コンピュータメモリー（RAM）の仕組み

仕組みチャンネル

17 Jun 202223:32

Summary

TLDRこのスクリプトは、コンピュータのメモリーとその構成要素について解説しています。特に、RAMとROMの一般的な種類であるRAMに焦点を当て、0と1の二進情報を処理する論理ゲート、特にNANDゲートの機能とその応用方法を詳述しています。スクリプトでは、NANDゲートを使って1ビットのデータを記憶する回路の作り方や、それに基づいてより複雑な情報を記憶・復元する方法が説明されています。また、ASCIIコードの説明や、レコーダーとデコーダーの働き、そしてメモリアドレスレジスタ（MAR）とレジスタの組み合わせによるRAMの構造についても触れています。最後に、現代のパソコンで使用されるメモリ容量と、それを実現するメモリアドレスレジスタのビット数の関係を紹介し、参考書籍の紹介で締めくくっています。

Takeaways

💡 コンピュータのメモリにはRAMとROMがあり、一般的に「メモリ」とはRAMを指すことが多い。
📶 コンピュータは0と1の二進法で動作し、電気の流れている状態を1、ない状態を0と認識している。
🚀 論理ゲートは0と1の処理を行うための基本的な回路で、NANDゲートはその中でも重要な役割を果たしている。
🔁 NANDゲートは2つの入力と1つの出力を持つ。入力が両方1の時だけ出力が0になる。
💧 水の流れを用いて論理ゲートの動作を説明し、入力と出力の関係を理解する。
🔩 NANDゲートを組み合わせることで、データを記憶する回路を作ることができる。
📺 1ビットのメモリは2つの入力と1つの出力を持つ。入力にデータを与え、特定のタイミングで記憶させることができる。
🔑 メモリアドレスレジスタ（MAR）を使用して、RAM内の特定のアドレスを指定することができる。
🗃️ レジスタはRAMの構成要素で、1バイトの情報を記憶・出力できる。
🔄 RAMはランダムアクセス可能で、指定できるアドレスが多いほど記憶できる情報量が大きくなる。
📚 この説明はコンピュータのハードウェアの基本的な仕組みを解説した書籍を参考にしている。

Q & A

コンピュータのメモリとは何ですか？
-コンピュータのメモリとは、データを一時的に記憶する部品で、RAMとROMが一般的に知られています。通常、「メモリ」と言った場合はRAMを指すことが多く、0と1の情報を電気の流れの状態で記憶します。
論理ゲートとは何ですか？
-論理ゲートとは、0と1の情報を処理するための基本的な回路部品で、様々な種類があります。例えば、NANDゲートは2つの入力と1つの出力があり、入力が両方とも1の状態の時のみ出力が0となります。
1ビットのメモリとは何ですか？
-1ビットのメモリとは、2つの入力と1つの出力を持つ回路で、0か1かのデータを記憶することができます。入力の1つは記憶させたいデータ、もう1つは記憶のタイミングを制御します。
どのようにして1ビットの情報を記憶させるのでしょうか？
-1ビットの情報を記憶させるには、NANDゲートを4つ使用して特定の回路を組むことで実現されます。そのような回路を通じて、特定の入力シーケンスに基づいて出力が記憶状態を保持できるようになります。
コードとは何ですか？
-コードとは、電気的な状態（0や1）に対して意味を持たせるための規則です。事前に定義されたコードを用いて、電気の状態を人間が理解できる情報に変換することができます。
1バイトのメモリとは何ですか？
-1バイトのメモリとは、8ビットの情報を記憶できるメモリであり、256通りの状態を持つことができます。これにより、より複雑な意味を持つ情報を表現することが可能になります。
ASCIIコードとは何ですか？
-ASCIIコードとは、0と1の組み合わせを用いて文字や記号を表現するコードです。1バイトのメモリを使って表現されるため、256種類の異なる文字や記号を表すことができます。
レコーダーとは何ですか？
-レコーダーとは、インプットが取り得る全ての組み合わせに対して、アウトプットのうちの1つがオンになり、残りがオフになる回路です。これにより、特定の入力状態を単一のアウトプット信号として認識することができます。
RAMの構造について説明してください。
-RAMは、各メモリアドレスに1バイトのレジスタが配置されており、ランダムアクセスが可能で、データの記憶と出力が行えます。メモリアドレスレジスタ（MAR）を使用してアドレスを指定し、レジスタに情報を記憶させることができます。
ランダムアクセスメモリ（RAM）の利点は何ですか？
-ランダムアクセスメモリ（RAM）の利点は、各メモリアドレスにあるレジスタにランダムな順番でアクセスできることです。これにより、データの記憶と出力が効率的に行えます。
現在のパソコンで使用されているRAMの容量はどのくらいですか？
-現在のパソコンでは一般的に8GB以上のRAMが搭載されていますが、使用しているメモリアドレスレジスタ（MAR）の容量が64ビットの場合、メモリ容量の上限は約200億GBになります。
32ビットパソコンでのRAM搭載容量の上限は何ですか？
-32ビットパソコンでのRAM搭載容量の上限は、2の32乗バイト、つまり4GBです。これは、使用されるメモリアドレスレジスタ（MAR）の容量が32ビットだからです。