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デジタル回路

索引 デジタル回路

デジタル回路(デジタルかいろ。英: digital circuit - ディジタル回路)は、2つの不連続な電位範囲を情報の表現に用いる電子回路で、論理回路の実現法のひとつである。電位帯内であれば信号の状態は同じものとして扱われる。信号レベルが公差、減衰、ノイズなどで若干変動したとしても、しきい値の範囲内ならば無視され、いずれかの状態として扱われる。 通常は2つの状態をとり、0Vに近い電圧と、十分にマージンを取った電源電圧より低い5Vや3V、1.2Vといった電圧で表される。これらはそれぞれ「Low」「High」、又は「L」「H」と表現される。一般には Low を0や偽、High を1や真に対応させることが多い(正論理)が、諸事情により逆に対応させる(負論理)こともある。以上はトランジスタベースの現在広く使われている回路の場合で、真空管による回路など、電圧や方式は他にも多種ある。.

109 関係: ANDゲート加算器しきい値半導体印加平均故障間隔乗算器二分決定図二進法位相同期回路形式的検証ナショナル セミコンダクターマルチプレクサマイクロプログラム方式マイクロエレクトロニクスマイクロコントローラノイズハードウェア記述言語バス (コンピュータ)ラダー・ロジックレジスタ (コンピュータ)レジスタ転送レベルボルト (単位)トランジスタヘルツブール代数ブール論理プリント基板プログラマブルロジックデバイスプログラマブルロジックコントローラプログラマブル・カウンタプログラム (コンピュータ)パリティビットヒステリシスビットテラヘルツデジタル-アナログ変換回路デジタル信号処理フリップフロップド・モルガンの法則ダイオード制御装置アナログ-デジタル変換回路アナログ回路アポロ誘導コンピュータインピーダンスエミッタ結合論理オープンコレクタカルノー図カウンタ (電子回路)...ギガヘルツクロード・シャノンクロック同期設計クワイン・マクラスキー法ケイ素コンパクトディスクコンピュータシュミットトリガシフトレジスタジョセフソン効果ソフトウェア無線公差光コンピューティングCADCMOS状態遷移表継電器真理値表真空管組み込みシステム焼きなまし法Diode-transistor logicEDA (半導体)音声圧縮遺伝的アルゴリズム静電容量静電気誤り検出訂正論理回路負論理超伝導開閉器量子化誤差自動ピアノ電子回路電位電圧電磁誘導電流集積回路FIFOILLIAC IVJTAGNANDゲートNOTゲートResistor-transistor logicTransistor-transistor logicVerilogVHDL抵抗器標本化定理機械式計算機汎用ロジックIC準安定状態演算装置有限オートマトン数字慣性航法装置 インデックスを展開 (59 もっと) »

ANDゲート

ANDゲートは論理積の論理ゲートである。.

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加算器

加算器(かさんき、Adder)とは、加算を行う演算装置である。この記事ではデジタル回路によるものについて説明する。アナログ回路による加算回路の一例はオペアンプ#加算回路(電圧によるもの。他に電流の加算もある)を参照。.

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しきい値

しきい値(しきいち)あるいは閾値(いきち)()は、境目となる値のこと。 「しきいち」は慣用読み。「閾」(しきい)の字は日本の当用漢字外である。.

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半導体

半導体(はんどうたい、semiconductor)とは、電気伝導性の良い金属などの導体(良導体)と電気抵抗率の大きい絶縁体の中間的な抵抗率をもつ物質を言う(抵抗率だけで半導体を論じるとそれは抵抗器と同じ特性しか持ち合わせない)。代表的なものとしては元素半導体のケイ素(Si)などがある。 電子工学で使用されるICのような半導体素子はこの半導体の性質を利用している。 良導体(通常の金属)、半導体、絶縁体におけるバンドギャップ(禁制帯幅)の模式図。ある種の半導体では比較的容易に電子が伝導帯へと遷移することで電気伝導性を持つ伝導電子が生じる。金属ではエネルギーバンド内に空き準位があり、価電子がすぐ上の空き準位に移って伝導電子となるため、常に電気伝導性を示す。.

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印加

印加(いんか)とは、電気回路に電源や別の回路から電圧や信号を与える事を意味し、「電圧を印加する」「信号を印加する」という様に使われる。またこの時、印加された電圧、電流はそれぞれ印加電圧、印加電流と呼ばれる。 電圧を印加した瞬間に流れる大電流を突入電流(インラッシュ電流)という。電動機や変圧器など、巻線機器ではこうした突入電流を考慮したうえで機器の設計および保護継電器の整定を行う。 電圧を印加する際には感電災害や機器の破損を防止するため、作業員を当該機器から退避させたこと、配線が正確になされていることを確認しなければならない。.

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平均故障間隔

平均故障間隔(へいきんこしょうかんかく)とは、機械システムや情報システムなどにおける信頼性(Reliability)をあらわす指標となる数値。英語のMean Time Between Failure(s)からMTBFと略される。.

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乗算器

乗算器(じょうざんき)とは、二つの数について乗算を行うための電子回路であり、#デジタル乗算器と#アナログ乗算器がある。.

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二分決定図

二分決定図(にぶんけっていず、Binary Decision Diagram、BDD)とは、ブール関数を表現するのに使われるデータ構造である。二分決定グラフあるいは(基本的には二分木のような構造であることから)二分決定木と呼ぶこともある。.

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二進法

二進法(にしんほう)とは、2 を底(てい、基(base)とも)とし、底の冪の和で数を表現する方法である。 英語でバイナリ (binary) という。binaryという語には「二進法」の他に「二個一組」「二個単位」といったような語義もある(例: バイナリ空間分割)。.

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位相同期回路

位相同期回路(いそうどうきかいろ)、PLL(phase locked loop)とは、入力される周期的な信号を元にフィードバック制御を加えて、別の発振器から位相が同期した信号を出力する電子回路である。 フィードバックで加える信号を操作することで、多様な信号を安定した状態で作り出すことができるため、電子回路中でさまざまな用途に使用されている。用途によって広範囲、高精度のPLLが開発されており、標準集積回路としても生産されている。.

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形式的検証

形式的検証(けいしきてきけんしょう)とは、ハードウェアおよびソフトウェアのシステムにおいて形式手法や数学を利用し、何らかの形式仕様記述やプロパティに照らしてシステムが正しいことを証明したり、逆に正しくないことを証明することである。.

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ナショナル セミコンダクター

ナショナル セミコンダクター(National Semiconductor Corporation、NSまたはNSCと略記)はアメリカ合衆国のアナログ半導体製品を製造していた企業。かつての本社はカリフォルニア州サンタクララにあった。日本ではナショセミと略称されることがある。電源回路用部品、ディスプレイ・ドライバ、オペアンプ、通信インタフェース部品、データ変換用部品などを得意としていた。主な市場は携帯電話、ディスプレイ、各種組み込みシステムなどだった。 2011年9月23日、米TI社に買収され、同社のシリコンバレー部門となった。.

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マルチプレクサ

マルチプレクサ、多重器、多重装置、多重化装置、合波器(multiplexer)は、ふたつ以上の入力をひとつの信号として出力する機構である。通信分野では多重通信の入口の装置、電気・電子回路では複数の電気信号をひとつの信号にする回路である。しばしばMUX等と略される。.

