論理ゲートは、 そもそもどこから来るのか？
トランジスタが生まれる前、コンピュータは銅線とクリック音で考えていました。機械式リレーをキャンバスにドラッグして配線し、本物の回路が計算する様子を見てみましょう——アーマチュアが吸着し、接点が火花を散らし、すべてのクリック音は1940年代の機械そのものの音です。これが、あらゆるANDゲートの下にある物理層です。
論理ゲートは魔法ではありません。 磁石で引き寄せられて閉じるスイッチです。
これまで使ってきたすべてのゲートは、3つの物理的な考え方に行き着きます。リレー1つずつ、その仕組みを見てみましょう。
1 · 電磁石
コイルに電流を流すと磁石になり、鉄のアーマチュアを引き寄せます。
2 · 接点
動くアーマチュアがスイッチを切り替え——一方の経路を閉じ、もう一方を開きます。こうして電気が電気を制御します。
3 · 論理
リレーを直列につなげばAND、並列につなげばOR、接点を反転させればNOT。論理ゲートのすべてが——金属から組み上がります。
アニメーションではなく、 シミュレーションです。
キャンバスの下では、本物のDC回路ソルバーが動いています。見栄えのための偽りは一切ありません。
本物の電圧と電流
オームの法則とキルヒホッフの法則で実際のノード電圧と電流を解き、ランプは消費する電力に応じて明るさが変わります。
機械的に忠実
アーマチュア、ばね、接点の幾何学が実機のように動きます——22ミリ秒の吸着、そして1つのリレーが次を動かす段階的なカスケード。
本物の音
すべてのクリック音は録音されたオムロン製リレーの音で、接点が閉じる・開く瞬間に正確に鳴ります。音をオンにして、コンピュータが考える音を聞いてください。
7つの言語
ラボのすべて——メニュー、ラベル、すべての例題——が English、中文、日本語、Español、한국어、Deutsch、Français に対応しています。
第0章、 そして登っていく。
DigiSimは、1つのANDゲートから動作する8ビットCPUまで導きます。リレーラボはその下の段を補います——ゲートを「使う」だけでなく、金属から「作る」のです。準備ができたら、そのまま登り続けましょう。
- 1 リレー 現在地
- 2 論理ゲート
- 3 加算器
- 4 メモリ
- 5 8ビットCPU
24の回路、 すぐに動かせます。
どの例題も完全に配線済み——読み込んで、入力を切り替え、リレーがカスケードする様子を見てください。Charles Petzoldの『CODE』の章立てに沿っているので、この一式は本そのもののように読めます。
『CODE』を読んでいますか？ 本に出てくる回路を、すべて作ってみよう。
Charles Petzoldの『CODE』は、懐中電灯からCPUまで計算の歴史をたどります——そしてリレーこそ、それが現実になる場所です。ラボの例題は本の章立てに沿っているので、1ページ読んでから、それが動く機械に変わる様子を見られます。
「リレー」から始める