岩波講座 情報科学13
$$M(X,Q,Z,\delta,\omega)$$
$$X : 入力集合$$
$$Q : 状態集合$$
$$Z : 出力集合$$
$$\delta : 状態遷移関数$$
$$\omega : 出力関数$$
数式でハードウェアやソフトウェアを表そうとするとフィードバックや記録、非同期はどうしたら良いのだろうかと思っていました。
数学があって何かしらのアルゴリズムの記述方法があってハードウェアやソフトウェアの機能を表すと別の本で知り、良かったと思っていたのですが、この本を読むと数式で全てを表していたのでびっくりしました。
ブール代数をこの本のように使えば実際の機能を抽象化し評価できるのですね。とても素晴らしい。
ChatGPTに聞いてみた。
User
HTR-121は何ですか。
ChatGPT
HTR-121は、特定の製品や技術に関する具体的な情報がないため、一般的な解釈でお答えします。
HTR-121は一般的な型番の形式であり、通常は製品やデバイスのモデル名、部品番号、または製品コードとして使用されます。ただし、この型番に関する具体的な情報がないため、その製品やデバイスについての詳細な説明は提供できません。
もしHTR-121に関する特定の製品やコンテキストがあれば、それに基づいてより具体的な情報を提供することができますので、詳細をお教えいただければ幸いです。
User
電源トランスのHTR-121は何ですか。
ChatGPT
HTR-121は、電源トランスの型番である可能性があります。ただし、一般的な標準化された命名規則ではないため、具体的な製品やメーカーによって異なる意味を持つ可能性があります。
電源トランスは、主に電力供給回路で使用され、入力電圧を変換し、必要な電力を出力する役割を果たします。一般的な電源トランスには、入力電圧、出力電圧、容量、周波数などの仕様があります。これらの仕様に基づいて、適切な電源トランスを選択する必要があります。
したがって、HTR-121についての具体的な製品仕様やメーカー情報などが提供されない限り、HTR-121に関する具体的な詳細情報を提供することはできません。電源トランスの仕様や用途に関する具体的な情報をお持ちであれば、それに基づいてより詳細な回答を提供できるかもしれません。
User
TOYOZUMI HTR-121は何ですか。
ChatGPT
TOYOZUMI HTR-121は、電源トランスの型番です。TOYOZUMI（豊積電機株式会社）は、電子部品や電力関連製品を提供する日本のメーカーです。
HTR-121は、TOYOZUMIが製造・販売する電源トランスの一つであり、特定の仕様に基づいて設計されています。具体的な仕様や特徴については、TOYOZUMIの公式ウェブサイトや製品カタログなどで確認することができます。
一般的に、電源トランスは電力供給回路で使用され、入力電圧を変換し、必要な電力を出力する役割を果たします。TOYOZUMI HTR-121は、TOYOZUMIの製品ラインアップの中で提供される電源トランスの一つであることを示しています。具体的な仕様や用途については、TOYOZUMIの製品情報を参照してください。
User
TOYOZUMI HTR-201は何ですか。
ChatGPT
TOYOZUMI HTR-201は、TOYOZUMI（豊積電機株式会社）が製造・販売する電源トランスの型番です。HTR-201は、特定の仕様に基づいて設計された電源トランスであり、TOYOZUMIの製品ラインアップの中で提供されています。
具体的な仕様や特徴については、TOYOZUMIの公式ウェブサイトや製品カタログなどで詳細を確認することをおすすめします。一般的に、電源トランスは電力供給回路で使用され、入力電圧を変換し、必要な電力を出力する役割を果たします。
TOYOZUMI HTR-201は、特定のアプリケーションや使用条件に応じて選択されることがあります。具体的な用途や仕様については、TOYOZUMIの製品情報を参照してください。
ChatGPTに聞いてみた。
User
HTR-121は何ですか。
ChatGPT
HTR-121は、特定の製品や技術に関する具体的な情報がないため、一般的な解釈でお答えします。
