1 コンピュータ基礎

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コンピュータとは

コンピュータの機能の特徴は、以下の2点です。

1. 高速且つ、正確にデータ処理する
2. データを永続的に保存する

つまり、コンピュータとは「高速且つ正確にデータ処理でき、データを永続的に保存できる機械」と言えます。
コンピュータの機能の特徴が上記である一方、人間はどうでしょう。

1. 鍛えれば、ある程度計算等できる
2. データを一時的に記憶できる

このようにみると、コンピュータの機能の特徴は、人間が出来ないわけではないことがわかります。
つまり、コンピュータのできることは、人間のできることの延長上にあります。
例えば、「10 + 10」の演算は人間でも容易にできます。
しかし、「1262648 + 4242525 – 5342566 + 64567436353」のような演算を高速で行うことは難しいでしょう。また、結果が異なってしまう可能性もあります。
この点、コンピュータは複雑な演算であっても、瞬時に正確な結果を表示することができます。
また、昨日の晩御飯を思い出すことは多くの人間ができると思います。
しかし、1ヶ月前の今日の日付の晩御飯を覚えていますでしょうか。これに正確に答えられる人はごく少数です。
この点でも、コンピュータは覚えることができます。(データ破損しない限り)

一方、コンピュータと人間で大きく異なる点が、以下です。

• コンピュータは要求に対して応答する
• 人間は要求に対して以外のことも行う

例えば、「コンビニでお弁当を買った」時に、コンピュータはそのお弁当を渡すことしかしません。人間は、お箸を付けるかだったり、お弁当を温めるかを聞きます。
このように、普段は当たり前と思っていることが当たり前のように行われず、ルールにだけ則って動くものがコンピュータです。

ハードウェア

ハードウェアとは、目で見ることができる部品の総称です。
以下のようなものが挙げられます。

ハードウェア名	機能
CPU	演算や制御
メモリ	データ一時記憶
ストレージ	データ長期記憶
キーボード、マウス	CPUに処理の指示
ディスプレイ	処理結果の表示
マザーボード	ハードウェアの連結
ネットワークインターフェースカード(NIC)	通信の接点

CPU

キーボード、マウス

ディスプレイ

マザーボード

ネットワークインターフェースカード（NIC）

メモリ

ストレージ

データを長期記憶する機能

ストレージは、内部ストレージと外部ストレージに大きく分かれます。

内部ストレージ	初期搭載されているストレージ
HDD	ハードディスク(ディスク回転)、安くて遅い
SSD	電気で動く、高くて速い、

外部ストレージ	取り付けるストレージ
USBメモリ	主にパソコンに取り付ける
microSD	主にケータイに取り付ける

内部ストレージは、最近は速いという理由で、HDDよりもSSDの人気が高くなっているようです。
HDDはディスクを回転させてデータや保存先を探すため、時間がかかってしまいます。
一方、SSDは電気で高速に探すことができるため、速いです。

どちらもデータを記憶する機能として、メモリとストレージの違いを見ておきましょう。

• メモリ：CPUで使用するためのデータを一時的に保存する。電源オフでデータは消える。
• ストレージ：今後も使用する想定で永続的にデータを保存する。

つまり、同じ保存でも用途に合わせて保存期間が異なるということです。
例えば、「(4211 + 5345) – 528724 x (19346-4234)」という演算式があった場合、()内の演算を先に行います。この時に、その演算結果を一時保存してから残りの演算を行っていきます。ここで、メモリが使用されています。また、エクセル等のデータを作成・編集し、名前をつけて保存したことがあると思います。このデータはPCを再起動しても残っています。ここで、ストレージが使用されています。

ここで1つ疑問が湧きます。ストレージは長期保存してくれるので、メモリは必要ないのでは？という疑問です。
この回答は、メモリはストレージよりも速いためです。
例えば、メモリは一時的保存のため「テーブルに貼っている付箋」と、ストレージは長期保存のため「ノート」だと考えてください。データを探す際に、付箋を見れば即見つかります。しかし、ノートはどのページにあるかを探すのに時間がかかってしまいます。
このことから、メモリとストレージを使い分けることが効率的になります。

ソフトウェア

ソフトウェアとは、ハードウェアと対照的に目に見えない処理機能の総称です。
ソフトウェアは大きく以下の3つに分けられます。

1. OS(オペレーティングシステム)
2. ミドルウェア
3. アプリケーション

1. OS(オペレーティングシステム)

OSは、ハードウェアに指示をしたり、アプリケーションの動作環境構築を行います。
Windows、macOS、Linuxなどがあります。
これらのOSによる違いは、処理の仕組みが異なることです。

2. ミドルウェア

ミドルウェアは、OSとアプリケーションをつなげる役割を果たします。
ちょうど、翻訳者のような役割です。
データベース管理ソフトやWebサーバなどがこれにあたります。
ミドルウェアがない場合もあります。

3. アプリケーション

アプリケーションは、人間からの操作を受け、ある特定の機能を提供するものです。
Excel、Word、メモ帳など私たちがよく使うものです。

拡張子

拡張子とは、ファイルとアプリケーションを紐づける文字列です。
つまり、ファイルの種類を識別するものです。

例えば、「test.txt」「index.html」というファイルがあったとします。
この時、「test」「index」はファイル名です。
ファイル名末尾の文字列である「.txt」「.html」が拡張子です。

ファイルをダブルクリックして開く時の挙動

エクスプローラやFinder上で、ファイルをダブルクリックして開いたことがあると思います。
実は、この時裏では様々な操作が動いています。

1. ユーザがファイルをダブルクリック(エクスプローラ(Finder)というアプリケーション上)
2. エクスプローラ(Finder)がOSに「拡張子に基づくアプリケーションを起動する」という処理を依頼する
3. OSがハードウェアに「拡張子に基づくアプリケーションを起動して」という指示をする
4. OSがハードウェアから応答を受け取る
5. OSが拡張子に基づくアプリケーションを起動する

これでやっと、ダブルクリックしたファイルがその拡張子に基づいたアプリケーション上で開きます。

プロセス

プロセスとは、OSからメモリ領域を割り当てられ、処理を実行しているプログラムです。

プログラム

プログラムとは、コンピュータに特定の動作を実行させる命令を記述したものです。
アプリケーションは単一または複数のプロセスで構成されています。

リソース

リソースとは、コンピュータを動作させるための資源の総称です。
例えば、CPU、メモリ、HDD等です。

プロセスやリソースを管理するアプリケーション

各OSで以下のプロセスやリソースを管理するアプリケーションがあります。

• タスクマネージャ(Windows)
• アクティビティモニタ(Mac)

タスクマネージャ(Windows)の開き方

1. ctrl + shift + esc

アクティビティモニタ(Mac)の開き方

1. Finderを開く
2. ⌘ + shift + U
3. 「アクティビティモニタ.app」をダブルクリック

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