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マイクロプログラム方式

マイクロプログラム方式(マイクロプログラムほうしき、マイクロプログラミング、英:microprogramming)は、プロセッサの制御装置の実装手法のひとつであり、CPU内のマイクロプログラム(マイクロコード)を使用して、複雑な命令を比較的容易に実装する。 利点としては、オペレーティングシステムを含めたソフトウェアから見た場合のハードウェア(命令セットアーキテクチャ、ISA)を、容易に追加・拡張したり、あるいはプロセッサ間で標準化して互換性を高める、更には異なる命令セットのCPUのエミュレートにも応用可能である(仮想化技術のひとつともいえる)。 反面、複雑な命令の増加はパイプラインの効果が薄れる結果ともなりやすい。 一般にROM (Read Only Memory) またはPLA()、またはそれらを組み合わせたものに格納される。コントロールストアをRAMで構成すると、動的にプログラマブル可能にできるが起動時に読み込みが必要である。ROMにすれば読み込みは必要ないが、動的にプログラム可能という利点がなくなる。 マイクロプログラム方式は、主にCISCのCPUで採用されている。 マイクロプログラム方式に対し、論理ゲートとフリップフロップを配線でつなぎあわせて直接実装する方式はワイヤードロジック(布線論理)と呼ばれる。RISCは原則としてはワイヤードロジックで構築される。 マイクロプロセッサやマイクロコンピュータやマイクロコントローラの「マイクロ」とは、どちらも英語の小さいという意味であるという以外に関連はない。 IBMなどのベンダーではマイクロコードという語を「ファームウェア」の同義として使うことがあり、周辺機器に格納されるマイクロプログラムも機械語プログラムもまとめてマイクロコードと呼ぶことがある。.

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マイクロエレクトロニクス

マイクロエレクトロニクス(microelectronics)は電子工学の一分野である。名前が示すとおり、マイクロメートル単位(常にそうとは限らない)の超小型の電子部品の研究や製造に関連している。一般に半導体を原料とした電子部品である。トランジスタ、コンデンサ、コイル、抵抗器、ダイオードなど通常の電子部品のマイクロレベルの等価物があり、当然ながら絶縁体や電気伝導体も微細な電子部品に使われている。 デジタル集積回路 (IC) はほとんどトランジスタだけでできている。アナログ回路には抵抗器やコンデンサも使われている。コイルは一部の高周波アナログ回路で使われているが、低周波でコイルを使おうとすると大型化してしまってチップの大部分を占めることになる。これを多くの用途で代替するものとしてジャイレータがある。 技術の発展と共に、マイクロエレクトロニクスの部品は小型化し続けている。回路が小型化すればするほど、部品同士の相互接続などの本質的な回路の属性が相対的に重要になる傾向がある。それらを寄生効果と呼び、マイクロエレクトロニクスの設計技師の目標の一つとしてそのような効果への対応策を見つける、またはそのような効果を最小限に抑える方法を見つけ、さらに小型で高速で安価なデバイスを提供することが挙げられる。.

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マイクロコントローラ

マイクロコントローラ(microcontroller)は、コンピュータシステムをひとつの集積回路に組み込んだものである。.

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ノイズ

ノイズ (noise) とは、処理対象となる情報以外の不要な情報のことである。歴史的理由から雑音(ざつおん)に代表されるため、しばしば工学分野の文章などでは(あるいは日常的な慣用表現としても)音以外に関しても「雑音」と訳したり表現したりして、音以外の信号等におけるノイズの意味で扱っていることがある。西洋音楽では噪音(そうおん)と訳し、「騒音」や「雑音」と区別している。.

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ハードウェア記述言語

ハードウェア記述言語(ハードウェアきじゅつげんご、hardware description language、HDL)は、デジタル回路、特に集積回路を設計するためのコンピュータ言語ないしドメイン固有言語(DSL)である。回路の設計、構成を記述する。処理を検証するための試験(テストベンチ)記述ができ、シミュレーションできる開発環境もある。 プログラミング言語との類似性が見られる機能がある言語もあることから、プログラミング言語の一種などとする誤解が非常に多いが、間違いである。また、プログラマブルロジックコントローラの記述に用いられるラダー言語は別のものと扱われている。.

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バス (コンピュータ)

バス とは、コンピュータの内外、各回路がデータを交換するための共通の経路を指すコンピュータ用語である。.

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ラダー・ロジック

ラダー図(自己保持回路) ラダー・ロジックまたはラダー言語(ラダーげんご)は論理回路を記述するための手法で、現在多くのプログラマブルロジックコントローラ(PLC)で採用されているプログラム言語である。ラダー図という場合もある。本来は、リレーによる論理回路を記述するために考案されたものである。ラダーという名前は、この言語のプログラムが2本の並行するレール(母線)とその間に渡されるラングによって梯子(ラダー)のように見えることに由来する。ラダー言語はハードウェア記述言語とは別のものと扱われている。.

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レジスタ (コンピュータ)

レジスタ(register)はコンピュータのプロセッサなどが内蔵する記憶回路で、制御装置や演算装置や実行ユニットに直結した、操作に要する速度が最速の、比較的少量のものを指す。.

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レジスタ転送レベル

レジスタ転送レベル(レジスタてんそうレベル、register transfer level、RTL)は、論理回路の動作記述などにおいて、「ゲートレベル」よりも一段抽象的な記述レベルである。ゲートレベルでは、組合せ論理回路の(すなわち、状態を持たない)ゲートのを記述するが、レジスタ転送レベルでは、状態を持つラッチ回路など順序回路に相当する最小の部分を「レジスタ」として抽象化(ブラックボックス化)する。その上で、論理回路の動作を、レジスタからレジスタへの転送と、(その転送中に組合せ論理回路を通すことで行われる)論理演算の組み合わせとして記述する。.

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ボルト (単位)

ボルト(volt、記号:V)は、電圧・電位差・起電力の単位である。名称は、ボルタ電池を発明した物理学者アレッサンドロ・ボルタに由来する。 1ボルトは、以下のように定義することができる。表現の仕方が違うだけで、いずれも値は同じである。.

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トランジスタ

1947年12月23日に発明された最初のトランジスタ(複製品) パッケージのトランジスタ トランジスタ(transistor)は、増幅、またはスイッチ動作をさせる半導体素子で、近代の電子工学における主力素子である。transfer(伝達)とresistor(抵抗)を組み合わせたかばん語である。によって1948年に名づけられた。「変化する抵抗を通じての信号変換器transfer of a signal through a varister または transit resistor」からの造語との説もある。 通称として「石」がある(真空管を「球」と通称したことに呼応する)。たとえばトランジスタラジオなどでは、使用しているトランジスタの数を数えて、6石ラジオ(6つのトランジスタを使ったラジオ)のように言う場合がある。 デジタル回路ではトランジスタが電子的なスイッチとして使われ、半導体メモリ・マイクロプロセッサ・その他の論理回路で利用されている。ただ、集積回路の普及に伴い、単体のトランジスタがデジタル回路における論理素子として利用されることはほとんどなくなった。一方、アナログ回路中では、トランジスタは基本的に増幅器として使われている。 トランジスタは、ゲルマニウムまたはシリコンの結晶を利用して作られることが一般的である。そのほか、ヒ化ガリウム (GaAs) などの化合物を材料としたものは化合物半導体トランジスタと呼ばれ、特に超高周波用デバイスとして広く利用されている(衛星放送チューナーなど)。.

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ヘルツ

ヘルツ(hertz、記号:Hz)は、国際単位系 (SI) における周波数・振動数の単位である。その名前は、ドイツの物理学者で、電磁気学の分野で重要な貢献をしたハインリヒ・ヘルツに因む。.

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ブール代数

ブール代数(ブールだいすう、boolean algebra)またはブール束(ブールそく、boolean lattice)とは、ジョージ・ブールが19世紀中頃に考案した代数系の一つである。ブール代数の研究は束の理論が築かれるひとつの契機ともなった。ブール論理の演算はブール代数の一例であり、現実の応用例としては、組み合わせ回路(論理回路#組み合わせ回路)はブール代数の式で表現できる。.

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ブール論理

ブール論理(ブールろんり、Boolean logic)は、古典論理のひとつで、その名称はブール代数ないしその形式化を示したジョージ・ブールに由来する。 リレーなどによる「スイッチング回路の理論」として1930年代に再発見され(論理回路#歴史を参照)、間もなくコンピュータに不可欠な理論として広まり、こんにちでは一般的に使われている。 本項目では、集合代数を用いて、集合、ブール演算、ベン図、真理値表などの基本的解説とブール論理の応用について解説する。ブール代数の記事ではブール論理の公理を満足する代数的構造の型を説明している。ブール論理はブール代数で形式化され2値の意味論を与えられた命題論理とみることができる。.