HTR-121は一般的な型番の形式であり、通常は製品やデバイスのモデル名、部品番号、または製品コードとして使用されます。ただし、この型番に関する具体的な情報がないため、その製品やデバイスについての詳細な説明は提供できません。
もしHTR-121に関する特定の製品やコンテキストがあれば、それに基づいてより具体的な情報を提供することができますので、詳細をお教えいただければ幸いです。
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電源トランスのHTR-121は何ですか。
ChatGPT
HTR-121は、電源トランスの型番である可能性があります。ただし、一般的な標準化された命名規則ではないため、具体的な製品やメーカーによって異なる意味を持つ可能性があります。
電源トランスは、主に電力供給回路で使用され、入力電圧を変換し、必要な電力を出力する役割を果たします。一般的な電源トランスには、入力電圧、出力電圧、容量、周波数などの仕様があります。これらの仕様に基づいて、適切な電源トランスを選択する必要があります。
したがって、HTR-121についての具体的な製品仕様やメーカー情報などが提供されない限り、HTR-121に関する具体的な詳細情報を提供することはできません。電源トランスの仕様や用途に関する具体的な情報をお持ちであれば、それに基づいてより詳細な回答を提供できるかもしれません。
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TOYOZUMI HTR-121は何ですか。
ChatGPT
TOYOZUMI HTR-121は、電源トランスの型番です。TOYOZUMI（豊積電機株式会社）は、電子部品や電力関連製品を提供する日本のメーカーです。
HTR-121は、TOYOZUMIが製造・販売する電源トランスの一つであり、特定の仕様に基づいて設計されています。具体的な仕様や特徴については、TOYOZUMIの公式ウェブサイトや製品カタログなどで確認することができます。
一般的に、電源トランスは電力供給回路で使用され、入力電圧を変換し、必要な電力を出力する役割を果たします。TOYOZUMI HTR-121は、TOYOZUMIの製品ラインアップの中で提供される電源トランスの一つであることを示しています。具体的な仕様や用途については、TOYOZUMIの製品情報を参照してください。
トランジスタを使ったレールスプリッターが上手く動かなかったので電源トランスを使うかスイッチング電源を使うか迷っていたところ豊澄電源機器のいくつかの製品が2021年8月で製造中止になることを知りました。
しばらくは流通在庫があるので入手できると思いますがせっかくの機会なので買いました。
よく使いそうな電圧のトランスを二つ手に入れました。これで整流すれば直ぐに直流電源として使えます。トランスなのでマイナス電源も作り易いです。両方とも重さが1kg位あるのが少し難点ですが持ち運ぶことはないので実験用電源はこれで作ろうと思います。
実際の電源は全てインバーターになってしまいましたが古い部品であれやこれやするならば電源もトランスの方が良いかもしれません。
次に設計するのは最も難しい命令デコーダです。いきなり図が書けないので仕様を整理していきます。
リセット後、ROMの0000Hから実行される。
RAMにもプログラムを置けるので命令レジスタにロードする時に切り替えがある。
クロックごとにカウンターがアップされ次の命令が実行される。
命令長は8ビットまたは16ビットがあるのでメモリから読み出した後命令かデータか区別しなければならない。
なので
リセット
初期状態なので命令はROMからロードする
ROMの0000Hから命令レジスタにコマンドをロード
8ビット命令か16ビット命令か判定する
8ビット命令の時、次のクロックに移る
16ビット命令の時、次のクロックはデータとして処理し、その次は命令とする
CPUを作るといっても個人のできる範囲でとなりますので再小規模で手作りします。現実的な方法としてロジックICで作ります。ネットで検索するとリレーやトランジスタで作っている人もいますが費用と手間を考えるととても真似できません。また、74LS181などのALUも使いません。命令の体系が一つのICに依存させると将来の制限に繋がるような気がするからです。
