ソフトウェア工学（Software Engineering）は、これまでの「理論」や「ハードウェア」をベースにしつつ、「大規模で複雑なソフトウェアを、期限内に、高品質かつ低コストで開発・保守するための技術と手法」を体系化した学問です。 ソフトウェア工学を学ぶ...

ディジタル回路（Digital Circuits / Logic Design）は、電圧の高低（一般に 0 と 1）を用いて情報を処理する回路を扱う分野です。この分野を学ぶことで、なぜコンピュータが0と1だけで複雑な計算や記憶ができるのか、その物理的な仕組みを理解できます。 ...

プログラミング言語論（Programming Language Theory, PLT）は、計算理論が「計算そのもの」を扱うのに対し、「計算をどのように記述し、効率的かつ安全に実行するか」という表現の形式と構造を数学的に探究する分野です。 「新しい言語を作る」だけでなく...

計算理論とオートマトンは「コンピュータで何が計算できるのか、そしてそれを効率よく行うにはどうすればいいか」という問いを数学的に研究する、コンピュータサイエンスの最も根幹をなす学問分野です。 本記事では、おすすめの参考書とさらに最先端の研究...

おすすめの本 入門 コンピュータ科学　ITを支える技術と理論の基礎知識 アメリカの大学で採用されているコンピュータサイエンスの教科書です。コンピュータサイエンスの学部で学ぶようなことが概ね書かれているので、初めて学ぶ人にはおすすめです。 リン...

本記事では、コンピュータサイエンスの基礎分野の1つである、離散数学を学ぶ際におすすめな参考書を紹介します。 おすすめ参考書 やさしく学べる離散数学 離散数学の入門書としておすすめです。大学の講義で参考書として用いられていることもあり、わかり...

PythonでFIRフィルタを実装する場合、オフライン解析かリアルタイム処理か、信号の長さやタップ長の長さによって最適なメソッドが異なります。それぞれの特徴と実装パターンを整理しました。 オフライン処理の場合 録音済みのデータなど、全てのデータが手...

API Reference parameters: パラメータ名型aarray_like(N,)1 次元入力配列v(M,) array_like1 次元入力配列mode{‘full’, ‘same’, ‘valid’}, optional'full': デフォルト値これは、各重なり点における畳み込みを(N+M-1,)の出力形状で返します。畳み込みの終...

ハードウェアの作成 事前設定 Vivadoを起動し、Create Projectを選択すると、以下のような画面が開きます。Nextとすると プロジェクト設定画面が出るので、Project name: zynq_example（任意のプロジェクト名）Project location: C:/workspace/vivado（プ...

AVAudioSession とは何か AVAudioSession は、iOS アプリとシステム (OS + デバイスのオーディオハードウェア) のあいだに立つ “仲介役 (audio session)” です。 iOS では、アプリごとに音声出力・入力が競合します。通知音・電話アプリ・ミュージックアプ...

本記事では、コンピュータサイエンスの基礎分野の1つである、コンピュータサイエンスを学ぶ際におすすめな参考書を紹介します。 また、コンピュータアーキテクチャに関連する学会も併せて紹介するので、さらに勉強した方は論文を参考にしてください。 おす...

SPI(Serial Peripheral Interface)とは SPIは、Serial Peripheral Interfaceの略でマイコンとその周辺機器（ペリフェラル）の間でよく使用される通信プロトコルの一つです。１つのマスターと１つのスレーブ、あるいは複数のスレーブとの間を通信するための...

本記事では、コンピュータサイエンスの基礎分野の1つである、オペレーティングシステム(OS)を学ぶ際におすすめな参考書を紹介します。 本記事では、オペレーティングシステム自体に焦点を当てた参考書を紹介します。 そのため、Linuxなどの具体的なOSに関...

ディジタルフィルタの構成要素 前回の記事の線形差分方程式からわかるようにディジタルフィルタは以下の3つの要素から構成されます。 遅延器（ディレイ） 加算器 乗算器 これらの構成要素を用いれば、\(N\)次の線形差分方程式で記述されるディジタルフィル...

ディジタルフィルタにおいて、安定性（stability）と因果性（causality）は重要な概念です。それぞれについて見ていきましょう。前提としてLTIシステムについて考えます。 安定性 有界 全ての時刻\(n\)に対して、\(|x[n]| <\infty\)のとき、信号\(x[n]\...

フォン・ノイマン型アーキテクチャ 構成 フォン・ノイマン型のアーキテクチャでは、単一のメモリに命令とデータを保存する方式です。現在のコンピュータは基本的にはノイマン型のアーキテクチャを採用しています。プログラム内蔵方式と呼ばれたりもします...

前回の記事では、リスト（配列）について、解説しました。 リストは、要素の挿入、削除といった操作を行う場合、時間がかかること示しました。 また、リストは要素数が事前に定義が必要でした。 今回は、可変長のデータ構造で、要素の挿入・削除の時間が定...

畳み込み演算 線形畳み込み ここで、線形畳み込みについて説明しておきます。線形畳み込みは次の式で表されます。 $$h(n) * x(n) = \sum_{m=0}^{N-1} h(m) x(n-m)$$ \(x[n]\)、\(h[n]\)が下記のような場合を考えます。 $$h[n] = [1, 3, 1]$$ $$x[n] = [2, ...

UART/USART UARTは(Universal Asynchrous Receive Transmitter)の略で、シリアル通信を行うためのデバイスあるいはプロトコルです。USARTは（Universal Synchrous Recieve Transmitter）の略で、こちらもシリアル通信を行うためのデバイスあるいはプロトコ...

畳み込み積分の性質 畳み込み積分は下記に示す性質を持ちます。 交換則 $$x[n]*h[n] = h[n] * x[n]$$ 結合則 $$x[n] * \{h_1[n] * h_2[n]\} = \{x[n] * h_1[n]\} * h_2[n]$$ 分配則 $$x[n] * \{h_1[n] + h_2[n]\} = x[n] * h_1[n] + x[n] * h_2[n]$$ フィ...