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プリント基板

プリント基板(プリントきばん、短縮形PWB, PCB)とは、基板の一種で、以下のふたつをまとめて指す総称。.

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プログラマブルロジックデバイス

プログラマブルロジックデバイス (programmable logic device: PLD) は、製造後にユーザの手許で内部論理回路を定義・変更できる集積回路である。.

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プログラマブルロジックコントローラ

プログラマブルロジックコントローラ(programmable logic controller、PLC)は、リレー回路の代替装置として開発された制御装置である。プログラマブルコントローラとも呼ばれ。 一般的にシーケンサ(三菱電機の商品名であるが登録商標ではない)とも呼ばれる。.

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プログラマブル・カウンタ

プログラマブル・カウンタ(Programmable Counter)とは電子回路の一つで、任意の回数の入力信号変化を計数することができるカウンタ。 プログラマブル・カウンタは、通常2つのレジスタから構成される。1つは入力パルスがある度に1ずつ増加する回路を持つもので、もう1つは前者をクリアする値を保持しておくものである。CPUがこれらのレジスタの値を読み書きできるようになっていることが多い。 また、これらのレジスタの値を比較して、一致した場合にカウント値をゼロクリアする信号を生成する回路も持っている。このクリア信号はたいてい外部に取り出せるようになっており、CPUに対して割り込みをかける用途に用いられたり、他のカウンタ回路の入力に用いられたりする。 カウンタをクリアするカウント値としてNを設定した場合、クリア信号は入力Nパルス毎に発生することとなる。つまり、入力に定期的に繰り返すパルス信号を与えた場合には、その周波数を1/Nにしたパルス信号を出力する。この観点から、プログラマブル・カウンタは「1/N分周器」と呼ばれることがある。また、この場合の設定値Nを分周比と呼ぶ。 例えばシリアル通信における通信速度(ボーレート)を様々に変化させたい(様々な通信速度に対応できる機器を作りたい)場合、分周比をCPUから自由に変えることができるプログラマブル・カウンタが必要になる。 プログラマブル・カウンタには、入力パルスをカウントする回路の前段に、別のカウンタが併設されていることが多い。この前段のカウンタはプリスケーラと呼ばれる。プリスケーラは回路の簡素化のために、2、4、16など2の冪乗の回数をカウントする毎に出力パルスが出るものであることが多い。 CPUから設定する値が、カウンタをゼロクリアする値ではなく、カウンタがオーバーフロー(最大値を過ぎるまでカウントアップ)した時にリセットする初期値であるように設計されたプログラマブル・カウンタも多い。この場合、設定するのは分周比そのものではなく、(2の補数表現として見れば-N)を設定することにより1/N分周器となる。例えば、カウンタ部が8bitで構成されていた場合、(255-10+1).

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プログラム (コンピュータ)

ンピュータプログラム(英:computer programs)とは、コンピュータに対する命令(処理)を記述したものである。コンピュータが機能を実現するためには、CPUで実行するプログラムの命令が必要である。 コンピュータが、高度な処理を人間の手によらず遂行できているように見える場合でも、コンピュータは設計者の意図であるプログラムに従い、忠実に処理を行っている。実際には、外部からの割り込み、ノイズなどにより、設計者の意図しない動作をすることがある。また設計者が、外部からの割り込みの種類を網羅的に確認していない場合もある。.

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パリティビット

パリティビット (parity bit) は、コンピュータと通信において、与えられた二進数に対して全体の奇偶性を保つために与えられる一桁の二進数(つまり 0 か 1)である。パリティビットは最も単純な誤り検出符号である。 パリティ機構を使用するにあたっては、奇数(odd)か偶数(even)かを指定しなければならない。パリティ(奇偶性)がevenであるというのは、与えられた二進数の中に 1 が偶数個存在することを意味し、そうでなければoddである。多くの場合oddパリティが用いられる。even パリティは巡回冗長検査(CRC)の特殊ケースであり、1ビット CRCは x+1 という多項式から生成される。.

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ヒステリシス

ヒステリシス (Hysteresis) とは、ある系の状態が、現在加えられている力だけでなく、過去に加わった力に依存して変化すること。履歴現象、履歴効果とも呼ぶ。.

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ビット

ビット (bit, b) は、ほとんどのデジタルコンピュータが扱うデータの最小単位。英語の binary digit (2進数字)の略であり、2進数の1けたのこと。量子情報科学においては古典ビットと呼ばれる。 1ビットを用いて2通りの状態を表現できる(二元符号)。これらの2状態は一般に"0"、"1"と表記される。 情報理論における選択情報およびエントロピーの単位も「ビット」と呼んでいるが、これらの単位は「シャノン」とも呼ばれる(詳細は情報量を参照)。 省略記法として、バイトの略記である大文字の B と区別するために、小文字の b と表記する。.

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テラヘルツ

テラヘルツ(THz)は国際単位系における周波数の単位で、1012ヘルツ(Hz)(.

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デジタル-アナログ変換回路

デジタル-アナログ変換回路(デジタル-アナログへんかんかいろ、D/A変換回路 digital to analog converter)は、デジタル電気信号をアナログ電気信号に変換する電子回路である。D/Aコンバーター(DAC(ダック))とも呼ばれる。 また、デジタル-アナログ変換(デジタル-アナログへんかん、D/A変換)は、デジタル信号をアナログ信号に変換することをいう。 逆はアナログ-デジタル変換回路である。集積回路化されている。.

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デジタル信号処理

デジタル信号処理(デジタルしんごうしょり、Digital Signal Processing、DSPと略されることもある)とは、デジタル化された信号すなわちデジタル信号の信号処理のことである。分野としては、これとアナログ信号処理は信号処理の一部である。この分野の大きな研究・応用領域に音響信号処理、デジタル画像処理、音声処理の三つがある。 目的は実世界の連続的なアナログ信号を計測し、選別することである。その第一段階は一般にアナログ-デジタル変換回路を使って信号をアナログからデジタルに変換することである。また、最終的な出力は別のアナログ信号であることが多く、そこではデジタル-アナログ変換回路が使用される。 処理可能な信号のサンプリングレートを稼ぐ目的に特化したプロセッサを使うことが多い。デジタルシグナルプロセッサという特化型のマイクロプロセッサが使われ、よくDSPと略される。このプロセッサは、典型的な汎用プロセッサに見られる多種多様な機能の内の幾つかを除外し、新たに高速乗算器、積和演算器を搭載している。従って、同程度のトランジスタ個数の汎用プロセッサと比較した場合、条件分岐等の処理では効率が悪化するが、信号を構成するサンプルデータは高効率で処理する事が可能になる。.

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フリップフロップ

''R1, R2''.

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ド・モルガンの法則

ド・モルガンの法則(ド・モルガンのほうそく、De Morgan の法則)は、ブール論理や集合の代数学において、論理和と論理積と否定(集合のことばでは、共通部分と合併と補集合)の間に成り立つ規則性である。名前は数学者オーガスタス・ド・モルガン(1806–1871)にちなむ。 この関係性は(論理のことばで言うと)「真と偽を入替え、論理和を論理積を入替えた論理体系」は、元の論理体系と同一視できる、ということであるので、ド・モルガンの双対性(英: De Morgan's duality)と呼ばれることもある。.

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ダイオード

図1:ダイオードの拡大図正方形を形成しているのが半導体の結晶を示す 図2:様々な半導体ダイオード。下部:ブリッジダイオード 図3:真空管ダイオードの構造 図4 ダイオード(英: diode)は整流作用(電流を一定方向にしか流さない作用)を持つ電子素子である。最初のダイオードは2極真空管で、後に半導体素子である半導体ダイオードが開発された。今日では単にダイオードと言えば、通常、半導体ダイオードを指す。 1919年、イギリスの物理学者 William Henry Eccles がギリシア語の di.

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制御装置

制御装置(せいぎょそうち、Control Unit)とは、一般に何らかのシステム全体あるいは一部を制御する装置を指す。.

