コンピュータの基本
いろいろなところに使われるコンピュータ。
しかし、コンピュータが理解できるのは電気信号のOFF(0)とON(1)だけです。
我々の書くプログラムは OFF(0) と ON(1) に変換されて実行されています。
2進数と16進数 / マイナス(負数)
コンピュータが理解できるのは電気信号のOFF(0)とON(1)だけのため、数の数え方も合わせる必要があり、「2進数」という数え方を利用します。
『2で桁上がり』するので「2進数」と言います。
0 → 1 → 10 → 11 → 100 …と桁上がりします。
ちなみに我々が通常使用する『10で桁上がり』する数え方は「10進数」といいます。
そして、2進数だと大きい数を表すと長くなってしまうため、「16進数」を使用します。
「16進数」は、コンピュータにとっては2進数のように扱え、人間にとっては短くて済みます。わかりにくいという点は解決していませんが…
「16進数」とは，『16で桁上がり』する数の数え方です。
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F 10
16進数の1桁が2進数の4桁にピッタリ一致します。
16進数をプログラム中で表すときには、「0x」を頭につけます。
例：「0x9AB1」/ 意味：「16進数で9AB1」 / 実際の数：「39,601」
マイナスを表すときは、最上位ビット（MSB）を符号（+ or -）とします。
符号を使用すると、数字を表すのに使用できるビットが減るため、表せる範囲が変わります。
ハードウェア
CPU
Central Processing Unit (中央処理装置)の略称。
プログラムにしたがってさまざまな数値計算や情報処理，機器制御などを行う。
コンピュータの司令塔の役割を担っている。
• 32bit/64bitって何が違うの？
データ幅の違い。64bitの幅が広く、一度にたくさんのデータを流せる。
• 現場では
ソフトウェアをダウンロードする際に気にする必要があり、32bitと64bitを間違えると動かない。
確認方法は、スタートメニューのコンピュータを右クリックして「プロパティ」をチェック。
メモリ
• CPUが使用するデータを一時的に置いておく場所
CPUはメモリから読み出して、計算して、メモリに書いているだけです。
• 載せられるメモリ量はCPUのbit幅で決まります。
32bit・・・2の32乗 = 4,294,967,296
64bit・・・2の64乗 = 18,446,744,073,709,551,616
• メモリにはアドレス（プログラム言語ではポインタと呼ばれる）が振ってあり、指定してアクセスします。
記憶装置
• HDD/SSD
メモリより読み書きが遅いが、容量が大きく安価。HDD/SSDから読んだデータはメモリにコピーして使用する。
HDD … ハードディスク。ガラスの円盤に磁気記録する。
SSD … 半導体ディスク。半導体のため、HDDより読み出しが速く、静かである。
• CD/DVD/BD
レーザーの反射率で0/1を判定し、データとして読み込む。
レーザーを当てることで盤面に凹凸を作り、0/1とし、書き込む。
＜種類＞
ROM … Read Only Memory の意味。読み込み専用である。
R … 一度だけ書き込める。
RW/RE・・書き換え可能。
＜なぜ、RとRW(RE)があるのか＞
「RW（RE）」に使われる、レーザーを当てることで変化する合金が高いため、 安く書き込めるものが必要になり、「R」が作られた。
「R」は凹凸を作るために、盤面を焼くため、元に戻せません。
ちなみに。『CDを焼く』という表現はここから生まれました。
• テープドライブ
主にバックアップ用として使われる。テープのため、ランダムアクセスは辛い。
信頼性はHDDより高いが、HDDを多重化したほうが安いため、あまり使用されなくなってきた。
ソフトウェア
BIOS(UEFI)
• BIOS（Basic Input Output System）
キーボードやマウスの接続を認識する。周辺機器を初期化し、ブートローダーを呼び出す。
• ブートローダー
HDDなどにあるOSをメインメモリに読み出す。
OS（Operating System）
• CPUやメモリといったハードウェアを管理・制御する、プロセスの切り替えを行う。
各アプリケーションにいろいろな機能を提供する。
各アプリケーションからはOSの提供するAPIを使用するだけで済む。
- ファイルの読み書き
- ネットワーク
- プロセスへのアクセス
• 代表的なOSとハードウェアの組み合わせ
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