコンからの電気信号で・・・という発想はどこから来るのかな?
コンピュータの基礎的な動作を理解してるの????
自分では朧気ながらに理解してPCも使っている積りだけど、説明するのは難しいね。現在はサポートされてるけど、コンパイラから作らなきゃあいけない時代に育った人間からするとソフトウエアが無ければ、コンピュータもただの箱。
ソフトウエア(コンパイルされてマシンコード化されたモノ)をどの様にターゲットマシンに記憶させるかの方法論で、電気的な信号でやり取りしてる。

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oto********さん

2019/11/1808:46:22

電卓の歴史を調べるとわかりやすいと思います。論理回路(ハードウェア)だけで電卓を開発していると新機能を付加するたびに新たなハードウェアの開発が必要になりコストがかさむので、動作条件など一部を切り分け、その条件をROMに記録し、ROMの内容を読み取りながら動作するようにすれば、ROMの変更だけでいろいろなことができる様になります。インテルはこれを電卓用ではなくマイコンとして売ることを思いついたというわけです。
つまり「入力→論理回路→出力」だったものを「入力+ROM→論理回路→出力」とすることであたかも新しい論理回路を形成したかのようにふるまうわけです。

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