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アナログ-デジタル変換回路

アナログ-デジタル変換回路(アナログ-デジタルへんかんかいろ、A/D変換回路)は、アナログ電気信号をデジタル電気信号に変換する電子回路である。A/Dコンバーター(ADC(エーディーシー)、)とも言う。 また、アナログ-デジタル変換(アナログ-デジタルへんかん、A/D変換)は、アナログ信号をデジタル信号に変換することをいう。 逆はデジタル-アナログ変換回路である。 変調方式の一種として見た場合は、A/D変換はパルス符号変調である。A/D変換のような操作をデジタイズということがある。 基本的なA/D変換の操作は、まずサンプリング周波数で入力を標本化し、それを量子化することでおこなう。標本化にともなう折り返し雑音は、重要な問題である。また、量子化にともなう量子化誤差による量子化雑音もある。.

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アナログ回路

アナログ回路(アナログかいろ)は、連続的に変化する電気信号を取り扱う電子回路である。これに対してデジタル回路は有限個の信号レベル(通常2つ)しか持たない信号を扱う。「アナログ」という言葉は、信号とその信号を実際に表している電圧や電流が比例関係にあることを意味している。「アナログ」の語源はギリシャ語の ανάλογος (analogos) で、「比例」を意味する。.

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アポロ誘導コンピュータ

アポロ誘導コンピュータ(アポロゆうどうコンピュータ、Apollo Guidance Computer、AGC)とは、アポロ宇宙船の全航行機能を自動制御し、宇宙飛行士が飛行情報を確認/修正するために使われた、リアルタイム組み込みシステムである。ワード長16ビットで、データ15ビット、パリティ1ビットである。AGC上のソフトウェアの大部分はコアロープメモリと呼ばれる特殊なROMに格納されており、小容量の読み書き可能な磁気コアメモリをデータ格納用に備えている。 宇宙飛行士はDSKYと呼ばれる数値表示部とキーパッドから構成される装置でAGCとやりとりする。AGCとDSKYは、アポロ計画のためにMIT器械工学研究所で開発された。AGCは初期の集積回路を採用したコンピュータの1つである。.

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インピーダンス

インピーダンス(impedance)は、圧と流の比を表す単語である。圧と流の積は仕事率である。.

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エミッタ結合論理

Motorola ECL 10,000 シリーズの基本ゲート回路図Original drawing based on William R. Blood Jr. (1972). ''MECL System Design Handbook'' 2nd ed. n.p.: Motorola Semiconductor Products. 1. エミッタ結合論理(エミッタけつごうろんり、Emitter-coupled logic, ECL)は、単一入力のバイポーラトランジスタ差動増幅回路を駆使して高速性を実現した論理回路の実現方式のひとつで、汎用ロジックICファミリもある。エミッタ電流を制限することでトランジスタが飽和することを防ぎ、ベース領域のキャリア蓄積をさせない為、高速性を保つ。エミッタを結合した対の2つの脚の間で電流を操るため、ECLを current-steering logic (CSL)、current-mode logic (CML)、current-switch emitter-follower (CSEF) logicと呼ぶこともある。 ECLではトランジスタを非飽和領域内で動作させ、入出力電圧のLO/HIの差は小さく(0.8V)、入力インピーダンスが高く、出力抵抗は低い。結果としてトランジスタは素早く状態遷移でき、ゲート遅延が小さく、ファンアウト能力が高い。さらに出力が相補的である(YとYのように常に反対の出力がある)ために余分なインバータを挿入する必要がなく、回路全体の伝播遅延も短縮できる。ECLの欠点は、常に電流が流れ続けるため電力消費が大きく、発熱量も多いという点である。 エミッタ結合論理と等価な回路をFETで構成したものを ソース結合FET論理(source-coupled FET logic、SCFL)と呼ぶ。 ECLの変種として全ての信号経路やゲート入力が差動形となっているものがあり、DCS (differential current switch) 論理と呼ぶ。.

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オープンコレクタ

ープンコレクタ(Open collector)は、電子回路における出力方式の一種である。特定の電圧や電流を直接信号として出力するのではなく、NPNトランジスタをスイッチのように用いて出力をあらわす。出力端子はトランジスタのコレクタであり、ベースには動作電流、エミッタはグラウンドに接続される。主に集積回路(IC)やセンサーなどの出力部に用いられる。 出力素子がバイポーラトランジスタではなくMOS FETで構成されている場合、同様の回路は オープンドレイン と呼ばれる。.

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カルノー図

ルノー図の例 カルノー図(カルノーず、Karnaugh map)は論理回路などにおいて論理式を簡単化するための表であり、その方法をカルノー図法という。よく似た概念にベイチ 図と呼ばれる図があり、変数と数字の書き方のみが異なる。.

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カウンタ (電子回路)

ウンタ (counter)とは、クロックパルスを数えることにより数値の処理を行うための論理回路(デジタル回路)である。カウンタにより計数された2進数、あるいは2進化10進数を、デコーダを通して7セグメントLEDなどで表示される数字に変換することにより、人間が認識できる情報となる。また、情報をエンコーダにより2進数などに変換することで、カウンタによる計数処理を行うことができる。 水晶振動子を用いた発振回路によって発生された非常に高い周波数(例えば215.

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ギガヘルツ

ヘルツ (GHz) は国際単位系における周波数の単位で、10↑9ヘルツ (Hz) (.

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クロード・シャノン

ード・エルウッド・シャノン(Claude Elwood Shannon, 1916年4月30日 - 2001年2月24日)はアメリカ合衆国の電気工学者、数学者。20世紀科学史における、最も影響を与えた科学者の一人である。 情報理論の考案者であり、情報理論の父と呼ばれた。情報、通信、暗号、データ圧縮、符号化など今日の情報社会に必須の分野の先駆的研究を残した。アラン・チューリングやジョン・フォン・ノイマンらとともに今日のコンピュータ技術の基礎を作り上げた人物として、しばしば挙げられる。.

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クロック同期設計

ック同期設計 (クロックどうきせっけい) は、デジタル論理回路の設計技術のひとつである。 クロック信号と呼ばれる一定の周期でHi-Lowを繰り返す信号をフリップフロップに入力すると、データ信号などフリップフロップに入力された他の信号をクロック信号の周期に合わせて遅延させることができる。 これを間に挟むように用いて論理回路を構成すれば、その中の論理回路はそのクロック周期を越えない限り設計者はタイミング設計ではクロック信号からの遅れ要素だけ考慮すれば済む。回路規模がクロック周期を超えることをタイミング・バイオレーションと呼ぶ。このような回路をクロック同期回路と呼ぶ。またそのクロック信号を回路全体に行き渡らせ全ての回路をクロック同期させれば、設計者はタイミング・バイオレーションのみ気を付けることで調和を保った回路を設計することができる。このことをクロック同期設計と呼ぶ。.

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クワイン・マクラスキー法

ワイン・マクラスキー法(—ほう; Quine–McCluskey algorithm/略:QM法)はブール関数を簡単化するための方法である。カルノー図と同様の目的で使われるが、コンピュータによる自動化に適しており、またブール関数が最簡形かどうか決定的に求めることができる。W・V・クワインが提案し、E・J・マクラスキーが発展させた方法なのでこの名がある。 クワイン・マクラスキー法は3段階からなる。.

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ケイ素

イ素(ケイそ、珪素、硅素、silicon、silicium)は、原子番号 14 の元素である。元素記号は Si。原子量は 28.1。「珪素」「硅素」「シリコン」とも表記・呼称される。地球の主要な構成元素のひとつ。半導体部品は非常に重要な用途である。 地殻中に大量に存在するため鉱物の構成要素として重要であり、ケイ酸塩鉱物として大きなグループを形成している。これには Si-O-Si 結合の多様性を反映したさまざまな鉱物が含まれている。しかしながら生物とのかかわりは薄く、知られているのは、放散虫・珪藻・シダ植物・イネ科植物などにおいて二酸化ケイ素のかたちでの骨格への利用に留まる。栄養素としての必要性はあまりわかっていない。炭素とケイ素との化学的な類似から、SF などではケイ素を主要な構成物質とするケイ素生物が想定されることがある。 バンドギャップが常温付近で利用するために適当な大きさであること、ホウ素やリンなどの不純物を微量添加させることにより、p型半導体、n型半導体のいずれにもなることなどから、電子工学上重要な元素である。半導体部品として利用するためには高純度である必要があり、このため精製技術が盛んに研究されてきた。現在、ケイ素は99.9999999999999 % (15N) まで純度を高められる。また、Si(111) 基板はAFMやSTMの標準試料としてよく用いられる。.

