コンピュータは どうやっておぼえるの?

手をはなすと すぐ消えます

ゲートには一つ弱点があります。
入力が入っているあいだだけ
出力が出ます。
ボタンを押すと あかりがつきますが、
手をはなしたしゅんかん
すぐ消えてしまいます。
じっさいに押してみてください。
はなすとどうなるか。

ボタンを押して、はなしてみてください。

これでは計算はできても
おぼえることはできません。
数をいっしゅん作れても、
手をはなしたしゅんかん 飛んでいくので。
値をつかまえておく
べつの方法が必要です。

自分の出力を自分で食べます

かしこい一手はこれです。
ゲートの出力を、
もういちど自分の入力に
もどして入れるんです。
すると ふしぎなことが起きます。
いちど ついたら、
そのついた信号が
自分をつけつづけます。
入力が消えても、
みずから たもたれるんです。

出力が入力にもどります。

この もどしの輪が
記憶のかなめです。
まるで二人が
たがいを ささえあって立っているように、
回路が自分のじょうたいを
みずから ささえるんです。

入れておけば、そのままです

この もどしの回路で、
値ひとつを おぼえるマスを作ります。
「おぼえて」ボタンを押すと1になり、
「消して」ボタンを押すと0になります。
だいじなのは、
ボタンから手をはなしても
その値がそのままのこることです。
じっさいにやってみてください。

入れて、手をはなしてみてください。

手をはなしても値がのこりますね?
これが記憶です。
この小さなマスひとつを
フリップフロップと呼びます。
トンと押すと かたほうへ たおれて
そのまま とどまる、という意味です。

書いておいて、あとで取り出します

記憶のつかい道は、
時間がたったあとに あらわれます。
いまの値を書いておき(書き込み)、
しばらくして また たしかめると(読み出し)、
そのままのこっています。
この「書いて読む」が
すべての保存の基本動作です。
さいせいボタンを押して たどってみてください。

書いて、待って、読む。

書いた値が
時間がたっても そのまま読めます。
この単純な約束のおかげで、
コンピュータは いま した計算も、
入力した文字も、
しばらく つかまえておけます。

このマスを たくさん集めると メモリです

フリップフロップひとつは
1ビット、0か1ひとつだけ おぼえます。
では いくつも集めると?
八つ集めると一文字(1バイト)、
数十億個集めると
写真一枚、歌一曲になります。
下のマスをつけてみてください。

マスひとつが1ビット。

計算する回路(加算器)と
おぼえる回路(フリップフロップ)、
この二つがコンピュータの二本の柱です。
次回は、
こうして集めた記憶に
どうやって名ふだ(アドレス)をつけて、
ほしいマスを ぴたりと さがしあてるか見ます。