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ゲームで
コンピューターの仕組みを学ぶ
～ Human Resource Machine ～
白栁隆司
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自己紹介
エンジニアカウンセラー 白栁 隆司
Youtubeに平日ほぼ毎日動画投稿中！ #ほぼ日ITエンジニアニュース
@IT 自分戦略研究所 エンジニアライフにて「コレがワタシの生きる様」連載中（木曜日）
４つのことを、ITエンジニアに勧めてます
1. 傾聴によるコミュニケーション
2. メンタルヘルス（セルフケア）
3. セルフマネジメント
4. 日々の生活の中からエンジニアリングを学ぶ
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はじめに
この動画はMiraitoDesign社がYoutubeチャンネルで公開
している「現役エンジニアが最近話題のプログラミングの
ゲームやってみた」シリーズの動画にインスパイアを受け
て作成しました。
https://www.youtube.com/c/MiraitoDesignInc
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知りたい、でもハードルが高い！
CPUの仕組みやメモリの動きを知りたい人は多い
これらを机上で教えるのは大変！！（経験談）
● 「メモリ空間」のイメージが難しい
● 「アセンブラ」？よくわからん！
● レジスタ？アーム？メモリと違うの？？ etc...
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実践で覚えればいいじゃない
アセンブラ（CASLⅡ）Webシュミレーター
https://www.chiba-fjb.ac.jp/fjb_labo/casl/index.html
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実践で覚えればいいじゃない
Paiza（C言語）
※C言語ならオンラインコーディング環境は沢山ある。
https://paiza.jp/
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実践で覚えればいいじゃない
アセンブラやC言語をやればいいけれど...
やっぱりハードルが高い
● フルスペックなので機能が多い（全部入り）
● メモリ破壊ですぐ動かなくなる
● 低級言語過ぎて人間はわからん etc...
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ゲームで覚えればいいじゃない
Human Resource Machine
©Tomorrow Corporation
・STEAM
・WiiU
・iOS
・Android
・Nintendo Switch
※Swith版は解説付き
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何故 Human Resoce Machine なのか？
1. 基本的なCPUとメモリの仕組みを再現
2. 限定された機能
3. 【一人称】の的確さ
4. いろんなハードで手軽に遊べる
5. 最終的にはアルゴリズムゲームになる
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1. 基本的なCPUとメモリの仕組みを再現
● 画面のそれぞれが、CPUやメモリに相当（次画面）
● 命令の少なさもCUP準拠（泣）
○ バリバリの低級言語仕様
● メモリ領域やコードにラベルを書ける辺りが
ちょっと高級言語！
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1. 基本的なCPUとメモリの仕組みを再現
レジスタ
【標準入力】
【メモリー（アドレス）】
（外部・主記憶装置）
【演算装置（プロセッサー）】＋【レジスター】
※レジスタは内部の一時記憶領域
【標準出力】
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【標準入力】 【標準出力】
【メモリー（アドレス）】
（外部・主記憶装置）
【使用可能命令】
（低級言語）
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【実行メモリー（アドレス） 】
【メモリー（アドレス）】
（外部・主記憶装置）
【演算装置（プロセッサー）】
※人が持ってる部分が【レジスター】
（アキュムレーターのみ）
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2. 限定された機能
● シンプル of シンプル
○ 必要なものは揃ってる
● 実行に必要なものが沢山
○ 実行、ステップ実行、コード領域（３面）
ラベル、アンドゥ、コピー＆ペースト etc...
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3. 【一人称】の的確さ
● 【人】が中心
○ inbox ： 人に入力
○ outbox : 人から出力
○ copyfrom : 人に指定メモリの情報を複写
○ copyto : 人から指定メモリへ情報を複写
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3. 【一人称】の的確さ
● 【CPU】が中心
○ inbox ： CPUに入力
○ outbox : CPUから出力
○ copyfrom : CPUに指定メモリの情報を複写
○ copyto : CPUから指定メモリへ情報を複写
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4. いろんなハードで遊べる
● PlayStation系、Xbox系以外のハードなら遊べる？
（Wikipedia調べ）
● オススメはNintendoSwitch版
○ 各問題の解説ペーパーが付いてくるらしい
● Steam版＋ネットの攻略記事でいいかも？
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5. 最終的にはアルゴリズムゲームになる
● 「アルゴリズムゲーム」だと感じられたら、
CPUとメモリの仕組みが理解できてると思っていい
● 加減乗除に総和、素因数分解等、基本的なアルゴリズ
ムは課題として用意されている
● 最小ステップ、最短ステップというゲーム性
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おまけ. 足りないと感じたところ
● 比較処理の中に同値比較がない
○ ゼロ比較、マイナス比較は現実的な実装
● ビット演算系の実装がない
○ ビット演算やシフト演算がない
○ それを利用して解く課題がない為だろう
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おまけ2. ゼロ比較とマイナス比較の仕組み
ビット演算で、とてもシンプルに実装できる
前提：2進数での数字表現の仕組み
2の乗数の組み合わせと符号での管理
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おまけ2. ゼロ比較とマイナス比較の仕組み
◇ ゼロ比較の仕組み
この演算結果が「ゼロ」なら【真】とする
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おまけ2. ゼロ比較とマイナス比較の仕組み
◇ マイナス比較の仕組み
符号だけを取りだして「0/1」の判断ができる
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まとめ
● Human Resource Machine は良いゲーム
○ CPUとメモリの機能を程よく再現している
○ 理解の目安も立てやすい
● 続編？の7 Bilion Machine は機械操作的要素多
○ マルチスレッドの考え方とも言えるか？
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ご視聴ありがとうございました
エンジニアカウンセラー
白栁隆司
CPUとメモリの仕組みは面白い！