CPUの中枢がALUという人もいますが個性が発揮されるのはやはり命令デコーダになります。命令デコーダの設計によってそのシステムの個性が決まります。
部品数をなるべく減らしたいので出来る限り単純な命令デコーダを設計しようと思います。74LS154は4to16なのでこの範囲に収まるようにしていきます。
最近、益々人工知能と名打ったものやことが増えてきました。当然ながらそれを支えるテクノロジー分野でも人工知能を生みながら自らへの応用も盛んに行われているでしょう。
ならばソフトウェア開発も人工知能にお任せの時代がもうきているかもしれません。人類がソフトウェア開発から解放される日はいつなのでしょうか。
人工知能でソフトウェア開発できるようになったらCPUごとに異なるソフトウェアを開発しなくても良くなると思います。アーキテクチャが異なればそれに合わせてソフトウェアを作らなくても良く、きっと多様なCPUが普及していくでしょう。
そこで気が早いですが今から新しいCPUを作ってみます。人工知能でソフトウェア開発ができるようになる時代を見据えて新しい概念でできたら嬉しいです。
タイトルに付けた8n-Bit Computerとは最小構成が8bitなのですが利用環境に合わせて16bitでも32bitでも64bitでも128bitでもそれ以上でも使えるコンピュータです。途中で頓挫するかもしれませんがチャレンジしてみます。
前回の 0と1の列を8桁に揃えて16進数に置き換えてみました。そうするとマシン語と呼ばれているものになります。
出力：1000,0000 = 80
演算：0011,1000 = 38
入力：0111,1000 = 78
出力：1011,0000 = B0
演算：0000,1000 = 08
入力：0111,1000 = 78
桁は減りましたがまだただの数字なので覚え難いです。一目見てわかるような文字列に置き換えてみます。
80:OUTR
38:PASS
78:IN
B0:OUTA
08:AND
78:IN
命令のようになったので処理の流れが読めるようになってきました。
| OUTR | 出力をレジスタにする |
| PASS | 入力をそのまま出力する |
| IN | 入力を外部入力とする |
| OUTA | 出力をAとする |
| AND | AND演算する |
| IN | 入力を外部入力とする |
実際にROMに書き込むときはOUTRを逆に1000,0000に戻せば良いです。人間でもわかる単語で命令を順に記述し、それを2進数に置き換え、0は電圧をLowに、1は電圧をHighにしてROMに書き込みます。これこそがソフトウェアですね。
ChatGPTに聞いてみた。
User
TC428CPAは何ですか。
ChatGPT
TC428CPAは、パワーモスフェットやIGBT（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）のドライバICです。このICは、高速でパワーデバイスを制御するための信号増幅や電流駆動機能を提供します。
TC428CPAは、シングルチャンネルのドライバであり、入力信号を増幅し、高電流でパワーデバイスを駆動する能力を持っています。また、ドライバの出力は高速でスイッチングされるため、パワーデバイスの効率的な制御を可能にします。
TC428CPAは、DCモーター制御、リレー駆動、電源スイッチング、LED駆動など、様々なアプリケーションで使用されます。特に、高速スイッチングや高電流制御が必要な場合に適しています。
ChatGPTに聞いてみた。
User
SN74LS283Nは何ですか。
ChatGPT
SN74LS283Nは、4ビットの並列二進加算器（全加算器）ICです。このICは、2つの4ビット入力（A0〜A3、B0〜B3）および1つのキャリー入力（C0）を持ちます。それぞれのビット位置において、入力された2つのビットと前のビット位置からのキャリーを加算し、結果とキャリーを出力します。4つの出力（S0〜S3）は、ビットごとの加算結果を表します。また、1つのキャリー出力（C4）も提供されます。
SN74LS283Nは、複数ビットの二進数の加算に使用されます。特に、算術演算やデータ処理などのデジタル回路において、数値の加算を行う際に使用されます。TTL（トランジスタ・トランジスタ・ロジック）ファミリーのICであり、高速で信頼性のある加算機能を提供します。
