家庭電気・機械及び情報処理
第4回目
(1)フローチャート
(2)ノイマン型コンピュータ
(3)非ノイマン型コンピュータ
(4)PICを使った実習
清君のデートの流れ図
<ゆかりちゃんが断った場合を考えた場合>
始め
<自信がある場合>
始め
ゆ かりちゃん に
電話をかける
ゆ かりちゃん に
電話をかける
デ ー ト の申込み
デ ー ト の申込み
ゆ かりちゃん
はOK?
Yes
土曜日にお会い
しま しょ う
土曜日にお会い
しま しょ う
電話を切る
電話を切る
終わり
終わり
No
より正確な流れ図
Flowchart
始め
ゆ かりちゃん に
電話をかける
デ ー ト の申込み
ゆ かりちゃん は
OK?
Yes
No
電話を切る
次に電話をす る女の子
をリス ト から 探す
よしこ ちゃん
ま きちゃん
ま す みちゃん
・
・
・
・
Yes
女の子の名前が
残っ て いるか?
No
土曜日にお会い
しま しょ う
ポチにやつあたり
電話を切る
終わり
Flowchart(流れ図)
Flowchartの要素
順次
処理A
処理B
選択
条件を満足?
反復
NO
条件を満足?
YES
処理A
NO
YES
処理B
処理A
処理B
練習問題1
次の二次方程式において、bとcを入力して、解を求めるフローチャートを書きなさい
x + bx + c = 0
2
練習問題1のフローチャート
bとcの入力
b  4c  0
2
NO
YES
1
x = (  b  b 2  4c )
2
終 了
1
x = ( b  i 4c  b 2 )
2
練習問題2
次の一次方程式において、aとbを入力して、xを求めるフローチャートを書きなさい
ax+b=0
練習問題2
次の一次方程式において、aとbを入力して、xを求めるフローチャートを書きなさい
ax+b=0
始め
a,bを入力
a=0?
No
x=-b/a
Yes
b=0?
No
Yes
不定
解な し
ノイマン型コンピュータの基本構成
Von Neumann 1940年代
中央処理装置(CPU)
演算装置
入力装置
Keyboard
Mouse
制御装置
主記憶装置
ROM
RAM
補助記憶装置
データの流れ
制御の流れ
HDD, CD-ROM, FDD
出力装置
Printer
Display
CPU
グラフィックス
ノースブリッジ
メインメモリ
RAM
IDEデバイス
サウスブリッジ
PCIデバイス
HDD
USBデバイス
キーボード
マウス
シリアル
パラレル
FDD
ノイマン型コンピュータの命令実行
Fetch
Decode
Execute
フェッチ
デコード
実 行
命
令
の
取
り
出
し
命
令
の
解
読
命
令
の
実
行
命令の実行サイクル
ノイマン型コンピュータの特徴
■プログラム内蔵方式
処理手順を示したプログラムを内部に記憶しておく
■逐次処理
プログラムで指定した順序で、逐次、命令を実行する
■命令とデータの共存
同じメモリ(主記憶装置)上に、命令とデータが共存している
ノイマン型コンピュータの長所と短所
長 所
短 所
高級言語が使えるようになり、
ソフトウェアの生産性が飛躍的に向上
フォン・ノイマンのボトルネックCPUとメ
モリ間のバス(転送路)が混み合い、処
理が遅くなる
フォン・ノイマンのボトルネック
回路は簡単だが、
メモリ
CPU
制御装置
バス
演算装置
スピードは遅い!
命令
データ
混雑
★コンピュータシステム全体の動作速度を向上させる場合の障害★
ハーバード型コンピュータ
回路は複雑だが、
スピードは速い!
CPU
バス
制御
命令用メモリ
命令
演算
データ用メモリ
バス
データ
★制御用コンピュータに使用されている(H8, PIC等)★
命令用メモリ
PIC16F84のアーキテクチャ(構成図)
データ用メモリ
外
部
ピ
ン
外
部
ピ
ン
PIC16F84の外観とピン配置図
1pin
9pin
8個のLEDを自由に点灯させてみよう!
実験回路図
8個のLED
Clock用発振子
電
源
ス
イ
ッ
チ
PICを装着するところ
PIC Writer
PIC16F84プログラム開発に必要なソフトウェア
[1] 16F84.H ヘッダファイル
「これから16F84のプログラムを書きますよ」と宣言するファイル
[2] PA.EXE アセンブラプログラム
CPUが解読できる機械語に変換する
[3] PICW.EXE
機械語をPICに書き込む
[4] PS.EXE
プログラムのシミュレータ(パソコンで行う)
実験手順
(1)グループ分け
6グループ
(2)配布資料p51のプログラムp4_2.asmの入力(EDITを使用)
(3)プログラムp4_2.asmのアッセンブル
(4)PICへ書き込む
(5)実験基板に差し込んで動作させてみる。
(6)配布資料p83のプログラムp6_2.asmを上記(2)~(5)のように行う。
(7)好きな点灯パターンを作ってみる
(8)各グループによる発表
**プログラム作成はMS-DOSプロンプトで行う**
スタート
プログラム
MS-DOSプロンプト
相撲ロボットの構成例
スタートスイッチ
立ち会いパターン
選択スイッチ
光センサ(土俵枠感知) ×3
H8 CPU
超音波センサ(相手ロボット感知) ×3
強力DCモータ(左右)
H8:制御用高性能シングルチップCPU(日立製作所)
ダウンロード

第4回目 フローチャートとコンピュータの方式