学研の４ビットマイコン「ＧＭＣ－４」－その２－論理回路

先日の日記 でご紹介した「大人の科学マガジンVol.24－４ビットマイコン」にはまっています。
付録のマイコンキットも面白いのですが、コンピュータの原理や歴史を知るための雑誌としても良くできています。

記事の中に、コンピュータの「計算ができる仕組み」の解りやすい解説があります。

ちょっと息抜きに、Excelを使って加算をおこなう論理回路を再現してみました。

まず、１ビットどうしの単純な加算をおこなう「半加算器」を作ります。

論理積(AND)ゲート２個、論理和(OR)ゲート１個、論理否定(NOT)ゲート１個を図のように組み込むと「半加算器」ができあがります。
排他的論理和(XOR)が使えると、ANDとXORの２ゲートだけで「半加算器」を作れるのですが、Excelの論理関数にはXORがありませんから、オーソドックスな回路にしています。

※論理回路を実装する時にはXORゲートは結局AND、NOT、ORで構築することになります。

お気づきのように、「半加算器」をいくつ並べても計算器としては使えません。
これに、下位の桁からの繰上りも加えて結果を出す回路が必要です。
「半加算器」２個、ORゲート１個を組み合わせると「全加算器」を作ることができます。

これで二進数の一桁の計算が可能になります。
この「全加算器」を計算させたい桁数分だけ並べれば加算回路の完成です。

ここでは、Excelで４ビットの加算ができる回路を作ってみました。

一つの「全加算器」に使うExcelの関数は次のようになります。

[計算結果] = AND(OR(AND(OR(x,y),NOT(AND(x,y))),z),NOT(AND(AND(OR(x,y),NOT(AND(x,y))),z)))
[上位桁への繰上り] = OR(AND(AND(OR(x,y),NOT(AND(x,y))),z),AND(x,y))

これを４組埋め込んで・・・
入力された十進数を二進数に変換するテーブルを用意して・・・
計算結果の二進数を十進数に変換して・・・

一桁電卓の完成です。

1971年に発表された世界初の商用４ビットマイコン　Intel 4004　は約2,300個のトランジスタで作られていました。

これだと、Excelのシート上に論理ゲートを埋め込む事でシミュレーションできるかも・・・

しませんけど・・・^^;

と言いつつ、「全加算器」にNOTゲートを組み込んで、引き算用の回路を作ってみようかと思ったりしています。

ついでに、二進数と十進数の変換用のエンコーダーとデコーダーも論理回路で作ってみましょう・・・　ヤバ　(^^ゞ

このエクセルのシートのダウンロード Addm.xls (80.5K)

学研の４ビットマイコン「ＧＭＣ－４」－その１－組み立て

学研さんの「大人の科学マガジン－Vol.２４」を購入しました。

今回の付録は４ビットマイコンです。※１

僅か4MHzで動作する４ビットＣＰＵ（中央演算処理装置）。※２

入力に使えるのは0～Fの16個の数字キーだけ。

出力は、7個のLEDと1個の数字表示LED、それとスピーカーだけ。

プログラムを格納できるメモリーは80個、データを格納できるメモリーは16個だけ。※３

さて、これで何が出来るのでしょうか？？

　：

いろんな事が出来そうです。

今のパソコンは、インターネットの閲覧や文書作成、写真の整理や音楽鑑賞用の親機といった生活に欠かせない道具になっています。

一方で、高性能なハードウェアや巨大なオペーレーティング・システム（ＯＳ）によってブラックボックス化も進んでいます。

とはいえ、今の高性能パソコンも、基本の仕組みの部分や設計の考え方はこのマイコンと変わりません。

○　コンピュータの基礎を理解する。

○　二進数での演算の仕組みを理解する。

○　プログラミングの基礎を理解する。

といった教材としての使い方も面白そうです。

本誌の記事も「マイコンの歴史」や「マイクロプロセッサー革新の歴史」「コンピュータのはたらくしくみ」等、ビジュアルにわかりやすくコンピュータの仕組みが学べるようになっています。

2,500円という価格も手頃です。

昔のマイコン少年だけでなく、今の中高生にも是非お勧めしたい一冊です。

付録のキットを開封したところ。
入っているのは基盤の土台になる電池ケース、ワンボードのマイコンにキーシート、ネジが6個。

組み立ては電池ケースと基盤の接続だけです。

組み上げたマイコンのキーを順に押して数字LEDに押した数字が正しく表示されるかどうかの動作確認。

さて、次回以降はプログラムについてもご紹介したいと思いますのでよろしくお願いします。

※１
　この付録は1981年に学研から発売された電子ブロック「FX－マイコンR-165」をもとに作成されています。（当時の価格14,500円）
　既にＮＥＣのPC-8001やシャープのMZシリーズといったパソコンも世に出ていたのですが、学生には高嶺の花だったと記憶しています。
　当時、FXでプログラムを覚えた中高生も多かったのではと思います。

