Prolog 4. コンピュータとデジタルの関係

デジタルとアナログの違いは分かった。

デジタルは2進数で表現する事が出来ることもわかった 。

でも、それがコンピュータと何の関係があるの?

そんなお話

おい、Mっぱげ。早くしろよ、マスターがまた酒飲んじまうじゃねぇか。
最近、ヒゲ先輩、妙にやる気っすね・・・どうかしたんっすか?
毎度、いらっしゃいませ。
って、おい!いきなりはええよ!
まだ店に向かう途中っていう設定だったのに・・・はやいっす

今日は少し話しが長くなりそうなので・・・お二人の前置き部分はカットいたします・・・。

かなり強引だな・・・まぁいいや。それより前回の続きだな、続き。

オイラは、この前置き部分がかなり好きなんすけどねぇ・・・。

ジェニアックの中身

では、早速お話に入りましょう。

前回はデジタルは2進数で表現できると言いました。

今回は、そのデジタルがコンピュータとどんな関係があるのか、でしたね。

では、再び1回目に登場した「ジェニアック」に登場してもらいましょう。

[pic_pro1_2 ジェニアック本体]

今回は、いよいよこの仕組みについてお話していきます。

今までのお話の内容をよーく思い出して聞いてくださいね。

お、おう・・・ゴクリ
マスターの話具合から本気度が伺えるっす・・・今日は帰れるっすかね・・・。
この木箱の中身はなんと!!(ぱかっ
!!!
!!!!
本当に導線と電池だけでした・・・。
もしかして、俺達をだました・・・?
だまされたっすね・・・。

いえいえ、とんでもございません。

これでも本当に立派なコンピュータなんです。

うそこくでねぇ!こんなんで、あんな性別判定なんて出来るか!
そうだそうだー3470円返せー!
うそじゃない・・・と言っている。
・・・ハィ
(今一瞬ドドリアさんが・・・・

ジェニアックの仕組み

失敬。

またまた想定していた反応ですがね・・・きっと当時の子供達もあなた方と同じ反応をしたかと思います。

この中身を見ただけじゃさっぱり分からないと思うので、分かりやすく図に描いてみましょう。細かいところは省略しています。(電池とか)

[pic_pro4_1 回路図1]

この下にある丸は、木箱の上にある茶色い円盤だよな。で、上にあるのが豆電球ってわけか。線が導線だろ?

でも、このANDっていうのはなんだ・・・?

あ、なるほど! まったくわからん!

この図を見た瞬間に分かられたら説明できることが無くなるので私が困ります。

この図はヒゲさんのおっしゃる通りのものです。円盤は電流が流れており、スイッチになってます。

円盤をまわすとA回路またはB回路にそれぞれどちらかに電気が流れるようになっています。

スイッチか・・・なるほど。で、このANDっていうのは?

ANDは、「〜と」っていう意味っすね。

ANDは、そのまま「アンド」といいます。

ANDはすべての入力が1の場合のみ、1を出力します

他にも・・・

ちょいまて・・・おいていくな。

なんだ、電気の話になったかと思えばいきなり0と1とか!全然話がみえねぇぞ!

よかった・・・ヒゲ先輩も分かっていなかったっすね。

前回の話を思い出してください。事象その物を0と1に置き換えるんです。

電流が流れてきたら1、流れていなかったら0です。

へ・・・?
え?

もう一度図を見てください。

[pic_pro4_2 回路図2]

1のAND回路には、左のA、真ん中のB、右側のBに繋がっていますよね?

つまり、それぞれの円盤が、A、B、Bにセットされれば、導線を伝って1のAND回路に電気が流れます。

AND回路はすべてが1、つまり3つすべてに電流が流れれば、上の導線に電気を流します。

あ、はぁ・・・なんとなくわかった。

ってぇと、ABBにセットすると「お前は男だ」の電球が点灯するのか。

ぅ・・・これはオイラが前に答えた奴っすね?

