ソフトウェアって必要？論理回路で十分？

Question

論理回路ってあるじゃん。notとかandとかorとかnandとかexorとか加算器とかフリップフロップとかシーケンスとかです。

論理回路があれば、それを組み合わせて色々できると思います。だけど、これだけでは限界があるでしょうか？資源が豊富でコストを気にしなくて良いのなら、論理回路だけでヤフーみたいなホームページを作れるのでは？

ソフトウェアって必要ですか？ソフトウェアが無ければコンピューターは鉄の塊に等しいと聞いたことがありますが、ウソですよね？エニアックは真空管の論理回路だけで出来たコンピューターで、ソフトウェアが無かったと認識してます。電卓にソフトウェアは無い気がする。

ソフトウェアが無くてもコンピューターになるけど、汎用性や拡張性を求めるならソフトウェアがあると便利、こういう話？計算機能、ワープロ機能、メール機能、ビデオ会議機能、ゲーム機能など、必要機能を全てハードウェア（論理回路）だけで作ろうとすると、大掛かりになりすぎる（出来ると言えば出来るけど）。だから、ハードを絞り込んでソフトの切り替えで多機能性を実現しているのでしょうか？

neuron-x · Accepted Answer

その通りです。
その気になれば、全てハードウェアで表現することも可能です。ソフトウェアを利用するより、ハードウェアだけで構築されていた方が処理速度などでも有利になります。

しかし、ハードウェアの場合は「処理の内容を変更しよう」と思ったときに、回路の組み直しなど非常に手間がかかります。ソフトウェアなどでは、このような変更が頻繁に発生するため、そのたびに全てのハードウェアを交換…などという方法は現実的には無理があります。

そのため、ハードウェアはある程度汎用的な処理が実現できるように作成し、その上に各ソフトウェアを作成して柔軟な対応が行えるようになります。こうしておけば、ソフトウェアの一部だけを修正して簡単に修正ができます。（もしハードウェアだったら、利用者全てのハードウェアを交換する…って、かなり難しいですよね！）

notnot · Answer

コストと開発期間が無制限でいいのなら、おっしゃるとおり、ソフトウェアは要りません。

バグがあったときに、ハードウェアだけで構成されていると作り直しにお金も時間もかかります。
モジュールに分けての開発もしにくいので、膨大な開発工数がかかりそう。
デバッグもデバッグ用のハードウェアを作って、完成したらまた、本番用のハードウェアを作り直して。

電卓も1960年代の初期の物はハードウェアのみだったけど、コストダウンと各種モデルの開発期間短縮のために、1970年頃にCPU+ソフトウェアに切り替わってます。

don_go · Answer

＞エニアックは真空管の論理回路だけで
＞出来たコンピューターで、ソフトウェア
＞が無かったと認識してます。
＞電卓にソフトウェアは無い気がする。
どちらもソフトウエアが必要です。

そして、論理回路だけでプログラムを実行
させようとする場合、実行させようとする
プログラムを変える毎に、論理回路を配線
及びスイッチ等を物理的に変更する必要が
あります。
＃1000ステップなら1000個、100万ステップ
＃なら100万個

SPROCKETER · Answer

ソフトウェアでも処理速度が間に合う程度のものであれば、プログラムで動かした方が開発が容易になるからで、どうしても処理速度が間に合わなければ、ロジック回路で作るしかありません。

ソフトウェアが必要になったのは、複雑な処理系が簡単な命令の羅列で作成出来るからです。たとえば、以下のようなものです。

ＡＤＤ　ＥＡＸ，１２３４５６７８

これはＥＡＸレジスタに３２ビットの数値である１２３４５６７８を加算する命令ですが、これを論理回路で作成すると、３２ビット分のＡＮＤ，ＯＲ，ＮＯＴ，ＥＸＯＲなどの論理命令で構成される複雑な回路を設計しなければなりません。

ところが、ソフトウェアならば、１命令で済んでしまうわけですし、変更も簡単です。複雑な処理系になるほどソフトウェアで作るしか方法が無くなり、論理回路で設計していたのでは開発時間がかかり過ぎる問題が出て来ます。

ソフトウェアにも論理命令は存在します。用途に合わせて作る為にソフトウェアが必要とされるわけです。

TXV12003 · Answer

可能ですよ。

ＦＰＧＡなどは、お考えに近いのではないでしょうか。
また、プログラム書き換えをあまり重視しないコンピュータにはハーバードアーキテクチャが採用されています。
炊飯器など家電製品に内蔵されているマイコンなどは、書き換えのできないワンタイムＥＰＲＯＭにプログラムが書き込まれています。プログラム領域はＲＯＭ、変数などはＲＡＭに配置されています。
ただし、プログラムにはバグがつきものです。最近は、書き換えが簡単にできることも重要になっています。最近では、インターネットを利用して、フラッシュＲＯＭを書き換える事ができるマイコンを使った家電が増えましたね。

ソフトウェアって必要？論理回路で十分？

その通りです。

コストと開発期間が無制限でいいのなら、おっしゃるとおり、ソフトウェアは要りません。

＞エニアックは真空管の論理回路だけで

ソフトウェアでも処理速度が間に合う程度のものであれば、プログラムで動かした方が開発が容易になるからで、どうしても処理速度が間に合わなければ、ロジック回路で作るしかありません。

可能ですよ。

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