- 前回までは、コミュニケーションと情報デザイン編ということで、情報のデジタル表現や、コミュニケーション手段の歴史や進化などについてお話ししてきました。 今回からは、コンピュータとプログラミング編に突入します。 まずは、コンピュータのしくみを学び、プログラミングについて詳しく解説していきますよ。
さて初回は、コンピュータを構成する様々な「ハードウェア」についてお話していきます。
①ハードウェアとソフトウェア
- コンピュータはハードウェアとソフトウェアで成り立っているという話を聞いたことはありますよね？ 皆さんにとっては、コンピュータというよりも、Switchやプレイステーションなどのゲームの方が馴染みが深く、わかりやすいかと思います。 ゲームにおいては、ゲーム機本体や、電源アダプタ、コントローラなどがハードウェアにあたります。そして、ポケモンやどうぶつの森といったゲームソフトがソフトウェアにあたります。 コンピュータにおいてのハードウェアは、パソコン本体や、その中にあるマザーボード、CPU、メモリ、ハードディスク、電源ユニット、マウス、キーボードといったコンピュータに必要な物理的な部品や機器のことを指します。 一方でソフトウェアは、ハードウェアを制御するためのプログラムやデータのことを指します。 アプリといったほうが分かりやすいかもしれませんね。
- それな！！
- 皆さんがパソコンで使っているWordやExcel、スマホで使っているLINEやインスタグラムなどのアプリが、コンピュータにおいてはソフトウェアになります。 「ハード」は、英語で「硬い」という意味がありますが、ハードウェアの「ハード」は、コンピュータシステムを構成する物理的な部品や機器が硬いという意味ではなく、ソフトウェアと対比して「物理的なもの」という意味で使われています。
今回からはしばらく、コンピュータを構成する各種ハードウェアについて、その働きや役割などを学んでいきましょう。
②ハードウェアの5大装置
- コンピュータを構成するハードウェアを役割毎に大別すると、5つのグループに分けることができます。 この5つのグループを「ハードウェアの5大装置」または「ハードウェアの5つの機能」と言います。 では、それぞれ説明していきます。
1.入力装置
コンピュータに情報を入力する機能です。入力と言うと分かりづらいかもしれませんが、人間からコンピュータに指示を送るものと考えてもらえると良いでしょう。 例えば、キーボードでキーを打ったり、マウスをクリックすることは人間からコンピュータに指示を送るものですよね。ですからキーボードやマウスは入力機能を持った装置の1つとなります。 こちらはこの後紹介する出力機能と合わせて、以後、動画で詳しく説明します。
2.記憶装置
コンピュータ内にデータを保持する役割を持ちます。 記憶装置には実行中のプログラムやデータを一時的に保持する役割の「主記憶装置」と、コンピュータで作り出されたファイルを保存する「補助記憶装置」の2種類があります。
ハードウェアでは、メモリやハードディスクなどがその役割を担います。 メモリやハードディスクなどの記憶装置についても、以後の動画で詳しく説明します。
3.制御装置
他のハードウェアを制御する役割を持ちます。コンピュータでの司令塔の役割ですね。 ハードウェアでは、CPUというパーツがその役割を担います。
4.演算装置
プログラムに従って計算を行う役割を持ちます。 ハードウェアでは、これも、CPUがその役割を担います。
CPUはこのように複数の機能を担当する働き者で、1億個を超える電子部品を集積した超精密機器です。このような精密機器はVLSI（大規模集積回路）と呼ばれます。 CPUについては、次回の動画で詳しく説明します。
5.出力装置
情報を出力する機能です。入力の反対だと考えていただければ良いでしょう。
例えば、スマホのモニタは情報が見える状態にしています。つまり、情報を出力しているので、出力機能を持った装置の1つとなります。 また、印刷するプリンタも紙に情報を出力していますので、これらも出力機能を持った装置の1つですね。
コンピュータに情報を入力する機能です。入力と言うと分かりづらいかもしれませんが、人間からコンピュータに指示を送るものと考えてもらえると良いでしょう。 例えば、キーボードでキーを打ったり、マウスをクリックすることは人間からコンピュータに指示を送るものですよね。ですからキーボードやマウスは入力機能を持った装置の1つとなります。 こちらはこの後紹介する出力機能と合わせて、以後、動画で詳しく説明します。
2.記憶装置
コンピュータ内にデータを保持する役割を持ちます。 記憶装置には実行中のプログラムやデータを一時的に保持する役割の「主記憶装置」と、コンピュータで作り出されたファイルを保存する「補助記憶装置」の2種類があります。
ハードウェアでは、メモリやハードディスクなどがその役割を担います。 メモリやハードディスクなどの記憶装置についても、以後の動画で詳しく説明します。
3.制御装置
他のハードウェアを制御する役割を持ちます。コンピュータでの司令塔の役割ですね。 ハードウェアでは、CPUというパーツがその役割を担います。
4.演算装置
プログラムに従って計算を行う役割を持ちます。 ハードウェアでは、これも、CPUがその役割を担います。
CPUはこのように複数の機能を担当する働き者で、1億個を超える電子部品を集積した超精密機器です。このような精密機器はVLSI（大規模集積回路）と呼ばれます。 CPUについては、次回の動画で詳しく説明します。
5.出力装置
情報を出力する機能です。入力の反対だと考えていただければ良いでしょう。
例えば、スマホのモニタは情報が見える状態にしています。つまり、情報を出力しているので、出力機能を持った装置の1つとなります。 また、印刷するプリンタも紙に情報を出力していますので、これらも出力機能を持った装置の1つですね。
③コンピュータの処理の流れ
- では、5大装置の機能や役割の例として、スマートスピーカーに「13×24はいくつ？」と聞いて、「312です」と答える動作について、考えてみましょう。
まず「13×24はいくつ？」という音声を入力装置で受け取ります。スマートスピーカーのマイクがその役割を担います。
次に「13×24」というデータを記憶装置であるメモリに一時的に保存します。
そして、演算装置であるCPUで「13×24」の計算を行います。
その計算を行った結果、出た答えである「312」を言わせるために、制御装置であるCPUがスピーカーに対して命令します。
最後に、出力装置であるスピーカーで「312です」と答えるという仕組みです。 - なるほど～
- 本当はこれらの過程で音声解析、2進数への変換といった様々な演算処理や制御処理が入りますが、大まかな流れや各装置の役割をおさえておいてほしいので、こちらの例で説明しました。
次回からは、各装置の役割について、具体的に説明していきます。
まとめ
- コンピュータシステムを構成する物理的な部品や機器のことを「ハードウェア」と言う。
- 「入力装置」、「記憶装置」、「制御装置」、「演算装置」、「出力装置」をハードウェアの５大装置と言う。
- コンピュータは、５大装置がお互いに連携して、様々な処理を行っている。