そう、ご名答です。

逆に2のAND回路は、左側がB、真ん中がA、右側がAの場合に上に電気を流します。

その結果、「あなたは女だ」の電球が点灯するんですね。

ははぁ、よく出来てるな、この何とか回路ってぇのは。
なんか、いきなり難易度が上がった気がするっす・・・けど分かってきたかもしれないっすね。

では、お二人さんに問題を出しましょう。

このコンピュータへの全入力パターンとそれぞれの判定結果を、この回路図からみて導きだしてみましょうか。

入力パターンというのは、大丈夫ですか?

あ、あぁ。それぞれ三つの円盤のAとBのパターンをすべて出せばいいんだな?
オイラが前に答えたABBっていうのは一つのパターンで、他にも回答パターンが沢山あるっすもんね。
そうですね、じゃあ少し考えてみてください。
AとAとA・・・・AとBとBで・・・BとAと・・・

B、A、Aに・・・B、B、Aに・・・C、A・・・あれ Cはないっすね・・・

あぁぁぁっ!どこまで数えたか分からなくなってきたっす!!

苦労されてますね。前回の話をまた思い出してください。AとBを0と1に置き換えて考えてみてください。

A=0 B=1で考えると、

AAAが000

BBBが111になりますね。

ほぅ・・・そういうことか。

確か111って7だったよな?

7本のウィスキーボトルを2進数で数えたときに確か出てきたはずだ。

あ、そういえばそうっすね!

じゃあ、全部で7パターンってことっすね!?

よくがんばりましたね、でも違います

000(AAA)からBBB(111)なので、000の分を加えると8個になります。

1) 000

2) 001

3) 010

4) 011

5) 100

6) 101

7) 110

8) 111

これはひっかかるところだったぜ・・・
オイラは思いっきりひっかかってしまったっす・・・

じゃあ、これらパターンの判定結果を先ほどの回路図に沿って考えてみてください。

[pic_pro4_1 回路図1(再掲載)]

えっとだな・・・

「お前は男だ」が点灯する条件が、ABBって事だろ?それ以外は点灯しないっと。

「あなたは女だ」が点灯する条件が、BAAって事だよな。で同じくそれ以外は点灯しないっと。

ん・・・?

っていうことは、これABBとBAA以外の回答をすると電球が何もひからねぇじゃねぇか?

仕事放棄っすね、このコンピュータ

まぁ今回は単純な仕組みで説明したかったので、判別不能の機能は入れなかったです。

でも、伝えたいことはこのコンピュータの機能ではなく、仕組みなので別に問題ないです。

どうですか?コンピュータと2進数の関係性、少しは分かっていただけましたでしょうかね。

コンピュータはスイッチやこういった論理回路の集まりで出来ているという事をお忘れなきよう、お願いいたします。

仕組み・・・あぁ、確かにANDっていう奴が入力の内容によって結果を変えるって奴だな。

これがミソってぇんだろ?

ほへー、でもいまいちこのANDってやつの仕組みがわからないっすねー。

AND回路の仕組みですよね。これも特別そんな難しいものではないんですよ。

それにコンピュータはAND回路のほかにもOR回路、NOT回路、XOR回路、NAND回路など様々な論理回路が・・・

いや、もういい・・・今日はなんだか疲れてきた。
いやぁ久々に頭を使ったっすねー!

まぁまぁ、まだ良いじゃないですか、もう少し付き合ってくださいよ・・・。

冬の夜はお客様も少なくて少し・・・寂しいんです。

・・・寂しいって、仕方ねぇなぁ。
ちょ!ヒゲ先輩!何萌えてるんすかっ
   
べ、別に萌えてなんかねえよ!
取り敢えず今日はお開きにして、また後日来ることにしましょーよ!

そうですね・・・今日は少し難しい内容だったと思いますので・・・。

続きはまた後日にしましょう。

次回は、論理回路ついてお話をしたいと思います。

今日のお会計は・・・5740円になります。

お、おう・・・じゃあ、また後日な。
そうっすね、また今度ー。

では、本日はお越しいただきまして誠にありがとうございます。

またのお越しを心よりお待ちしております。

今日のポイント

 ・コンピュータは、スイッチと論理回路の集まりで出来ている。

 ・論理回路に、AND回路というものがあり、入力値がすべて1の場合にのみ、1を返す

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