先月投稿の続きです。今回も長ったらしい文章ですがお付き合いください。
デジタルは離散量なので全て、0と1の世界です。0と1しか無いんで簡単でしょ。って思った方は甘いですねー。
前回の投稿にて、0と1で表現されるのがデジタルだとお話しました。なんで0と1だけであらゆるものが表現できるのかを考えた事がありますか。
とくに、計算機の世界では四則演算や微積分いった高度なあらゆる計算が0と1だけで実現可能だとは分かりませんよね
実は、0と1だけの世界でも現実世界でも同様に扱えることは分かっているのです。詳細は色々と調べて見てください。
IEEE(https://ja.wikipedia.org/wiki/IEEE)で規格化もされています。
しかもCPU(中央演算処理装置)といった半導体は、基本加算しかできません。だってOnとOffしか無いのだからね。
なぜ加算(足し算ね)しかできない装置がここまで色々できるのかは、普通は知らないですよね。
加算(足し算)だけであらゆる計算ができるって事実は多分知らない方が多いのではないでしょうか。
という事でデジタル化の基礎について今回は投稿させて頂きます。
時は先のぼり、1950年代、半導体が発見されその後IC(Integrated Circuit)と呼ばれる集積回路に発展しました。
いわゆる半導体とは、導体(電気を通す物質)と絶縁体(電気を通さない物質)との中間当たる物質の事を言います。
この半導体の代表的な物に、「トランジスタ」があります。実は、今日のデジタル化の発展においてはこのトランジスタが大きな役目を担っています。
実は、この有名な「トランジスタ」が大きな変革をもたらすことになったのです。
皆さんは、中学校時代にすでにトランジスタと関わりを持ったことがあると思います。
「〇〇石ラジオ」とか言っていた、あれです。「〇〇石なんちゃら」といった表現(昭和時代の表現かも)は、トランジスタがセラミックのパッケージに由来しているのではないかと筆者はおもっています。
まぁ、どうでも良いのですが、間違っていたらご指摘くださいませ。
トランジスタという半導体は、増幅器としての役割を学んだと思います。しかし、トランジスタは増幅の機能だけではなく、スイッチングという別の機能もあることが後に分かりました。
この「スイッチング」という機能が、今日のデジタル化において最も重要な機能なのです。ここ超重要なとこですよ。
もうお分かりかも知れませんが、スイッチングは言わすもかなONとOFFという1と0という世界なのです。
機械的なスイッチング(昔のコンピュータ)は、リレー(電磁石を利用したスイッチ)と呼ばれる機械式でしたので、膨大な電力と膨大なスイッチ音量(カチカチとうるさかった)がありました。
しかし、トランジスタのおかげで機械式スイッチは廃れていったのです。
FA業界では、これを無接点式とも呼んでいます。
まぁ早い話が、スイッチがたくさんあるという事が今のCPUって事です。
パソコンを買うときに、よく「何ビットCPU」とかいうアレです。ビットとは簡単に言うと先ほど述べた、スイッチの数なのですよ。
最近では64bit(スイッチが64個ある)が主流で、表現される数値は、2の64乗(べき乗なのは0と1しかないから)なので、18,44千兆(正確には18,446,744,073,709,551,616)くらいとなるのですが、分からんくらいおおきいですね。
大きな種類の計算が可能でありかつ、機能分岐させることも可能という事なのです。
また、長文になってしまいごめんなさい。
来月は、デジタルについてもっと深く掘り下げて書きたいと思います。
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