※２
　さすがに、今時４ビットのＣＰＵは手に入らないようで、このマイコンに使われているのは８ビットＣＰＵのようです。
　わざわざ４ビットのＣＰＵをエミュレートして「FX－マイコンR-165」用のプログラムが動作するようにしているのところに学研さんのこだわりを感じて好感が持てます。

※３
　4ビットのメモリーが80個ですから、40バイトという事になります。
　ちなみに、4ビットの情報量の単位をニブル（nibble）と呼びます。

【試用】Googleモバイルのカレンダー機能

当方は、スケジュール管理に基本はレガシィな「紙の手帳」を使っています。
理由は・・・一時ＰＩＭに凝っていたころの行動記録が欠落している事に気がついたからです。
1996年からは同じデザイン手帳を使っています。

とは言え、情報共有用に電子カレンダーも使っています。
職場のグループウェアは、セキュリティの関係で特殊な部署を除いて外部からはアクセスできません。
それに、仕事の特性でごく一部の人だけに行動予定を知っておいていただくだけですし。

という事で、職場のカレンダーのシステムは「会議室や社用車」の予約程度にしか使用していません。

専ら、どこからでもインターネットでアクセスできるGoogleカレンダーを使用しています。

※個人情報漏洩の無い様、設定にも気を使っていますが、内容も主要な予定(詳しい要件は抜き)だけを記載しています。

ドコモ携帯の「Googleモバイル」メニューにはカレンダーのアイコンは表示されません。

携帯から、http://www.google.com/calendar　に直接ログインするとパソコンで登録したスケジュールが閲覧できました。(^^)v

※モバイル版は、未だ閲覧機能だけのようです。

スケジュールの詳細で「場所」を登録してあると、Googleマップで表示してくれます。

何故か縮尺の変更は　「フィート」「マイル」？？？

まだ完全に日本語版にはなっていないんですね。

ただ便利なのは、この地図からGoogleの「乗換検索」が直接起動できるところでしょうか。

しかも、目的地は既に入力済みですし。

予定と場所を確認して、何時に事務所を出れば間に合うかの確認。

来週、梅田のスカイビルで開催されるセミナーに参加するのですが、

南海高野線・難波行　15分
12:59 日本堺東駅(大阪)
13:14 新今宮
JR関空快速・京橋行　16分
13:19 新今宮
13:35 大阪
徒歩　9分
大阪→日本梅田スカイビル

という結果に。(Googleの「乗換検索」は時々目が点になる結果も表示してくれるのであくまで目安にしています）

これが携帯だけで、ストレスなく出来るのはかなり便利です。

Googleカレンダーで公開しているのはこれ。
http://www.google.com/calendar/embed?src=4hn8aoa63ssmgbng4v5uk7gvsk%40group.calendar.google.com&ctz=Asia/Tokyo

