Upgrade to Pro
— share decks privately, control downloads, hide ads and more …
Speaker Deck
Features
Speaker Deck
PRO
Sign in
Sign up for free
Search
Search
Rubyで作る論理回路シミュレータ - Shinjuku.rb #99
Search
Koji NAKAMURA
May 27, 2025
Technology
0
100
Rubyで作る論理回路シミュレータ - Shinjuku.rb #99
Koji NAKAMURA
May 27, 2025
Tweet
Share
More Decks by Koji NAKAMURA
See All by Koji NAKAMURA
龍昌餃子で理解するWebサーバーの並行処理モデル - 東葛.dev #9
kozy4324
1
260
Rubyで作る論理回路シミュレータの設計の話 - Kashiwa.rb #12
kozy4324
1
530
Steep導入したいRTA - Kashiwa.rb #11
kozy4324
0
170
これまで細々と作成したGemの紹介をします - Kashiwa.rb #9
kozy4324
0
250
東京Ruby会議12のお手伝いしてきた話
kozy4324
0
120
個人開発発表 LT - Shinjuku.rb #97
kozy4324
0
440
Ruby界隈を中心に2024をふりかえる - Kashiwa.rb #6
kozy4324
0
200
「今までで一番学びになった瞬間」発表 LT - Shinjuku.rb #96
kozy4324
0
390
脆弱性から学ぶシリーズ CVE-2024-34341 - Kashiwa.rb #5 LT
kozy4324
0
330
Other Decks in Technology
See All in Technology
ブロックテーマでサイトをリニューアルした話 / 2026-01-31 Kansai WordPress Meetup
torounit
0
480
茨城の思い出を振り返る ~CDKのセキュリティを添えて~ / 20260201 Mitsutoshi Matsuo
shift_evolve
PRO
1
410
1,000 にも届く AWS Organizations 組織のポリシー運用をちゃんとしたい、という話
kazzpapa3
0
180
【Oracle Cloud ウェビナー】[Oracle AI Database + AWS] Oracle Database@AWSで広がるクラウドの新たな選択肢とAI時代のデータ戦略
oracle4engineer
PRO
2
190
Red Hat OpenStack Services on OpenShift
tamemiya
0
140
22nd ACRi Webinar - ChipTip Technology Eric-san's slide
nao_sumikawa
0
100
生成AIを活用した音声文字起こしシステムの2つの構築パターンについて
miu_crescent
PRO
3
220
SREが向き合う大規模リアーキテクチャ 〜信頼性とアジリティの両立〜
zepprix
0
480
量子クラウドサービスの裏側 〜Deep Dive into OQTOPUS〜
oqtopus
0
150
AIエージェントに必要なのはデータではなく文脈だった/ai-agent-context-graph-mybest
jonnojun
1
250
CDK対応したAWS DevOps Agentを試そう_20260201
masakiokuda
1
430
顧客との商談議事録をみんなで読んで顧客解像度を上げよう
shibayu36
0
330
Featured
See All Featured
Large-scale JavaScript Application Architecture
addyosmani
515
110k
How to train your dragon (web standard)
notwaldorf
97
6.5k
Data-driven link building: lessons from a $708K investment (BrightonSEO talk)
szymonslowik
1
920
Odyssey Design
rkendrick25
PRO
1
500
The innovator’s Mindset - Leading Through an Era of Exponential Change - McGill University 2025
jdejongh
PRO
1
94
HU Berlin: Industrial-Strength Natural Language Processing with spaCy and Prodigy
inesmontani
PRO
0
230
[Rails World 2023 - Day 1 Closing Keynote] - The Magic of Rails
eileencodes
38
2.7k
I Don’t Have Time: Getting Over the Fear to Launch Your Podcast
jcasabona
34
2.6k
Getting science done with accelerated Python computing platforms
jacobtomlinson
2
120
Dealing with People You Can't Stand - Big Design 2015
cassininazir
367
27k
個人開発の失敗を避けるイケてる考え方 / tips for indie hackers
panda_program
122
21k
Optimising Largest Contentful Paint
csswizardry
37
3.6k
Transcript
Rubyで作る論理回路シミュレータ CPUを理解したくて内部DSLを創った話 2025.5.28 Shinjuku.rb #99 KaigiEffect成果発表LT! Koji NAKAMURA (@kozy4324)
RubyKaigi 2025 行けてません! (お詫び)
None
None
None
None
東京Ruby会議12 から Effect してる枠として 本日は発表します!!
