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コンピュータ構造
実際に計算ができるコンピューター
機械語
アセンブラ
コンピュータがどのように動作するのか疑問に思ったことがありますか?この講義では、コンピュータの構造と動作原理を最初から最後まで体系的にお知らせします! 😃
単に概念だけを学ぶのではなく、トランジスタを使って動作するコンピュータを作ってみる講義です。
単に図式化された説明だけで概念を習得するのではなく、トランジスタという基本的な半導体素子を使って実際に動作するコンピュータを直接作ってみます。 CPUのコアコンポーネントであるALUと制御装置を作成し、レジスタ(コンピュータの最小メモリ単位)とプログラムが格納されるRAMを直接実装しながら、コンピュータの特性を深く理解することができます。
トランジスタを使用して、コンピュータに必要なすべての論理ゲートを作成します。論理ゲートを理解するために、論理演算とその法則を学習します。論理演算は、コンピュータ構造だけでなくコンピュータサイエンス全体で使用される重要な概念なので、さまざまな知識を習得するために不可欠な基礎となります。
コンピュータを直接作成してメモリを実装すると、メモリを構成するデバイスとその構造を直接目で確認して理解できます。メモリを実際に作り、目で直接確認するのと同じくらい確実な学習方法があるでしょうか?これは高度な開発者として成長する過程で非常に貴重な経験になるでしょう。
機械語を直接定義し、それを活用したプログラミング、そして機械語と1:1とマッチングするアセンブリ語によるプログラミング経験により、低レベル言語の理解を深めることができます。
低レベル言語の理解は、高レベル言語を使用してもより深い洞察を提供します。コードを「なぜこのように書くべきか」を根本的に理解できるようになるからです。
また、高水準言語では達成が難しいレベルのパフォーマンス最適化も可能になります。
コンピュータ構造の概要
現代のコンピュータが作成されるまでのコンピュータの歴史を見て、コンピュータがプログラムを実行する方法を学びます。
コンピュータのコンポーネント
図を通して、コンピュータのコンポーネントを学習し、全体的なコンピュータ構造を可視化します。また、64ビット、32ビット、そして私たちが自分で作る8ビットコンピュータの違いを見てみましょう。
0と1を扱う
コンピュータを理解するには、コンピュータが扱う0と1を知る必要があります。コンピュータがビットを使用して論理演算を実行する方法とさまざまな論理演算技術を調べます。また、ビットで数値を表現する方法とビット関連の重要な概念を一緒に学習します。
コンピュータに必要な部品の作成
トランジスタと呼ばれるコンピュータを構成する最小単位部品を利用して、コンピュータに必要なすべての部品を作ってみる時間です。これにより、論理回路を自然に理解することができます。理論と実践は有機的につながります。
CPUの作成:算術論理演算装置(ALU)
コンピュータの重要な部分であるCPUを作成する最初の時間です。比較的単純な算術論理演算装置(ALU)を最初に作成します。
メモリの作成
プログラムを構成するコードとデータを保存するには、メモリが不可欠です。最も基本的な1ビットメモリから始めてRAMを作成するプロセスを見てください。
手動で計算してみる
これまでに作成された回路を組み立て、制御装置を持たないコンピューターで直接制御装置として機能し、計算を進めることで、ALUがメモリーからデータを取得して計算する過程を理解し、制御装置の必要性を体感できます。
CPUの作成:制御ユニット(CU)
コンピュータの中核部分であるCPUを作成する最後の時間です。CPUの最も複雑なコンポーネントである制御装置を製作して命令体系を定義した後、これに基づいてプログラム可能なコンピュータを最終組み立てることになります。
機械語とアセンブリ言語のプログラミング
私たちが作ったコンピュータと定義した命令を使って機械語プログラミングを実習します。
オペレーティングシステムとバージョン(OS):Windows、Mac、Linux
logisim-evolution 3.9.0
実習からのすべての回路ファイル(.circ)
Gamjabler
「ハードウェアシミュレータをインストールする」の授業を通じて、まず練習環境を構築してみることをお勧めします。
学習対象は
誰でしょう?