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コンパクトディスク

ンパクトディスク(、CD(シーディー))とはデジタル情報を記録するためのメディアである。光ディスク規格の一つでレコードに代わり音楽を記録するため、ソニーとフィリップスが共同開発した。現在ではコンピュータ用のデータなど、派生規格の普及により音楽以外のデジタル情報収録(画像や動画など)にも用いられる。音楽CDについてはCD-DAも参照。.

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コンピュータ

ンピュータ(Computer)とは、自動計算機、とくに計算開始後は人手を介さずに計算終了まで動作する電子式汎用計算機。実際の対象は文字の置き換えなど数値計算に限らず、情報処理やコンピューティングと呼ばれる幅広い分野で応用される。現代ではプログラム内蔵方式のディジタルコンピュータを指す場合が多く、特にパーソナルコンピュータやメインフレーム、スーパーコンピュータなどを含めた汎用的なシステムを指すことが多いが、ディジタルコンピュータは特定の機能を実現するために機械や装置等に組み込まれる組み込みシステムとしても広く用いられる。電卓・機械式計算機・アナログ計算機については各項を参照。.

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シュミットトリガ

ュミットトリガ (Schmitt trigger) は、入力電位の変化に対して出力状態がヒステリシスを持って変化することを特徴とする電子回路である。応用はいくつかあるが、典型的なものとしては、ディジタル回路(論理回路)の非反転バッファないし反転バッファ(NOTゲート)であり、汎用ロジックICでよく使われるものとしては7414がある。.

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シフトレジスタ

フトレジスタ(Shift register)には アナログシフトレジスタとディジタルシフトレジスタがあるが単にシフトレジスタという場合殆どの場合デジタルのそれを指すのでここではデジタルシフトレジスタについて述べる。 複数のフリップフロップをカスケード接続したデジタル回路であり、データがその回路内を移動(シフト)していくよう構成したもの。.

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ジョセフソン効果

ョセフソン効果(ジョセフソンこうか、)は、弱く結合した2つの超伝導体の間に、超伝導電子対のトンネル効果によって超伝導電流が流れる現象である。1962年に、当時ケンブリッジ大学の大学院生だったブライアン・ジョセフソンによって理論的に導かれ、ベル研究所のアンダーソンとローウェルによって実験的に検証された。1973年、ブライアン・ジョセフソンは江崎玲於奈らと共にジョゼフソン効果の研究によりノーベル物理学賞を受賞した。波動関数の位相というミクロな量をマクロに観測できるという点で、超伝導の特徴を最も端的に示す現象と言うことができる。超伝導量子干渉計(SQUID)のようなジョセフソン効果による量子力学回路の重要な実用例もある。 弱結合の種類としては、トンネル接合、サブミクロンサイズのブリッジ、ポイントコンタクト等がある。また、トンネル障壁としては厚さ 程度の絶縁体、厚さ 程度の常伝導金属あるいは半導体等が使われる。弱結合を介して流れる超伝導電流をジョセフソン電流、ジョセフソン効果を示すトンネル接合をジョセフソン接合と呼ぶ。電子デバイスとして扱われる場合はジョセフソン素子と呼ばれる。.

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ソフトウェア無線

フトウェア無線(Software-defined radio)とは、電子回路(ハードウェア)に変更を加えることなく、制御ソフトウェアを変更することによって、無線通信方式を切り替えることが可能な無線通信、又はその技術。一般的には、広い周波数範囲において多くの変調方式が可能となるよう、ソフトウェアが、なるべく汎用性の高いプログラム可能なハードウェアを制御するものとして考えられている。 ソフトウェア無線は、汎用コンピュータその他の電子機器が、相当数の信号処理を行うことで実現される。ソフトウェア無線についての研究は、新しいソフトウェアを動作させるだけで、新しい無線通信方式を実現するような無線機器を作り出すことを目標にしている。 ソフトウェア無線は、特に軍事及び携帯電話の用途に非常に役立つものと考えられている。両者は、いずれも常に変化する無線通信方式の元で動作することが求められている。 ソフトウェア無線のハードウェアは、特徴的にはスーパー・ヘテロダイン方式の無線周波数部と、アナログ-デジタル変換回路及びデジタル-アナログ変換回路により構成される。他方で、現在のソフトウェア無線の中には、ごく簡単な無線モデムとして動作するために使用されているものもある。 将来的には、無線通信の世界において、ソフトウェア無線が支配的な技術になるだろうと見る向きもある。ソフトウェア無線は、コグニティブ無線を可能にするものである。.

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公差

公差(こうさ、tolerance)とは、機械工学に代表される工学において許容される差のこと。 基準値と許容される範囲の最大値および最小値の差を許容差、最大値と最小値の差を公差と呼ぶ。.

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光コンピューティング

光コンピューティングとは、現在一般的な電子工学によってではなく、可視光線あるいはその他の光線の光子を使ったコンピューティングである。また、これを用いたコンピュータについては光コンピュータともいう。.

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CAD

CAD(キャド、computer-aided design)は、コンピュータ支援設計とも訳され、コンピュータを用いて設計をすること、あるいはコンピュータによる設計支援ツールのこと(CADシステム)。人の手によって行われていた設計作業をコンピュータによって支援し、効率を高めるという目的からきた言葉である。 CADを「コンピュータを用いた製図(システム)」と解する場合は「computer-assisted drafting」、「computer-assisted drawing」を指し、同義として扱われることもある。 設計対象や目的によりCADD()、CAID()、CAAD()などと区分される場合もある。 日本での定義としてはJIS B3401に記載があり、「製品の形状、その他の属性データからなるモデルを、コンピュータの内部に作成し解析・処理することによって進める設計」となっている。 3次元の作業の場合でも、数値の精密さの必要がないコンピュータゲームや映画やアニメーションなどの制作関係の事柄については「3DCG」を参照。.

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CMOS

CMOS(シーモス、Complementary MOS; 相補型MOS)とは、P型とN型のMOSFETをディジタル回路(論理回路)の論理ゲート等で相補的に利用する回路方式(論理方式)、およびそのような電子回路やICのことである。また、そこから派生し多義的に多くの用例が観られる(『#その他の用例』参照)。.

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状態遷移表

態遷移表(じょうたいせんいひょう、State Transition Table)は、状態機械類(の遷移関数 T(scurrent, e).

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継電器

継電器(けいでんき、英: relay リレー)は、動作スイッチ・物理量・電力機器等の状態に応じ、制御または電源用の電力の出力をする電力機器である。 もとは有線電信において、伝送路の電気抵抗によって弱くなった信号を「中継」(relay リレー)するために発明されたものである。図などではRyという記号が使われることが多い。発明者はジョセフ・ヘンリーである。小電力の入力によって大電力のオン・オフを制御することが当初の目的であったため、継電器を用いることを時として「アンプする」というが、対象とするものを直に制御するよりは、安全性(感電の防止など)や操作性(設置位置の自由度、遠隔操作)、操作の確実性等が増すことから、必ずしも電力的な増幅の目的にとどまらず、広範囲な目的で多用されている。.

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真理値表

真理値表(しんりちひょう、Truth table)は、論理関数の、入力の全てのパターンとそれに対する結果の値を、表にしたものである。 例1:命題Pの否定「\lnot P」の場合、以下のような真理値表になる。 例2:2つの命題P,Qの論理和「P \lor Q」の場合、以下のような真理値表になる。 例3:2つの命題P,Qの論理積「P \land Q」の場合、以下のような真理値表になる。 なお、この表では「真」「偽」として表記してあるが、「T(.

