サーバー

私たちの周りにはさまざまなプログラムで動いているサービスがあります。

ではプログラムはどうやって動いているのでしょうか?

プログラムがどうやって動いているかを知るために動かしているコンピュータのしくみを知りましょう。

コンピュータは大きく5つの装置で動いています。

  • 入力装置
  • 出力装置
  • 記憶装置
  • 制御装置
  • 演算装置

この記事ではコンピュータのしくみを説明していきます。

プログラムが動いている仕組みを知るために - コンピュータのしくみを知ろう

現在の生活には欠かすことのできない存在となったコンピュータ。

スマホやパソコン、自動車や電車などありとあらゆるところで使われています。

コンピュータは基本的に5つの部品で作られています。

  • 入力装置
  • 出力装置
  • 記憶装置
  • 制御装置
  • 演算装置

入力装置

人間からコンピュータにやってほしいことはどうやって伝えているでしょうか?

そうですね、キーボードを叩いて文字を打ったり、マイクに向かって話したりしますよね。

コンピュータに伝えるための装置を入力装置と呼んでいます。

マウス、キーボード、タッチパネル、マイクなどが入力装置です。

出力装置

何かをやってほしいと伝えたらその結果を知りたいですよね。

やってほしいことを伝えた結果はどうやって知っているでしょうか?

パソコン、スマホであればディスプレイに結果が表示されますし、音楽であればスピーカーから音楽が流れてきますね。

コンピュータが頑張って動いてくれた結果を伝えるものを出力装置といいます。

ディスプレイ、プリンタ、スピーカなどが出力装置と呼んでいます。

記憶装置

やってほしいことを伝えると結果をすぐに返してくれるコンピュータ。

結果を見るために毎回同じことを伝えずともコンピュータが記憶してくれて便利ってことは日々感じていますよね。

コンピュータが記憶しておくための装置を記憶装置といいます。

メモリ、HDD、SSDなどが記憶装置と呼んでいます。

まめ知識

記憶装置は主記憶装置と補助記憶装置の2つあります。

主記憶装置はメモリと呼ばれているもので処理を高速に行うことができますが電源を切ったりすると記憶していたことを忘れます。

この忘れてしまうことを揮発性と言います。

補助記憶装置はHDDやSSDのことで電源が切られても覚えていてくれます。

パソコンをつけなしたときに前にやったことを覚えてくれているのはこの補助記憶装置です。

電源を切っても忘れないことを不揮発性と言います。

演算装置

コンピュータは人間から受け取った依頼を計算したりする必要があります。

この計算してくれている装置を演算装置と呼んでいます。

入力装置や記憶装置から受け取った情報をひたすら計算してくれます。

CPUの演算機能部分のことを演算装置と呼んでいます。

制御装置

正確な結果を伝えるためには入力装置や記憶装置から受け取った情報を正しく処理できるようにする必要があります。

正しく処理をするための装置を制御装置と言います。

CPUの制御機能部分のことを演算装置と呼んでいます。

コンピュータの得意なこと、苦手なこと

コンピュータの動いているしくみはなんとなく理解できたかと思います。

さまざまなことを正確、高速にやってくれるコンピュータですが得意なことと苦手なこともあります。

コンピュータが得意なこと

コンピュータが得意なこととして以下の3つがあります。

  • 計算はすごく早い!
  • 一度覚えたことは忘れない!
  • 命令は正確、確実に実行します!

計算はすごく早い!

コンピュータの一番得意な部分は計算が早いことです。

最近では日本が計算速度で再び1位に返り咲きましたね。

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その計算速度はなんと1秒間に41.5京!

京って普段の生活ではほとんどお目にかからない単位ですが1兆の1万倍ということです、なんかもうよくわかんないけどすごく大きいことだけはわかりますね。

一度覚えたことは忘れない!

ゲームなどをやっているときにセーブを行うかと思いますが再度やり始めるときには続きから必ずできますよね。

それも何個でも大量にいつまでも覚えておくことができます。

まめ知識

最近のゲームはセーブってあまりなく、自動的に保存されていることが多いですね。

昔はゲームをやっている途中で「もうやめないさい!」と親から言われて一生懸命にセーブポイントを探してということがよくありました。

セーブする場所もどこでもできるわけではなくある場所でしかできないという制限あったんですよね。

命令は正確、確実に実行します!

伝えたことは正確に確実にこなしてくれます。

間違えることはなく、間違っている結果がきた場合は依頼内容が間違っているかプログラムが間違っているかのどちらかになります。

ちなみにプログラムが間違っていることをバグといいます。

コンピュータが苦手なこと

コンピュータが得意なこととして以下の3つがあります。

  • あいまいなことは理解できません!
  • 命令が間違っていると大惨事に

あいまいなことは理解できません!

命令にあいまいさが残っている場合にはコンピュータは理解ができず困ってしまいます。

例えば何か買い物をしようとしているときに自分の手持ちが5000円だったとします。

このときに「私が買えるものを教えて」と言っても私がいくら持っているのかわからないのでコンピュータは結果を返すことができません。

よって「5000円以内で買えるものを教えて」と伝えると5000円以内の商品リストを教えてくれるようになります。

命令が間違っていると大惨事に

得意なことにありましたが命令は正確、確実に実行します。

よってあきらかにおかしい命令でもコンピュータは疑問に思うことなく実行してしまいます。

株式の金額や商品の単価を間違ってしまって世に出てしまうということがよくあります。

まめ知識

人間がミスを起こさないようにしようというフールプルーフと言った考えがあります。

人間は間違える、あまり詳しくない人が取り扱うこともあるということを考え、もし間違った使い方をしても事故などにならないようにする仕組みのことをいいます。

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