【基本情報】ハードウェアで勉強することをざっくりまとめた記事

ハードウェア

コンピュータはハードウェアとソフトウェアで構成されています。ハードウェアはコンピュータを構成している機械の総称で、ソフトウェアはコンピュータに入っているプログラムの総称です。ここではハードウェアについて学びます。

コンピュータの勉強で2進数が出てくる理由

コンピュータの勉強をしているとよく2進数が出てきます。2進数とは「0」と「1」だけで数を表す方法です。私たちが普段使う10進数は「0」～「9」の10個の数字で数を表します。10個の数字で数を表すから10進数、2個の数字で数を表すから2進数なんですね。

コンピュータは電子機器です。なので電気を使って情報を処理し、記録します。電気が取る状態はOnとOffの2パターンしかありません。Onの場合を1、Offの場合を0とすると、コンピュータの処理や記録している情報を表現しやすくなります。だから、基本情報では0と1だけで数を表す2進数の勉強をするんですね。

ただし、2進数にも弱点があります。例えば、10進数の「99」は2進数で「1100011」となります。0と1しか使えないので、おのずと桁数が大きくなってしまうんですね。桁数が大きくなると見づらくなりますし、ミスしやすくなる可能性があります。そこで出て来たのが16進数です。16進数は0~9とA~Fの16個の英数字で数を表す方法です。

コンピュータは文字も電気で表現する

コンピュータは数字だけじゃなく、文字や記号も電気のOn/Off、つまり「1」と「0」で表現します。文字を数字でどうやって表現するんだ？って思いますよね。答えは簡単で、「01000001」=「A」とルールを決めておけば良いんです。これを文字コードと言います。

「1」と「0」を何桁使えるかで扱える情報の数が変わります。2桁なら4通りの情報が、3桁なら8通りの情報が扱えます。この桁数のことをITでは「ビット」と呼びます。

ちなみに、ビットが8個で1バイトになります。8ビット=1バイトです。

論理演算

コンピュータが実行する命令は1+2や3×5のような四則演算だけではありません。「20歳以上なら大人料金」「平日なら割引」のような命令も実行します。このような「〇〇なら××」のような命令を論理演算と呼びます。コンピュータでは論理演算も「1」と「0」で表現します。

例えば「小学生以上で身長が100cm以上なら、ジェットコースターに乗れる」という論理演算を「1」と「0」で表現してみましょう。

論理演算があるおかげでコンピュータは色々な命令を実行できるんですね。

コンピュータの五大装置

コンピュータは色々な機械で構成されています。外から見るとディスプレイやマウスやキーボードがありますし、分解してみるとハードディスク(HDD)やCPUがあります。HDDはコンピュータに内蔵されている記憶装置ですね。

このようなコンピュータを構成している機械をハードウェアと呼びます。ハードウェアの中でも入力装置・出力装置・記憶装置・制御装置・演算装置はコンピュータの五大装置と呼ばれ、制御装置と演算装置を合わせてCPUと呼びます。

入力装置はマウスやキーボードなどコンピュータに情報を入力するための機械、出力装置はディスプレイなどコンピュータが情報を出力するための機械、記憶装置はHDDやUSBなど情報を記録するための機械、CPUは命令を処理したり、他のハードウェアを制御するための機械です。コンピュータはこれらのハードウェアが協力しながら命令を実行するんですね。

記憶装置には主記憶装置と補助記憶装置があります。

主記憶装置はメインメモリとも呼ばれ、CPUが実行する命令やデータを記録する役割があります。そのため、CPUの作業机なんて例えられることがあります。CPUがプログラムを実行するときに必要な情報を一時保管するだけなので、パソコンの電源を切るとメインメモリに入っている情報は消えてしまいます。

一方、補助記憶装置は永久的にデータを記録する役割があります。USBとかCDが補助記憶装置の例ですね。

記憶装置にも色々あり、役割毎に使い分けられます。