コンピューターの仕組みについて

教えてください。コンピューターのビット値（0,1）で、どのようにして電流信号を流しているのでしょうか。基本的なところを教えて下さい。

No.3 ベストアンサー 回答者： air_supply 回答日時： 2018/03/17 10:49

"コンピューターのビット値（0,1）で、どのようにして電流信号を流しているのでしょうか。

"
→　これは、スイッチと一つと電池、それに電球で置き換えれば説明できます。手元に電池とスイッチがあり、配線 2 本で電球に繋がっている回路を感が手下さい。

電球が付いていない＝電圧が掛かっていない状態を "0" とすると、スイッチを入れると電圧が掛かり電流が流れて電球が点灯します。 これが "1" の状態になります。このような回路を複数設ければ、スイッチ側で操作した内容を、電球(見ている側)に伝達できます。8 回路を用意すれば、8bit＝1Byte になります。

スイッチで "00000000～11111111" の状態を電球に伝達すると、16進で "0～FF" を送ることができます。原理的には、これを半導体に置き替えたものになります。

8bit 分を同時に送るのが "パラレル(並列)" 伝送で、1 回路だけで送るのが "シリアル(直列)" 伝送です。

パラレルは、高速の場合、信号伝達の同期を取るのが難しくなります。沢山のスイッチをパチパチ、入れたり切ったりするのを高速で操作するのは難しそうですね(笑)。実際は、コンピュータ内部ではロジックを使って、もっと複雑に組まれていますので、タイミングを合わせるのは難しくありません。しかし、外部に引き出すと途端に高速で送ることが難しくなります。

シリアルは、1 本の信号線で伝達しますので、ON/OFF のタイミングを気にすることなく、高速で信号を送ることができます。USB や SATA 等のインターフェースが全てシリアルになっているのはそういう理由があります。

また、配線には必ず信号伝達に遅延が発生しますので、高速に送るための限界があります。シリアルは、順番に送られてきますので、理論上は限界はありません。最近の外部インターフェース全般がシリアル化しているのは、そう言った理由があります。

肝心のコンピュータ内部の信号についてですが、基本的にはスイッチと電球の関係と同じで、全て ON/OFF 回路で接続され、ピタゴラスイッチのように伝達されて行きます(笑)。実際は、複雑なロジック回路で構成されおり、一瞬で一つのステート(状態)が伝達されます。この信号伝達には、電圧と電流の両方が使われていますね。

詳しくは、下記の "コンピュータハードウェア" をクリックして下さい。原理的なことから、ロジックの基本までが説明されています。
https://books.google.co.jp/books?id=Mdtd7OwzO04C …

この回答へのお礼

ご丁寧にご教示ありがとうございます。基本から学んでいきます。

お礼日時：2018/03/18 20:26

No.2 回答者： kmee 回答日時： 2018/03/17 09:49

基本は電線でつながっています。

乾電池と豆電球をつなぐのと一緒です。



もうすこし具体的にどこが知りたい、とか無いと、どう回答していいかわかりません。

この回答へのお礼

申し訳ありません。わからないところがわからない状態です。もう少し書籍で独学します。

お礼日時：2018/03/18 20:27

No.1 回答者： t_fumiaki 回答日時： 2018/03/16 21:54

コンピューターの中のCPU(Central Processing Unit：中央処理装置)と言う装置が、ビット値からなる機械語(プログラム)を取り込むと、そのビットパターンに応じて回路のON/OFFが行なわれる。

行なわれる様にハードウェアが設計され、組み立てられている。
これにより電流がON/OFFされる。

だからCPUはとてつも無い巨大電子回路になっている。

コンピューターの初期の時代では、今のパソコンの数万分の1の能力しかなかったけど、重量は数十トンも有った。

今は巨大電子回路がマイクロチップ化されている。

この回答へのお礼

ご回答ありがとございました。コンピューターについて素人なので良く知りたいと思っています。ご回答の内容が難しいので、自分でも理解できるように書籍や実習で今後勉強していこうと思います。ありがとうございました。

お礼日時：2018/03/17 04:17