この記事では、基本情報でどんなことを学ぶのか、ざっくり、初心者にも分かりやすく、図解付きで丁寧に解説しています！
この記事はこんな人におススメです！
・今から基本情報の勉強を始める人で、ざっくりどんなことを勉強するのか知りたい人
・応用情報の勉強を始める人で、ざっくり基本情報で学んだことの流れを復習したい人
基本情報でどんなことを学ぶのか
基本情報では、①一台のコンピュータが動く仕組み、②複数のコンピュータが集まってシステムを作る仕組み、③システムを開発・運用する手法について学びます。
①は、さらに「ハードウェア編」と「ソフトウェア編」に分割できます。②は、さらに「システム構成編」と「ネットワーク編」と「データベース編」に分割できます。③は、さらに「システム開発編」と「情報セキュリティ編」に分割できます。順番に見ていきましょう。
コンピュータが動く仕組み
まず、一台のコンピュータが動く仕組みについて学びます。コンピュータは機械の部分とプログラムの部分に分けることができ、それぞれハードウェアとソフトウェアと呼びます。
ハードウェア編
ハードウェア編ではコンピュータが動く仕組みのうち、機械の部分に特化して学びます。コンピュータの主な機械の部分と言えば五大装置と呼ばれるがありますね。五大装置は次の五つです。まず、ハードウェア編では五大装置がコンピュータの中でどういう処理をしているのかを学びます。
- 入力装置
⇒人間がコンピュータに情報を入力するための装置。マウスやキーボード等。 - 出力装置
⇒コンピュータが計算した結果を出力するための装置。プリンターやディスプレイ等。 - 制御装置
⇒コンピュータの中にある色々な機械をコントロールするための装置。 - 演算装置
⇒計算をするための装置。制御装置と演算装置を合わせてCPUと呼ぶ。 - 記憶装置
⇒情報を記録するための装置。ハードディスクやUSB等。
また、コンピュータを学ぶ上で必要な2進数や論理演算といった基礎数学もハードウェア編で学びます。
ソフトウェア編
ソフトウェア編ではコンピュータを動かすために必要なソフトウェアを学びます。ソフトウェアはコンピュータが動くために必要なプログラムの総称です。ソフトウェアには基本ソフトウェア・ミドルウェア・応用ソフトウェアがありますが、基本情報では基本ソフトウェアがよく出ます。
基本ソフトウェアとはOSとも呼ばれ、コンピュータが動くために必要な基礎的な機能を提供します。WindowsとかmacOSがよく知られる例ですね。ソフトウェア編ではOSの役割について学びます。
複数のコンピュータで作るシステム
コンピュータが動く仕組みについて学んだ後は、システムが機能を提供する仕組みについて学びます。システムとは機能を提供するために必要なモノの総称です。例えば、Webサイトを閲覧するためには、Webサイトを表示する私たちのパソコン、Webサイトを提供するGoogleのサーバ、ネットを繋げるための通信機器などが必要ですね。こんな感じで、機能を提供するために必要なモノをまとめてシステムと言います。
システム構成編
私たちがパソコンで楽しんでいる機能の中には、複数のコンピュータでサービスを提供しているものが沢山あります。例えば、Webサイトの閲覧には、Webサイトを表示するためのコンピュータとWebサイトを提供するためのコンピュータが必要で、前者をクライアント、後者をサーバと呼びます。他にもネットワーク通信のための機器も必要ですね。このように、複数のコンピュータで機能を提供するシステムは沢山あり、システム構成編ではこのようなシステムについて学びます。
他にも、複数のコンピュータを使う理由に障害対応があります。例えば、同じシステムを2つ用意すると、片方が故障しても問題なく動き続けるシステムを構成することができます。このような仕組みをシステムの二重化と呼びます。システム構成編では、このような障害対応のためのシステムの構成方法について学びます。
ネットワーク編
ネットワーク編ではコンピュータ同士が通信する仕組みについて学びます。ここは分かりやすいですね。
ネットワーク編では通信で出てくる3つの番号、IPアドレス・MACアドレス・ポート番号などの通信をするために必要な技術について学びます。また、様々なコンピュータ同士が通信するために必要なルールをモデル化した「OSI基本参照モデル」について学びます。
データベース編
データベースとはデータを効率的に使うために、あるルールに則って管理されたデータ群です。代表的なデータベースは関係データベースと呼ばれる、二次元の表形式でデータを管理するデータベースです。下図のようなデータベースが関係データベースですね。関係データベースにはデータを更新するためのルールなどがあり、データベース編で学びます。
関係データベース以外にもデータベースは存在します。多くはありませんが、基本情報では関係データベース以外のデータベースについても学びます。
システムを開発・運用する手法
最後はシステムを開発・運用する手法について学びます。システム開発編ではシステム開発を進めていく流れや、システムの設計やテストの方法について学びます。情報セキュリティ編では外部の攻撃者から自社の情報資産を守る方法について学びます。
システム開発編
システム開発編ではプログラムの作り方について学びます。プログラムを作る時に、まず考えるのはアルゴリズムです。アルゴリズムとは、コンピュータが作業するために人間が作った手順書のようなものです。他にもプログラムの中で使うデータ構造や設計・テストで必要な考え方やシステム開発の流れについて学んだりします。
情報セキュリティ編
インターネットにコンピュータを繋ぐと便利なサービスを享受できる反面、悪意を持った人とも繋がってしまうリスクが生じます。悪意のある人が自社のネットワークに侵入すると、持っているデータを盗み見られたり、破壊されてしまうかもしれません。そういった悪意のある人から自分達の情報資産を守るための考え方が情報セキュリティです。情報セキュリティで最も重要な要素が機密性・完全性・可用性です。情報セキュリティ編では、このような情報資産を守るための仕組みについて学びます。