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真空管

5球スーパーラジオに使われる代表的な真空管(mT管) 左から6BE6、6BA6、6AV6、6AR5、5MK9 ここでは真空管(しんくうかん、vacuum tube、vacuum valve)電子管あるいは熱電子管などと呼ばれるものについて解説する。.

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組み込みシステム

組み込みシステム(くみこみシステム、英: Embedded system)とは、特定の機能を実現するために家電製品や機械等に組み込まれるコンピュータシステムのこと。.

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焼きなまし法

きなまし法(やきなましほう、Simulated Annealing、SAと略記、疑似アニーリング法、擬似焼きなまし法、シミュレーティド・アニーリングともいう)は、大域的最適化問題への汎用の乱択アルゴリズムである。広大な探索空間内の与えられた関数の大域的最適解に対して、よい近似を与える。 S. Kirkpatrick、C.

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Diode-transistor logic

DTLによる2入力NANDゲートの単純化した回路図 Diode-transistor logic (DTL) はバイポーラトランジスタとダイオードと抵抗器で構成される、ディジタル回路において論理回路を実現する方式の一種である。transistor–transistor logic (TTL) はDTLが発展したものである。ANDゲートなどの論理ゲート機能をダイオードのネットワークで実現し、増幅機能をトランジスタで実現しているため、(RTLやTTLとの対比で)このように呼ばれている。.

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EDA (半導体)

EDA(electronic design automation)、DA(design automation)とは、電子機器、半導体など電子系の設計作業を自動化し支援するためのソフトウェア、ハードウェアおよび手法の総称。半導体の設計工程とその製造工程、さらにそれを部品として実装するプリント基板設計の自動化で使われる用語である。それぞれの製造工程、検査工程でのデータ処理技術を意味するともいえる。 従来から単体で存在した電子系のCADやCAEを包含した用語として使われるようになった。実際のシステムのことをEDAツールといい、開発・販売業者をEDAベンダーという。電子・半導体メーカーなどが内製する場合もある。.

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音声圧縮

音声圧縮あるいはオーディオ圧縮(英語: audio compression)とは、音声ファイルのサイズを削減する目的で設計されたデータ圧縮の一種である。音声圧縮アルゴリズムは、「オーディオコーデック」として実装される。汎用データ圧縮アルゴリズムは音声データには適さず、オリジナルの87%以下に圧縮できることがほとんどなく、リアルタイムの再生にも適さない。そのため、音声向けの可逆圧縮アルゴリズムや非可逆圧縮アルゴリズムが生み出された。非可逆圧縮アルゴリズムは圧縮率が非常に高く、一般の音響機器によく使われている。 可逆でも非可逆でも、情報の冗長性を削減するために、符号化手法、パターン認識、線形予測などの手法を駆使して、圧縮を行う。音声品質は若干落ちるが、多くのユーザーはその違いに気づかず、必要なデータ量は大幅に削減される。例えば、1枚のコンパクトディスクで、高品質な音楽データなら1時間しか記録できないが、可逆圧縮すれば2時間ぶんを記録でき、MP3のような非可逆圧縮なら7時間ぶんの音楽を記録できる。.

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遺伝的アルゴリズム

遺伝的アルゴリズム(いでんてきアルゴリズム、英語:genetic algorithm、略称:GA)とは、1975年にミシガン大学のジョン・H・ホランド(John Henry Holland)によって提案された近似解を探索するメタヒューリスティックアルゴリズムである。人工生命同様、偶然の要素でコンピューターの制御を左右する。4つの主要な進化的アルゴリズムの一つであり、その中でも最も一般的に使用されている。.

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静電容量

静電容量(せいでんようりょう、)は、コンデンサなどの絶縁された導体において、どのくらい電荷が蓄えられるかを表す量である。電気容量(でんきようりょう、)、またはキャパシタンスとも呼ばれる。.

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静電気

静電気(せいでんき、static electricity)とは、静止した電荷によって引き起こされる物理現象のこと。.

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誤り検出訂正

誤り検出訂正(あやまりけんしゅつていせい)またはエラー検出訂正 (error detection and correction/error check and correct) とは、データに符号誤り(エラー)が発生した場合にそれを検出、あるいは検出し訂正(前方誤り訂正)することである。検出だけをする誤り検出またはエラー検出と、検出し訂正する誤り訂正またはエラー訂正を区別することもある。また改竄検出を含める場合も含めない場合もある。誤り検出訂正により、記憶装置やデジタル通信・信号処理の信頼性が確保されている。.

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論理回路

論理回路(ろんりかいろ、logic circuit)は、論理演算を行う電気回路及び電子回路である。真理値の「真」と「偽」、あるいは二進法の「0」と「1」を、電圧の正負や高低、電流の方向や多少、位相の差異、パルスなどの時間の長短、などで表現し、論理素子などで論理演算を実装する。電圧の高低で表現する場合それぞれを「」「」等という。基本的な演算を実装する論理ゲートがあり、それらを組み合わせて複雑な動作をする回路を構成する。状態を持たない組み合わせ回路と状態を持つ順序回路に分けられる。論理演算の結果には、「真」、「偽」の他に「不定」がある。ラッチ回路のdon't care, フリップフロップ回路の禁止が相当する。 ここでの論理は離散(digital)であるためディジタル回路を用いる。論理演算を行うアナログ回路、「アナログ論理」を扱う回路(どちらも「アナログ論理回路」)もある。 多値論理回路も量子コンピュータで注目されている。 電気(電子)的でないもの(たとえば流体素子や光コンピューティングを参照)もある。 以下では離散なデジタル回路を扱う。.

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負論理

負論理とは(ふろんり、Active LowまたはNegative Logic)、その反対の正論理(せいろんり、Active HighまたはPositive Logic)に相対する呼び方である。負論理は論理回路を実装したデジタル回路における手法として正論理とともに用いられる。.

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超伝導

超伝導(ちょうでんどう、superconductivity)とは、特定の金属や化合物などの物質を非常に低い温度へ冷却したときに、電気抵抗が急激にゼロになる現象。「超電導」と表記されることもある。1911年、オランダの物理学者ヘイケ・カメルリング・オンネスにより発見された。この現象と同時に、マイスナー効果により外部からの磁力線が遮断されることから、電気抵抗の測定によらなくとも、超伝導状態が判別できる。この現象が現れるときの温度は超伝導転移温度と呼ばれ、この温度を室温程度に上昇させること(室温超伝導)は、現代物理学の重要な研究目標の一つ。.

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開閉器

開閉器(かいへいき)は、電力回路・電力機器の正常動作時の電路を開閉(on/off)する電力機器である。スイッチ (switch) とも言う。.

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量子化誤差

量子化誤差(りょうしかごさ、Quantization Error)または量子化歪み(りょうしかひずみ、Quantization Distortion)とは、信号をアナログからデジタルに変換する際に生じる誤差。 アナログ信号からデジタル信号への変換を行う際、誤差は避けられない。アナログ信号は連続的で無限の正確さを伴うが、デジタル信号の正確さは量子化の解像度やアナログ-デジタル変換回路のビット数に依存する。実際のアナログ値と変換時に「丸め」られた近似的デジタル値の差を量子化誤差と呼ぶ。また、誤差信号は確率過程のランダム信号を加えて量子化雑音(Quantization Noise)と呼ばれる。.

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自動ピアノ

演奏中の自動ピアノ 自動ピアノの仕組み 自動ピアノは、巻紙(ピアノロール)に記録された楽譜を読み取って空気の力でひとりでに演奏するピアノ。 1920年代半ばの、蓄音機と、ラジオ放送の一般家庭への普及によって、自動ピアノの人気が落ちてしまった。.

