コンピュータの基礎についてまとめました。
コンピュータの基礎について理解すべきことは以下です。
- コンピュータは情報を処理する機械
- コンピュータは入力→処理→出力の流れで情報を処理する
- コンピュータはどんな情報も最終的には0と1で判断する
- コンピュータはハードウェアとソフトウェアとプログラムで構成される
- ハードウェアは主に入力装置、出力装置、記憶装置、制御装置、演算装置の5大装置で構成される
- コンピュータの中で処理を行うのがCPUであり、CPUは制御装置と演算装置にあたる
- プログラムによってCPUが処理を実行する
- 記憶装置にあたるのがメモリとハードディスクで、メモリはデータを一時的に記憶し、ハードディスクは長期的に記憶する
- ソフトウェアは基本ソフトウェアであるOSと、応用ソフトウェアであるアプリケーションがある
- ハードウェアとソフトウェアを連携させるのがOS
- コンピュータを動かすための命令がプログラム
- コンピュータは0と1しか理解できないので、人間がわかりやすいように命令を書くためのものがプログラミング言語
コンピュータとは
コンピュータは情報を処理する機械。
コンピュータの情報処理の仕方
コンピュータが処理する情報は、文字や数字、画像、音声、ビデオなど様々なものがあるが、コンピュータはどんなデータも0と1の電気信号で処理する。
これはコンピュータの内部が電子回路によって構成されていて、電子のオンとオフの状態が0と1に対応しているためである。
0と1という形式によってコンピュータの内部の処理がシンプルで効率的なものになるため、様々な用途で使うことができる。
コンピュータが行うこと
コンピュータはアプリを作ったり、ゲームをしたり、音楽を聴いたりと様々なことを実現できるが、コンピュータが行うことは本質的には入力→処理→出力を実行することである。
また情報の処理は、加工、蓄積・検索、伝達の3つに分類される。
加工は、情報を計算したり、並び替えたりすること。
蓄積・検索は、情報を集めて、その中から検索すること。
伝達は、情報を送信、受信して、見聞きできること。
ハードウェアとソフトウェアとプログラム
コンピュータは物理的な機械であるハードウェア、OSやアプリケーションのような目に見えず触ることもできないソフトウェア、コンピュータに対する命令であるプログラムによって成り立つ。
これらはどれが欠けてもコンピュータとして成り立たないものである。
ハードウェアの基本的な構成
ハードウェアは入力装置、出力装置、制御装置、演算装置、記憶装置の5大装置で構成される。
入力装置はマウスやキーボードのようなユーザーがコンピュータに対して入力を行う装置である。
出力装置はディスプレイやプリンターなどのコンピュータの処理結果を出力する装置である。
制御装置と演算装置はCPUにあたり、記憶装置はメモリとハードディスクにあたる。
CPU
CPUはコンピュータの脳みそのようなもので、5大装置の制御装置と演算装置にあたる。
制御装置は、コンピュータ内の全体的な動作を制御し、命令の取得や解読、実行などを行うための装置。
演算装置は、コンピュータでの算術演算や論理演算を行うための装置。
制御装置と演算装置によって、プログラムの命令を解釈して実行しデータを処理することができる。
メモリ
メモリは一時的に情報を保存する記憶装置。記憶装置には主記憶装置と補助記憶装置があり、メモリは主記憶装置である。
CPUはメモリに保存されたデータを使って処理を行う。
メモリの容量が多いほど一度に大量の処理をこなせる。
メモリにはRAMとROMという種類がある。
RAM（Random Access Memory）は自由にデータの読み書きができるが、電源を切るとデータが消去されてしまうメモリ。主にプログラムの実行プログラムの実行や作業領域のために使う。
ROM（Read Only Memory）は読み出し専用だが、電源を切ってもデータを保存できるメモリ。システム情報や不変のプログラムを保存するために使う。
ハードディスク
ハードディスクは長期的に情報を保存する記憶装置。主記憶装置のメモリに対して、ハードディスクは補助記憶装置である。
ソフトウェアの種類
ソフトウェアには基本ソフトウェアであるOSと、応用ソフトウェアであるアプリケーションがある。
OS
OSはオペレーションシステムのことで、ハードウェアとソフトウェアを仲介し、コンピュータの基本的な操作を提供するソフトウェア。基本ソフトウェアともいう。
OSによってハードウェアの管理や、入出力デバイスの制御、ファイルとディレクトリによるデータの管理、GUIやCUIなどのインタフェースの提供などが行われ、ユーザーがコンピュータを操作できるようになる。
アプリケーション
アプリケーションはコンピュータで何をするのかを実現するソフトウェアで、応用ソフトウェアともいう。
OSはアプリケーションを動かすための土台になる。
プログラム
プログラムはコンピュータに対する命令である。
しかし命令といってもコンピュータは0と1の電気信号しか理解できず、0と1だけを使って人間がプログラムを書くのは困難。そこで作られたのが人間でも理解しやすいプログラミング言語である。ちなみに0と1を機械語ともいう。
プログラミング言語は機械語に近いアセンブリ言語と、人間が理解しやすい高級言語に分類され、高級言語にはJavaやC言語など様々な種類がある。
アセンブリ言語も高級言語もそのままではコンピュータは理解できないため、アセンブリ言語ではアセンブラというプログラムが、高級言語ではインタプリタやコンパイラといったプログラムがコンピュータが理解できる機械語に翻訳する。
