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【基本情報】ハードウェアについて何を勉強すべきか分かる記事

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ハードウェアに関する記事

ハードウェアとは

コンピュータは、機械や部品などの物理的な構成要素であるハードウェアとプログラムなどの処理を行うソフトウェアで構成されています。
人間で言うと、臓器や血管がハードウェアで意思や感情がソフトウェアのようなものですね。

この記事ではコンピュータの構成要素であるハードウェアについて解説しています。

基数

基数とは1桁の中に出てくる数字の数のことです。ちなみに、よく2進数や10進数という言葉を聞きますが、2進数の基数は2、10進数の基数は10です。
10進数の場合、0,1,2,3,4,5,6,7,8,9の10個の数字を使って数を数えますよね。

基本情報でよく出てくる2進数の場合、0,1の2個の数字を使って数を数えます。なので2進数で数えてみると、0→1→10→11→100・・・となります。

日常の数え方ではマイナスの数字を「-9」のように表現しますが、2進数では2の補数という表現を使ってマイナスの数字を表現します。

基本情報では16進数もよく出てきます。16進数の場合、0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,Fの16個の数字を使って数を数えます。普段、AとかBみたいな英字を数字として使うことがないので違和感を感じますが、16進数ではAもBも数字になります。

情報の単位

コンピュータが情報を扱う単位にはビットバイトがあります。

コンピュータは電気信号で情報を扱います。電気が流れていれば「1」、電気が流れていなければ「0」として情報を処理します。この1と0の情報を入れる箱がビットです。難しく言うと、「コンピュータが処理する最小単位」がビットですね。

ビットが8個集まると1バイトになります。鉛筆が12本集まると1ダースになるのと同じですね。

論理演算

論理演算とは計算方法の一つで、True(真)またはFalse(偽)を答えとする演算です。
論理和・論理積・排他的論理和などが論理演算の例ですね。

論理演算では答えが必ずTrueとFalseの2種類になるため、電気が流れているか/流れていないかの2種類で情報を制御するコンピュータとの相性が良いです。

五大装置

コンピュータは、制御装置演算装置記憶装置入力装置出力装置の5つの装置から成り立ち、これら5つの装置を五大装置と言います。ちなみに、制御装置と演算装置を組み合わせたものがCPUです。

人間が入力したデータを受け取り、それを元に処理をして、処理結果を人間に見せるという一連の流れを五大装置がどのように動かしているのか学びます。

CPUはクロック周波数に合わせて命令を処理します。
クロック周波数はメトロノームみたいなものです。音楽隊がメトロノームに合わせて演奏するように、CPUはクロック周波数に合わせて命令を処理していきます。

コンピュータに使われる記憶装置には色々な種類があります。ここでは記憶装置の分類であるRAMとROM、よく出題されるキャッシュメモリについて解説します。