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電子回路

I/Oが1つのチップに集積されている。 プリント基板を使った電子回路 電子回路(でんしかいろ、electronic circuit)は、電気回路の一種であるが、その対象が専ら電子工学的(弱電)であるものを特に指して言う。構成要素は良導体による配線の他、主として電子部品である。組み合わせにより、単純なものから複雑なものまで様々な動作が可能である。信号を増幅したり、計算したり、データを転送したりといったことができる。回路は個々の電子部品を電気伝導体のワイヤで相互接続することで構築できるが、近年では一般にプリント基板にフォトリソグラフィで配線を作り、そこにはんだで電子部品を固定することで回路を構築する。 集積回路では、ケイ素などの半導体でできた基板上に素子と配線を形成する。集積回路も電子回路の一種だが、この記事ではもっぱら集積回路は不可分な一個部品として扱う。集積回路の内部の電子回路については集積回路の記事を参照のこと。 プリント基板は試作には向いていないため、新規設計の評価にはブレッドボード、ユニバーサル基板などを一般に使用する。それらは開発途中で素早く回路に変更を加えることができる。 プリント基板が多用されるようになる以前は、ワイヤラッピング配線や、ラグ板などを利用した空中配線により、電子回路は作られていた。 大きくアナログ回路・デジタル回路(論理回路)・アナログとデジタルの混合信号回路(アナログ-デジタル変換回路、デジタル-アナログ変換回路など)に分けられる。取り扱う周波数により、低周波回路・高周波回路という分け方をする場合もある。.

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電位

電位(でんい、electric potential)は電気的なポテンシャルエネルギーに係る概念であり、 電磁気学とその応用分野である電気工学で用いられる。 点P における電位と点Q における電位の差は、P とQ の電位差 と呼ばれる。 電気工学では電位差は電圧 とも呼ばれる。 電位の単位にはV (ボルト)が用いられる。.

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電圧

電圧(でんあつ、voltage)とは直観的には電気を流そうとする「圧力のようなもの」である-->。単位としては, SI単位系(MKSA単位系)ではボルト(V)が使われる。電圧を意味する記号には、EやVがよく使われる。 電圧は電位差ないしその近似によって定義される。 電気の流れに付いては「電流」を参照の事。.

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電磁誘導

電磁誘導(でんじゆうどう、)とは、磁束が変動する環境下に存在する導体に電位差(電圧)が生じる現象である。また、このとき発生した電流を誘導電流という。 一般には、マイケル・ファラデーによって1831年に誘導現象が発見されたとされるが、先にジョセフ・ヘンリーに発見されている。また、が1829年に行った研究によって、既に予想されていたとも言われる。 ファラデーは、閉じた経路に発生する起電力が、その経路によって囲われた任意の面を通過する磁束の変化率に比例することを発見した。すなわち、これは導体によって囲われた面を通過する磁束が変化した時、すべての閉回路には電流が流れることを意味する。これは、磁束の強さそれ自体が変化した場合であっても導体が移動した場合であっても適用される。 電磁誘導は、発電機、誘導電動機、変圧器など多くの電気機器の動作原理となっている。.

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電流

電流(でんりゅう、electric current電磁気学に議論を留める限りにおいては、単に と呼ぶことが多い。)は、電子に代表される荷電粒子他の荷電粒子にはイオンがある。また物質中の正孔は粒子的な性格を持つため、荷電粒子と見なすことができる。の移動に伴う電荷の移動(電気伝導)のこと、およびその物理量として、ある面を単位時間に通過する電荷の量のことである。 電線などの金属導体内を流れる電流のように、多くの場合で電流を構成している荷電粒子は電子であるが、電子の流れは電流と逆向きであり、直感に反するものとなっている。電流の向きは正の電荷が流れる向きとして定義されており、負の電荷を帯びる電子の流れる向きは電流の向きと逆になる。これは電子の詳細が知られるようになったのが19世紀の末から20世紀初頭にかけての出来事であり、導電現象の研究は18世紀の末から進んでいたためで、電流の向きの定義を逆転させることに伴う混乱を避けるために現在でも直感に反する定義が使われ続けている。 電流における電荷を担っているのは電子と陽子である。電線などの電気伝導体では電子であり、電解液ではイオン(電子が過不足した粒子)であり、プラズマでは両方である。 国際単位系 (SI) において、電流の大きさを表す単位はアンペアであり、単位記号は A であるアンペアはSI基本単位の1つである。。また、1アンペアの電流で1秒間に運ばれる電荷が1クーロンとなる。SI において電荷の単位を電流と時間の単位によって構成しているのは、電荷より電流の測定の方が容易なためである。電流は電流計を使って測定する。数式中で電流量を表すときは または で表現される。.

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集積回路

SOPパッケージに封入された標準ロジックICの例 集積回路(しゅうせきかいろ、integrated circuit, IC)は、主としてシリコン単結晶などによる「半導体チップ」の表面および内部に、不純物の拡散による半導体トランジスタとして動作する構造や、アルミ蒸着とエッチングによる配線などで、複雑な機能を果たす電子回路の多数の素子が作り込まれている電子部品である。多くの場合、複数の端子を持つ比較的小型のパッケージに封入され、内部で端子からチップに配線されモールドされた状態で、部品・製品となっている。.

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FIFO

FIFO(ファイフォ、フィフォ、フィーフォー)はFirst In, First Outを表す頭字語である。先入れ先出しと訳されることがある。 この言葉はキューの動作原理を表すものであり、キューに入っているどんな要素の組に対しても、先に入ったものを先に処理して出し、後に入ってきたものは先に入ったものより後から処理して出す、というように、出入りにおいて順序が保存されることを意味している(厳密には出入りのみを定義しており、処理順ではない)。日本語の俗な慣用表現では「ところてん式」も同じものを指す。 たとえば優先度付きキューはキューの一種であるが、FIFOではない。優先順位によって順序が入れ替わるからである。待ち行列理論における、FIFOキューについての厳密な定義もある。 FIFOは、いくつかの異なる文脈で用いられる。すなわち一般概念のこともあれば、特定の実装のこともある。以下ではそれぞれを解説するが、これが全てではない。たとえばもっとくだけた感じで、同時通訳のような情報の処理方法をFIFOと呼ぶこともある。.

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ILLIAC IV

ILLIAC IV 回路基板群のクローズアップ ILLIAC IV(イリアック・フォー)は、イリノイ大学アーバナ・シャンペーン校の一連の研究から生み出された最後のコンピュータである。パターソン&ヘネシーは本機を「間違いなく、スーパーコンピューター・プロジェクトの歴史上で最も不名誉なものであろう。」としている。ILLIAC IV の設計の鍵は、256 プロセッサによる高い並列性で、後にSIMDと呼ばれる、同時に多数のデータセットを処理することを指向していた。マシンは十年の開発期間を経て1975年に完全に稼働した。.

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JTAG

JTAG(ジェイタグ、Joint Test Action Group)は、集積回路や基板の検査、デバッグなどに使える、バウンダリスキャンテストやテストアクセスポートの標準 IEEE 1149.1 の通称である。本来はこの検査方式を定めた業界団体(Joint European Test Action Group)の名称の略。当初JETAGであったがEuropeanが抜けJTAGとなった。.

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NANDゲート

NANDゲートは否定論理積の論理ゲートであり、その(論理的な)動作は全ての入力の論理積(AND)をとったものの反転(NOT)である。つまり、全ての入力がHighの場合のみ出力がLowになり、Lowの入力がひとつでもある場合はHighを出力する。 NAND論理の完全性(:en:Functional completeness)により、いかなる組合せ論理回路の論理もNANDゲートの組合せで実装できる。それを利用して、NANDのみで実装することで同種の回路のみで構成することができるため、結果としてコスト削減になるという主張もある。 汎用ロジックICシリーズにおいて、最も基本的な製品群として大量生産されたのは、完全性という論理的な理由よりも、実装の容易さ等による面が大きい。 全加算器.

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NOTゲート

NOTゲートは論理否定の論理ゲートで、右に挙げた真理値表のような動作をする。インバータ (inverter) とも呼ぶ。Intersil Datasheets: and )。 -->.

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Resistor-transistor logic

Resistor-transistor logic (RTL)は、入力ネットワークとして抵抗器を使い、スイッチングデバイスとしてバイポーラトランジスタを使ったデジタル回路の一種。トランジスタを使った論理回路としては最初期のものである。他に diode-transistor logic (DTL) や transistor–transistor logic (TTL) もある。.