2009年の気になるモータースポーツのレース日程です。
まあ、これなら情報漏洩も関係無いですし。

「グーグル焼き」を食べに・・・

わざわざ「なんばパークス」まで出かけてきました。

今Googleでは、「Ｇｏｏｇｌｅで、できること。」という特設サイトを公開されています。
全国版もあるのですが、大阪スペシャル企画 もあります。

要するに、Googleの便利な使い方の紹介なのですが・・・

３月２日（月）までの限定で、大阪のお好み焼き屋さんとコラボで「グーグル焼き」が食べれる企画がありました。

これは行かなくては。(^^ゞ

パークスにある　「HOT PLATE DINING ぼて茶屋 なんば」店まで出かけてきました。

当然メニューには無くて、わざわざ携帯のGoogleで「グーグル焼き」を検索した画面を見せると注文できるというシステムでした。

どんなものが来るか待つこと暫し・・・

「もだん焼き」にマヨネーズでＧｏｏｇｌｅと書かれたものでした。（これだと家でも作れる？）

特典は、「グーグルで、できること。」携帯ストラップが頂けることでしょうか。

これで1,134円は・・・まあよしとしましょう。

鉄道ヴィネットコレクション

今週からファミリーマートさん限定で500mlのペットボトル飲料を買うと付いてくる「おまけ」です。

大宮の鉄道博物館収蔵車両の鉄道ヴィネットコレクション。

・Ｃ５７形式蒸気機関車
　　煙を吐きながら雪景色の中を進む、かつての鉄道の主役

・ブルートレイン「あさかぜ」・・・ナハネフ２２形式客車
　　夜の郊外を疾走するブルートレイン

・特急「ひばり」・・・クハ４８１形式電車
　　田園地帯を滑るボンネット型の鼻面を持つ特急電車

・１０１系電車・・・クモハ１０１形式電車
　　大都会の足、通勤電車

・０系新幹線・・・２１形式新幹線電車
　　列島を駆け抜ける新幹線

の全５種類です。

単体のミニチュアではなく、情景（ジオラマ）を表現したものをヴィネット（Vignette）と呼ぶらしいです。

造形は「海洋堂」さん。

遠近感のある造形になっていて、机上に列車が走る風景が出現します。

※なかなかいい「おまけ」です。

※難点は、ペットのお茶５本を提げて帰ってくるのが「重たい」ことでしょうか？

ＡＮＡユニフォームコレクション

今週火曜日からローソン限定で、ANA UNIFORM COLLECTION [petit]　が缶コーヒーとお茶に付いています。

このフィギュア、2005年に全国の空港とＡＮＡの通販限定で発売された伝説の食玩「ＡＮＡユニフォームコレクション」のプチサイズ復刻版（約１／２の大きさ）です。

さすがにKAIYODO(海洋堂)さんのフィギュアですから良く出来ています。

とはいえ、オリジナルと比べると作りがいまいちな点もありますが、そこは「おまけ」と割り切って・・・

並べるとこんな感じ。

歴代のＡＮＡのキャビン・アテンダント（ＣＡ）さんの制服が一堂に。

デザイナーさんもさることながら海洋堂さんの原型師の皆さんの特徴がでているのも興味深いところです。

1955年　デザイン：－－
　　アメリカ空軍女性隊員制服を参考にした基本ライン。
　　ベレー帽を組み合わせて柔らかさを。
　　原型：安部匠
1958年　デザイン：ANA社員
　　初代のミリタリーチックなデザインから女性的なラインを強調したものに。
　　原型：宮川武
1966年　デザイン：中村乃武夫
　　「トルコブルー」と名付けられた色は、従来のダーク基調の制服に対して新鮮に。
　　原型：ボーメ
1970年　デザイン：芦田淳
　　大阪万国博覧会の開催に合わせて変更。当時流行のAラインミニを。
　　原型：亜野MEGA郎
1974年　デザイン：伊藤達也
　　ロッキード・トライスター就航に合わせて変更。「トライスタールック」。
　　原型：戸田聡
1979年　デザイン：三宅一生
　　B747SRスーパージャンボの就航に合わせて変更。
　　原型：榎木ともひで
1982年　デザイン：芦田淳
　　創立30周年を記念して変更。気品、清潔さ、若々しさ、信頼感をポリシー。
　　原型：ボーメ
1990年　デザイン：芦田淳
　　「親しみやすさ」「躍動感」「若々しさ」「清潔感」を表現。
　　一番永い間、愛用されたモデル。
　　原型：榎木ともひで
2005年　デザイン：田山淳郎
　　2005年5月1日新登場!
　　ＡＮＡグループのすべてのエアラインで統一された最新ユニフォーム。
　　原型：榎木ともひで

※缶コーヒーのおまけ

四膳目

今日、大阪でチェーン展開されているラーメン屋さんからメールが届きました。

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この度は○○ラーメン40周年記念イベント　【携帯ＭＹ箸】へのご応募有難うございました。
堺タカシマヤ店10月第1週目の抽選の結果貴方さまがご当選されましたので、ご連絡
申し上げます。
賞品のお引換は当選された店舗のみで行っております。
尚、賞品引換の際に、携帯の方はこのメールを、ＰＣの方は、このメールをプリントして頂き、店員にご提示くださいませ。
引換期間につきましては、このメールを受け取られた時より、2ヶ月間といたします。
日頃の○○ご利用に感謝し、心よりお待ちいたしております。
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－

一か月ほど前、お店に置いてあったアンケート用紙に答えたのをすっかり忘れていました。今日も仕事でしたから、お昼休みに行ってきました。

いただいたのはこれ。

ケース入りのマイ箸です。
これ、持ち運びに便利そうです。

これでいただいたマイ箸も四膳目になってしまいました。

いただきもののエコバッグも増えていきますが、マイ箸も・・・^^;

やっと寝台急行「銀河」（Ｂトレイン）が走るようになりました。

３月の日記 　で紹介したＢトレインショーティの寝台急行「銀河」です。

動力ユニットが手に入らず、ずーとしまい込んだままでした。

やっと機関車用の動力ユニットが手に入ったので、Ｎ化しました。

寝台急行「銀河」と映画「旅の贈り物」に登場した特別編成列車（ＥＦ５８－１５０、スハフ１２－７０２、マイテ４９－２）

走行シーンはこんな感じです。

「ginga081102_2.wmv」をダウンロード

レイアウトの方はなかなか進みません。^_^;