コンピュータ工学に初めて触れる学生
IT業界で技術的な基盤を固めたい社会人
コンピューターを自作してみたい方
コンピューターの仕組みを知りたい好奇心旺盛な方々
7,665
受講生
486
受講レビュー
324
回答
4.9
講座評価
8
講座
저는 인프런에서 컴퓨터 과학(CS) 강의를 준비하고 있는 감자라고 합니다! 😄
학생과 주니어 개발자들이 AI 시대에 단순히 AI에 밀려나지 않고, 기본기를 탄탄히 다져 AI를 능숙히 활용하는 개발자로 성장할 수 있도록 돕는 것을 목표로 합니다.
全体
68件 ∙ (7時間 0分)
講座資料(こうぎしりょう):
2. ドライブレコーダー
02:36
3. コンピューターの歴史
05:27
5. 中央処理装置(CPU)
02:46
6. メモリ
02:58
7. 周辺機器
02:32
9. ブール代数 概要
02:36
10. 論理演算
06:32
11. ブール代数の性質と法則
08:30
12. ブール関数
04:51
13. 真理値表を変換する方法
06:02
14. カルノー図
06:44
15. 10進法と2進法
05:26
16. 十進数を二進数に変換する
03:21
17. 16進法
04:54
19. オーバーフローと割り込み
04:21
20. 負数
03:39
21. ブール代数を活用できる方法
02:03
23. NANDゲート
11:12
24. NOTゲート
03:33
25. ANDゲート
03:35
26. ORゲート
01:56
27. XORゲート
02:59
28. 1ビット 2入力 MUX
07:20
30. 8ビット 4入力 MUX
05:21
31. 8ビット8入力 MUX
06:11
32. 8ビット 16入力 MUX
06:34
33. 3ビット デコーダー
08:36
34. 4ビット デコーダー
03:18
35. コントロールバッファ
06:00
36. コンピューター作り 概要
01:55
37. 半加算器
05:37
38. 全加算器
05:41
39. 算術論理演算装置(ALU)
15:57
40. 組み合わせ論理回路と順序論理回路
02:01
41. SRラッチ
06:40
42. Dラッチ
04:20
43. JK Latch
05:22
44. クロックとフリップフロップ
14:42
45. レジスタ
10:05
46. RAM
09:48
47. ALU アップグレード
03:21
48. パソコンの組み立て
22:16
49. 手動で計算する
04:47
50. コマンド
05:30
51. プログラムカウンター
17:20
52. ステップカウンター
14:48
53. 命令フェッチ
13:03
55. コマンド実行 - ADD
05:09
56. コマンド実行 - SUB
04:24
57. コマンド実行 - STOREA
03:52
58. コマンド実行 - LOADI
02:50
60. 命令実行 - OUT, HLT
03:05
61. 出力レジスター
02:14
62. 制御装置組み立て
06:13
63. 機械語プログラミング
04:42
64. アセンブラとアセンブリ言語
02:23
67. 商用コンピューター
08:52
68. これから何を学べばいいですか?
04:20
全体
23件
5.0
23件の受講レビュー
受講レビュー 1
∙
平均評価 4.0
受講レビュー 4
∙
平均評価 5.0
受講レビュー 1
∙
平均評価 5.0
受講レビュー 18
∙
平均評価 5.0
受講レビュー 1
∙
平均評価 5.0
5
Trong số những khóa học trên Inflearn mà tôi đã xem, đây có vẻ là khóa học có chất lượng tốt nhất. Giống như xem YouTube vậy nên tôi xem rất nhanh.
Có vẻ như bạn đã xem một cách thú vị nên tôi cảm thấy tự hào quá~ Cảm ơn bạn Woo Young vì đánh giá khóa học quý báu!😄
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