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Transistor-transistor logic

Transistor-transistor-logic (TTL) はバイポーラトランジスタと抵抗器で構成されるデジタル回路の一種。論理ゲート段(例えばANDゲート)と増幅段のどちらの機能もトランジスタを使って実装しているので、(RTLやDTLとの対比で)このように呼ばれている。 半導体を用いた論理回路の代表的なもののひとつであり、通常+5V単一電源のモノリシック集積回路 (IC) ファミリとして、コンピュータ、産業用制御機械、測定機器、家電製品、シンセサイザーなど様々な用途で使われている。TTLという略称は、TTL互換の論理レベルの意味で使われることもあり、TTL ICとは直接関係ないところでも使われている。例えば電子機器の入出力のラベルなどに表示することがある。 DTLの改良品であり、さまざまなメーカーによってICが製造されているが、1970年代にテキサス・インスツルメンツ社(以下 TI, Texas Instruments)の汎用ロジックICファミリ(7400シリーズ)が広く普及して業界標準となった。標準シリーズから、高速版、低消費電力版、高速・低消費電力版などのバリエーションを広げ、初期のマイクロプロセッサの応用の広がりとともにさらに普及した。しかし、バイポーラトランジスタを使うため、低消費電力化・高集積化・低電圧化には向かず、CMOS技術の発達に伴いデジタルICの主力の座をCMOSに譲った。.

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Verilog

Verilog(ヴェリログ)は、IEEE 1364として標準化されているハードウェア記述言語(Hardware Discription Language; HDL)である。最もよく使用されているのは、デジタル回路のレジスタ転送レベルの設計と検証である。また、アナログ回路やの検証や、の設計にも使用されている。 もともとVerilogは電子回路シミュレーションを行うシミュレータであり、それに使用する言語であった。文法は、プログラミング言語のC言語やPascalに似ている。 後継言語はSystemVerilogで、だいたいVerilogのスーパーセットである。System Verilogの規格と統合して、「IEEE/IEC 62530:2011 SystemVerilog - Unified Hardware Design, Specification, and Verification Language」と呼ばれる標準になっている。.

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VHDL

VHDLは、デジタル回路設計用の、ハードウェア記述言語(HDL: Hardware Description Language)の一種である。標準化は(現在は)IEEE/IECによる。主として論理回路の設計に、特にFPGAやASICなどの設計で使う。IEEEとIECで同一規格IEEE 1076-2008 VHDL Language Reference Manual/IEC 61691-1-1:2011 Behavioural languages - Part 1-1: VHDL Language Reference Manual を発行している。名前の由来は英語のVHSIC HDLの略で、VHSICは、very high speed integrated circuits(超高速集積回路)である。.

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抵抗器

抵抗器(ていこうき、resistor)とは、一定の電気抵抗値を得る目的で使用される電子部品であり受動素子である。通常は「抵抗」と呼ばれることが多い。 電気回路用部品として、電流の制限や、電圧の分圧、時定数回路などの用途に用いられる。集積回路など半導体素子の内部にも抵抗素子が形成されているが、この項では独立した回路部品としての抵抗器について述べる。.

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標本化定理

標本化定理(ひょうほんかていり、sampling theorem: サンプリング定理とも)はアナログ信号をデジタル信号へと変換する際に、どの程度の間隔で標本化(サンプリング)すればよいかを定量的に示す定理。情報理論の分野において非常に重要な定理の一つである。 標本化定理は1928年にハリー・ナイキストによって予想され、1949年にクロード・E・シャノンと日本の染谷勲によってそれぞれ独立に証明された。そのためナイキスト定理、ナイキスト・シャノンの定理、シャノン・染谷の定理とも呼ばれる。.

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機械式計算機

機械式計算機 (きかいしきけいさんき、)とは、歯車などの機械要素を用いて計算(演算)を行う計算機のこと。(この項ではデジタル演算を行うものについて述べる。機械式アナログ計算機についてはアナログ計算機の項を参照。).

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汎用ロジックIC

汎用ロジックIC(はんようロジックアイシー)とは、様々な論理回路に共通して必要とされる個々の機能を1つの小型パッケージにまとめた小規模な集積回路である。 ANDゲート、ORゲート、NOTゲート、NANDゲート、NORゲート、ExORゲートといったゲート回路や、フリップフロップ、カウンタ、レジスタ、シフトレジスタ、ラッチ、エンコーダ/デコーダ、マルチプレクサ/デマルチプレクサ、加算器、コンパレータといった簡単な論理機能ブロックなどのデジタル回路が主体であるが、そういった論理回路だけでなく、バッファやインバータといった論理というよりは駆動電流を増強するアンプの役割をする回路も含まれている。 また、場合によっては、電気的なスイッチであるアナログスイッチや、アナログマルチプレクサ、発振器あるいは位相同期回路(PLL)など、ほとんどロジック(論理)と呼べないアナログ回路に属するものも含める場合もある。.

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準安定状態

準安定状態(じゅんあんていじょうたい、Metastable state(s) )は、真の安定状態では無いが、大きな乱れが与えられない限り安定に存在できるような状態。準安定状態は小さな乱れに対しては安定であるが、大きな乱れが与えられると不安定になり、真の安定状態へ変化してしまう。 準安定状態は非平衡状態なので、いつかは真の安定状態へ変化するが、その変化の時間が非常に長いのが特徴である。「自由エネルギーが極小値をとるような状態」という記述がされることが多いが、それはあくまでイメージであることに注意しなければならない。そもそも平衡熱力学では平衡状態しか予言できないので準安定状態は扱えない。 準安定状態は、一つだけとは限らず、多数存在し得る。準安定状態同士、準安定状態と最安定状態の間には、乗り越えるべきエネルギー障壁が存在する。障壁は高い場合もあれば、低い場合もありまちまちである。障壁を乗り越えるような駆動力(熱など)があれば、より安定な状態へと移っていく。 準安定な状態の例としては、過冷却状態、過飽和状態、ガラス状態、常温・常圧におけるダイヤモンド(最も安定なのはグラファイト)、アナターゼ型の二酸化チタンなどがある。.

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演算装置

演算装置(えんざんそうち)は、コンピュータ(プロセッサ)の構成要素のひとつで、論理演算や四則演算などの演算をおこなう装置である。.

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有限オートマトン

有限オートマトン(finite automaton)または有限状態機械(finite state machine, FSM)とは、有限個の状態と遷移と動作の組み合わせからなる数学的に抽象化された「ふるまいのモデル」である。デジタル回路やプログラムの設計で使われることがあり、ある一連の状態をとったときどのように論理が流れるかを調べることができる。有限個の「状態」のうち1つの状態をとる。ある時点では1つの状態しかとらず、それをその時点の「現在状態」と呼ぶ。何らかのイベントや条件によってある状態から別の状態へと移行し、それを「遷移」と呼ぶ。それぞれの現在状態から遷移しうる状態と、遷移のきっかけとなる条件を列挙することで定義される。 有限オートマトンは様々な問題に応用でき、半導体設計の自動化、通信プロトコル設計、構文解析などの工学面での応用がある。生物学や人工知能研究では状態機械(群)を使って神経系をモデル化し、言語学では自然言語の文法をモデル化したりする。.

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数(かず、すう、number)とは、.

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数字

数字(すうじ、numeral)とは数(数値、数量、number)を表現するための記号(figure, digit)および文字(character, letter)である。 ただし日本では、数字は数自身と混同されることが多いが、これによって問題を生じることもある。 また、企業によっては売上や顧客数・視聴率(放送業界)など、数値によって表わされる業績を「数字」と呼ぶことがある。.

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慣性航法装置

慣性航法装置(かんせいこうほうそうち、Inertial Navigation System, INS)は、潜水艦、航空機やミサイルなどに搭載される装置で、外部から電波による支援を得ることなく、搭載するセンサ(慣性計測装置、Inertial Measurement Unit, IMU、Inertial Navigation Unit; INU, Inertial Guidance Unit; IGU, Inertial Reference Unit; IRUなども使用される)のみによって自らの位置や速度を算出する。慣性誘導装置(Inertial Guidance System, IGS)、慣性基準装置(Inertial Reference System, IRS)などとも呼ばれる。.

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