Koji NAKAMURA • 𝕏: @kozy4324 • GitHub:@kozy4324 • Classi株式会社所属 •
Kashiwa.rb主催 自己紹介
成果物デモ
None
KaigiEffect により作ったもの: logicuit • logi(c cir)cuit -> logicuit • 電気回路シミュレータ
• 書籍「CPUの創りかた」を理解したくて作った • https://www.amazon.co.jp/dp/4839909865/
どういうモチベーションで作った? • 「CPUという、プログラミングと現実世界をつなぐ装置の仕組 みを理解したい」というモチベーションがあった • 論理回路から作った演算装置と記憶を担当するフリップ・フ ロップを組み合わせて、クロック信号のたびに転送命令を繰り 返すことで CPU が実現できるらしい
どういうモチベーションで作った? • 「CPUという、プログラミングと現実世界をつなぐ装置の仕組 みを理解したい」というモチベーションがあった • 論理回路から作った演算装置と記憶を担当するフリップ・フ ロップを組み合わせて、クロック信号のたびに転送命令を繰り 返すことで CPU が実現できるらしい
CPUは転送命令
ホンマか?🤔
Rubyでやってみよう💡
その前にまず論理回路とは? A B Y AND A Y NOT and more…
演算装置: 半加算器
演算装置: データセレクタ
Dフリップフロップとクロック • 入力 D の値をクロック立ち上がり時に Q 出 力に保持する • 1ビットの状態を記憶可能
• つまり CPU の「レジスタ」になる CK
1-bit CPU CK D Q • A レジスタの内容を反転して A レジスタに転送
• NOT A を繰り返すだけ • ↑ アセンブリ言語
転送命令と アセンブリ言語
MOV A, Im : A レジスタに Im を転送 イミディエイトデータ 0000
入力ポート 出力ポート データセレクタ Aレジスタ Bレジスタ 出力ポート プログラムカウンタ SELECT A SELECT B A B C3 C2 C1 C0 ALU LD0 LD1 LD2 LD3
MOV A, B : A レジスタに B レジスタを転送 イミディエイトデータ 0000
入力ポート 出力ポート データセレクタ Aレジスタ Bレジスタ 出力ポート プログラムカウンタ SELECT A SELECT B A B C3 C2 C1 C0 ALU LD0 LD1 LD2 LD3
ADD B, Im : B レジスタに Im を加算 イミディエイトデータ 0000
入力ポート 出力ポート データセレクタ Aレジスタ Bレジスタ 出力ポート プログラムカウンタ SELECT A SELECT B A B C3 C2 C1 C0 ALU LD0 LD1 LD2 LD3
IN A : 入力ポートから A レジスタへ転送 イミディエイトデータ 0000 入力ポート 出力ポート
データセレクタ Aレジスタ Bレジスタ 出力ポート プログラムカウンタ SELECT A SELECT B A B C3 C2 C1 C0 ALU LD0 LD1 LD2 LD3
OUT Im : 出力ポートへ Im を転送 イミディエイトデータ 0000 入力ポート 出力ポート
データセレクタ Aレジスタ Bレジスタ 出力ポート プログラムカウンタ SELECT A SELECT B A B C3 C2 C1 C0 ALU LD0 LD1 LD2 LD3
JMP Im : Im 番地へジャンプ イミディエイトデータ 0000 入力ポート 出力ポート データセレクタ
Aレジスタ Bレジスタ 出力ポート プログラムカウンタ SELECT A SELECT B A B C3 C2 C1 C0 ALU LD0 LD1 LD2 LD3
JNC Im : C フラグが1ではないときにジャンプ イミディエイトデータ 0000 入力ポート 出力ポート データセレクタ
Aレジスタ Bレジスタ 出力ポート プログラムカウンタ SELECT A SELECT B A B C3 C2 C1 C0 ALU LD0 LD1 LD2 LD3 ※CフラグはALUで桁上がりが発生したら 1 がセットされる
転送命令 = アセンブリ言語 • 少なくとも書籍で説明される範囲内ではそう解釈できる • 条件付きジャンプ命令 (JNC: Junp If
Not Carry) があるので 分岐と繰り返しができる!
CPU完全に理解した
サンプルプログラム: ラーメンタイマー
Rubyで書いていく✏
内部DSLの機運 • いい感じに部品を宣言的に定義したい • 部品を繋ぎ合わせてより複雑な部品を作りたい
内部DSL作りました!
内部DSLで論理回路
内部DSLでデータセレクタ
内部DSLで半加算器
内部DSLでDフリップフロップ
内部DSLで 1-bit CPU
こう!
こう!こう!
こう!こう!こう!
None
まとめ • 本当に CPU が動きました! • CPUと内部DSLに興味がわいたら logicuit を試してね •
内部 DSL を設計して実装するの勉強になる&楽しい • 何かを理解したくて Ruby でイチから実装はオススメ • Let’s KaigiEffect !!!