4コマで勉強する基本情報処理

基本情報処理を4コマにしながら勉強中。 同じ勉強をしてる方々の参考の足しにでもなれば幸いです。

基礎理論

文字コード

kihon084
ということで基礎理論はここで終わりで、彼女たちはネットワークの方に
移ります。
あとネットワークの他にアルゴリズムも始まります。


以下は文字コードの補足です。


ASCIIコードは、ANSI(米国標準規格協会)で定めたアルファベット,数字,特

殊文字及び制御文字からなります。漢字に関する規定はありません。


EBCDICは、IBM社で定めた汎用コンピュータ用の文字コードである。


JISコードはJIS(日本工業規格)で定めた文字コードで7ビット(ローマ字用)、
8ビット(ローマ字・カタカナ用)の他に全角文字を扱う16ビットのコード

がある。

シフトJISコードはJIS漢字コード体系を変換したもので、1バイト系の英数カナ

文字コードと2バイト系のひらがな・漢字文字コードの混在可能である。


EUCは拡張 UNIX コードとも呼ばれて。全角文字と半角カタカナ文字を2バイト

又は3バイトで表現するものである。要はUNIXで漢字が使えます。


UNICODEは多国籍文字を扱うために日本語や中国語などの形の似た文字を
同一コードに割り当てて2バイトの文字コードで表現するものである。要は各国
の文字を統一したもの。

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ビットの取り出し

kihon083
余談ですが、排他的論理和のマスクはビット反転以外にも簡単な
暗号化にも使えます。


では4コマの続きで、特定のビットを取り出すにはAND演算
をします。

取り出したいビットだけ1にすれば、そのビットだけ変化します。
(あとのビットは全て0にします)

 1101 0011 3ビット目を取り出す。
 0010 0000 をANDでマスクする。
 0000 0000 3ビット目の0を取り出せる。


ここで3ビット目を1にしてやってみても

 1111 0011 3ビット目を取り出す。
 0010 0000 をANDでマスクする。
 0010 0000 3ビット目の1を取り出せます。


次にビットを全て反転するには排他的論理和(EOR、XOR)演算をします。
これは、どちらかが1の場合だけ1になるものなので
(0 EOR 1= 1,1 EOR 0= 1,1 EOR 1= 0,0 EOR 0= 0)
まさに反転に向いていますね。


 1101 0011 全ビットを反転する。
 1111 1111 を排他的論理和でマスクする。
 0010 1100 全ビットが反転します。(これに1を足せば2の補数となります)


仮に下位4ビット目だけ反転したいのなら

 1101 0011 下位ビットを反転する。
 0000 1111 を排他的論理和でマスクする。
 1101 1100 下位ビットが反転します。


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マスク

kihon082
特定のビットのオンオフはゲームのフラグなどにも使われてますよ。

では4コマの続きで、特定のビットをONにするにはOR演算
をします。


OR演算は0 or 1= 1,1 or 0= 1,0 or 0= 0,1 or 1= 1なので
オンにしたいビットだけ1にすれば、そのビットだけ変化します。
(あとのビットは全て0にします)


 1101 0011 3ビット目をONにする。
 0010 0000 をOR演算でマスクする。
 1111 0011 3ビット目がONになる。


仮に3ビット目が最初からONになっていたとしても。

 1111 0011 3ビット目をONにする。
 0010 0000 をOR演算でマスクする。
 1111 0011 3ビット目はONのまま。


特定のビットをOFFにするにはAND演算をします。

AND演算は0 and 1= 0,1 and 0= 0,1 and 1= 1,0 and 0= 0なので
オンにしたいビットだけ0にすれば、そのビットだけ変化します。
(あとのビットは全て1にします)


 1111 0011 3ビット目をOFFにする。
 1101 1111 をAND演算でマスクする。
 1101 0011 3ビット目がOFFになる。

仮に3ビット目が最初からOFFになっていたとしても。

 1101 0011 3ビット目をOFFにする。
 1101 1111 をAND演算でマスクする。
 1101 0011 3ビット目はOFFのまま。

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全加算器

kihon072
半加算器そのもので全加算器を説明すると見た目は分り易いのですが、
途中の仕組みは分からなくなってしまいますね。


4コマ目みたいな論理回路に戻すと流れが見えると思います。

自分は論理積・論理積を最後に論理和、あとは排他的論理和2つと
覚えました。

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半加算器

kihon071
今回も内容の方が薄くてすいません。
半加算器は下位からの桁上がりを考慮しないものと覚えてもらえれば
まずは大丈夫です。

まず、入力A、入力Bの加算するとき、出力S、桁上げCの真理値表は
以下のとおりになります。

A B S  桁上がり(C)
0+0=0  無し(0)
0+1=1  無し(0)
1+0=1  無し(0)
1+1=0  有り(1)
 
これを見るとCは論理積と同じであることは分かります。
一方、Sは排他的論理和と同じですね。

火山の方も何やら大丈夫な予感?

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