トヨタメタポリス探訪記（１）

トヨタメタポリス探訪記－１－
とりあえずエントリーしてみました。

年甲斐も無く（？）、この10月に正式リリースされた仮想都市「トヨタメタポリス」 を探検中です。

トヨタメタポリスのコンセプトは、

－人とクルマ、地球と未来・夢・楽しさ、自然との共生を実現する３次元仮想都市－

攻殻機動隊、イノセンス、スカイクロラ等を手がけた押井守監督監修の都市は洗練されたデザインです。
また豊かな緑や水辺も配置されています。

この仮想世界は、株式会社ココア※が運営するバーチャル世界（メタバース）の「meet-me」上に構築されています。

※株式会社ココアについて
３Ｄバーチャルコミュニティ事業を展開する事を目的に2007年3月に設立。
主要株主は、フジテレビ、産経新聞、トランスコスモス、フロム・ソフトウェア、スクウェア・エニックス、イオン、みずほコーポレート銀行等

ユーザー登録の後、サイトから専用ソフトをダウンロード。
常に修正モジュールがあるようで、最初のダウンロードには少し時間がかかります。

開設記念に、期間限定でこの仮想都市でドライブできるバーチャルカーのプレゼントがあります。

まずこれをいただきに、オートモールへ。
※トヨタメタポリス内の施設の場所は、メタポリスさんのホームページに掲載されている地図で事前に確認しておくと迷わずにすみそうです。

エントランスには、Ｆ１の展示車両も。

頭の上の初心者マークが気になるところですが、これは「乗り物に乗る」「会話をする」等、メタポリスやミート・ミー(meet-me)での基本的操作を一通りクリアすると消えます。

さっそくいただいた車でドライブ。

参加者は若い方が多い(と思われます)ですから、この仮想都市でトヨタのある暮らしを続けていけば、将来トヨタ車の顧客になる確率が高いという狙いもあるのかもしれません。

昨日も新車の発表パーティ「Live Talk feat.iQ」が開催されていました。

meet-meにはイオンさんも出店されていて、この仮想世界で必要なものを販売されています。

ネット上の仮想世界で、いろんな企業が販促をしたり、人材募集をしたりという事が増えてくるのかもしれません。

ビジネスモデルの題材として暫くウォッチしておきたいところです。

TOYOTA METAPOLIS
meet-me

缶コーヒーのおまけをディスプレイ

　

アサヒの缶コーヒー「ワンダ」のおまけです。
１０月末から北海道で開催されるラリー・ジャパン（ＷＲＣ）公認のプルバックカーですが、しまい込んでいても可哀そうなので飾る事にしました。

　・SUBARUインプレッサWRX STI
　・SUBARUインプレッサWRC2008
　・三菱ランサーエボリューションX
　・スズキSX4
　・フォードフォーカスRS WRC07（BP FORD ABUDHABI WRT)
　・フォード・フォーカスRS WRC07（STOBART TV M-SPORT FORD RT）

100均で売っているプラスチック製のコレクションボックスに飾る事に。

まず紙粘土で土台を作成。
底板をシナベニヤでコレクションボックスの大きさに合わせてカットします。
周囲の化粧板は、粘土で土台の形を作った後にバルサ板で現物あわせ。

次にアクリル絵の具で下地塗り。
粘土が乾ききる前に周囲の化粧板を付けてしまったので、粘土が乾燥して縮んでしまい若干隙間ができてしまいました。
※紙粘土を使う時は充分乾燥させないといけませんね。

鉄道模型用のカラー砂やバラスト、カラーパウダーでそれらしく。
地面になる砂や道路の砂利をイメージしたバラストの定着は鉄道模型のレイアウト製作のテクニックを使います。
水で薄めたホワイトボンドに中性洗剤（界面活性剤）を数滴たらした水溶液をスポイトでたらして乾くのを待ちます。

早速、おまけのプルバックカーを置いてみました。
今回のおまけは６車種あるのですが、無理に全部飾らずその時々の気分で２台づつぐらい飾れればいいかなと思います。
後は箱に詰め込んでおけば場所も取らないですし。

気分を変えて、別のミニチュアカーを。
ディスプレー用のジオラマは一度作っておけば飾るものを換えていつまでも楽しめます。
あと、少しずつディスプレーに手を入れる楽しみもできます。

昔作った1／43のプラモデル（フランス：Heller社製）
このディスプレーでは1/43のミニチュアが限界です。
※どれくらいの大きさのミニチュアを飾るか、大まかなレイアウトを決める段階で決めておいてください。

なかなか良い感じ　(^^ゞ

今度はサーキットタイプのディスプレー作ってみようかと。

※サーキットタイプですと、土台はスチレンボード、アスファルトはコルクシートが良いかもしれませんね。
いろいろと小品を作ってみる事で、鉄道模型のレイアウト作る際の練習にもなりますし。