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情報を学ぶ’07
![]() 0.はじめに目的:情報処理技術の基本的知識を身につける。内容:コンピュータとその背景にある考え方を学ぶ。そのために必要なキーワードは3つある。
1)2進数コンピュータの内部は電圧がかかるか否かの2通りの状態だけでデータを伝達している。電圧がかかっている・・・1 電圧がかかっていない・・0
2進数は1と0だけで全ての数を表すことが出来る手法である。
たとえば、
2)アドレスすべてのPC(パソコン)には異なる番号が製造時に付けられている(MACアドレス)。 だからインターネットにつなげたときにメールが間違いなく届けられる。 PCの内部のメモリ、HDD、ディスプレイにいたるまですべてアドレスが付けられていて、データが間違いなくそこに届けられる。
3)フローチャート↓ 左手を上げろ ↓ 右手を上げろ ↓ 左手を下げろ ↓ おわり 命令の手順を上のように図にしたものがフローチャートである。 これをもとにしてプログラムがつくられてコンピュータの複雑な動作が可能になる。 1. 言葉と図と記号としての情報新聞を開けば市長選があったり、飯島愛が引退したり、と様々な情報であふれている。 情報を読んでいる人間も様々な知識や考え方をもっているし、DNA情報で作られている。 銀行に行けばカードで現金を引き出すことができる。 買い物は現金でなくともカードで可能になった。 その人のもっているとされる財産からカードによってお金や物品が移動する。 実際にお金が移動しているのではなくて、銀行の記帳つまり情報が変化しているだけである。 また愛する人の訃報を聴くと人は悲しむ。 しかし、実際は愛する人は訃報の前に亡くなっている。 人が悲しむのは情報による。
情報とは何か? ということは結構難しい。
以上をまとめると、「1以上5以下の整数」という文字(言葉)とsという記号と上の図が対応している。 すべての名詞は言葉であり、記号でかける、また上のように集合として図であらわせる。 「オビワンケノービ」という固有名詞さえもである。 では、名詞句を主語として述語をつけてみよう。 「オビワンケノービはジェダイの騎士である」 o=「オビワンケノービ」が主語で、「ジェダイの騎士である」が述語である。 (慣例により主語が小文字で述語が大文字とする) ここで問題としたいのは、「オビワンケノービはジェダイの騎士である」の「は」である。 「は」によってこの文はなにを言おうとしているのだろうか。 これも集合の図によって明らかにしたい。J=「ジェダイの騎士」とすると
図からも明らかなように、オビワンケノービはジェダイの騎士の集まりの一員なのである。 これを「要素oは集合Jに属する」と言い換えることができる。 あるいは記号によって、 o∈J とあらすことにしよう。またしても言葉と記号と図が対応したことになる。 もちろんo∈JをさらにAという記号で代表してもさしつかえない。 「オビワンケノービはジェダイの騎士である」はご存知のように本当のことである。 もし「オビワンケノービは浜松出身である」(H=「浜松出身者」の集合とするとo∈H)といえば嘘である。 このように文になると真であったり偽であったりする。 コンピュータはこれを1と0とで区別する。 文をもっと複雑にしていくこともできる。 o∈Jかつo∈H すなわち、「オビワンケノービはジェダイの騎士であり」かつ「オビワンケノービは浜松出身である」。 こんな文もありえる。 すると図は下のようになる。
以上のように文は図や記号によって見通しがよくなる。 2. 小テスト次の文を適当に記号化し、それに対応する図示せよ。 1)梅干はおいしい。 2)おいしいものは食べたいものだ。 3) 梅干は食べたいものだ。 4)1かつ2
図について答えよ
ま、しかし、「これはりんごである」は嘘だっていうこともありえるなぁ。。。 3 図(または記号)から文へ「これはりんごである」という文は「これは」「りんごで」「ある」ので、これ∈りんご と考えて良い。だから「これは果物である」とふつうは結論づけられる。 その背景には「りんごならば果物である」という暗黙の了解が隠されている。
「りんごならば果物である」から
4 ラーメンをロボットに作らせるコンピュータのスイッチを入れるとその中でかすかに音がして、しばらくして画像が表れる。 ワープロをクリックすればワープロの窓が開き、ゲームをクリックすればゲームが始まる。 この小さな箱が何故そのようなことを可能にするのだろうか? それに答えるためにインスタントラーメンで説明する。 インスタントラーメンは @ お湯を沸かす A ラーメンの麺を入れる B 何分かしたら(これが条件となる)スープのもとを入れる C 容器に入れてできあがり → →
@から順に指示通りに実行すれば、あなたはおいしいラーメンを食べることができる。
以上の簡単なたとえ話がコンピュータの仕組みを知る上で重要なポイントを指摘している。
命令の手順とその実行がそのポイントである。
コンピュータの内部では
命令の手順はメモリの中に書き込まれており、
実行はCPU(中央処理装置:Central Processing Unit)と対応できる。
簡単にすると、
使い方の書いてある袋 → メモリ
使っているあなた → CPU となる。
CPUとメモリは、バス(配線ケーブル)で結ばれており、
メモリ内の1つ1つの命令が、CPUに逐次運ばれて処理される。
この動作の積み重ねがコンピュータのハタラキとなっている。
5 CPUとメモリコンピュータの本体を分解すると一枚の板がある。これはマザーボードと呼ばれ、 この板の上でコンピュータの重要な役割を果たしている。![]() マザーボード上には、CPU、メモリ、I/Oがある。 メモリは命令(ラーメンの作り方を思う出そう!) を記憶しておく装置、 CPUはその命令を実行する装置。 I/Oはマザーボードの外にある装置(周辺機器) との信号の出入り口である。 (I/O:Input / Output の略、 CPU:Central Processing Unit の略) 3つの装置はバスと呼ばれる信号線で結ばれている。 たとえば、ワープロを実行させるとき、 HDDの中にあるワープロソフトはI/Oを通じて メモリの中にコピーされる。 次にそのソフト(命令の集まり)がCPUに 運ばれて、1つずつ実行される。 その結果ディスプレイにワープロ画面が表示されることになる。 こうした信号は、マザーボード上ではバスを通じて行なわれていて、 1秒間にどれだけの信号を運べるかが、コンピュータの性能の 1つである処理速度を決める。 (これをクロック周波数と言う) メモリもHDDもFDもデータを記憶する装置である。 スイッチを切るとメモリはすべて忘れるが、HDDやFDは記憶を保つ。 スピード = > HDD 記憶容量 = < HDD FDは円盤をしていて円心円(トラック)上にデータを記憶する。 HDDはFDを重ねて円筒形をしている。情報はレコード針から拾われる(レコードやCDと同じ)
6 ソフトウェアマザーボード、HDD、キーボードなどの機器はハードウェアと呼ばれるのに対し、 その機器を移動するデータや命令はソフトウェアと呼ばれる。コンピュータはハードと ソフトを両輪のようにして動いている。 命令がひとまとまりになったものをプログラムという。ワープロやゲームは、 たくさんのプログラムの集まりアプリケーションソフトである。(ワープロソフト、 ゲームソフトと呼ばれる)ワープロやゲームなどのアプリケーションソフトが実行するとき、 それらのソフトとハードの仲介役のソフトが別に用意されている。
7 情報量コンピュータの内部ではすべてのデータは1と0すなわち電圧がかかった状態と、 かからない状態の2種類だけの信号からなる。たとえば、”A”という文字は0100 0000 とコード化されている。”B”は0100 0010である。”A”も一本の線(ケーブル) によって送信するとき、0100 0010という電圧を
10進数 2進数 3進数 16進数 問 (1)28は2進数では( )、3進数では( )、16進数では( )である。
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