コンピュータが扱う情報の基本
・コンピュータは、0と1を使った論理回路を数限りなく組み合わせることによって、複雑な情報処理を実現している
・コンピュータで扱う最小の単位を「ビット」といい、8ビットを「1バイト」とよぶ。そのコンピュータで最も一般的な処理サイズを「ワード」とよび、通常は16、32、64ビットのいずれかとなる
・ビット列の並びがどのような文字と対応するのかを決めるのが「文字コード」。文字コードには「シフトJIS」、「EBCDIC」、「ASCII」、「EUC」、「Unicode」などがある
・日常使う数字は、「10進数」。コンピュータの内部では、「2進数」を使う。2進数は、単純だが桁数が多くなるため、8進数や16進数を使うことが考えられた。
・各桁の基本となる数を「基数」という。10進数の基数は10であり、2進数の基数は2。異なる基数で表現することを「基数変換」と呼ぶ。また、各位が持っている数値を「重み」という
・2進数から10進数への変換は、1の値を持つ位の合計を求める
・10進数を2進数に変換する方法は、重み対応表を使う方法と割り算を使う方法がある
・数値データの表現方式として、「固定小数点数」、「浮動小数点数」がよく使用される。
論理演算は、論理値について「論理和」、「論理積」、「否定」の3つの演算を行う
・論理演算を行う電気回路のことを「論理演算回路」という。
代表的な論理演算回路には「AND」、「OR」、「XOR」、「NOT」がある
・複雑な計算を行う演算回路は、多くの論理回路の組み合わせで作られており、「半加算回路」、「全加算回路」などがある
コンピュータの制御と記憶のしくみ
・コンピュータが解釈、実行できるプログラムのことを「機械語のプログラム」という
・コンピュータの5大機能とは？
・CPUとは、コンピュータの5大機能の中で、「制御」と「演算」を行う装置のことで、「制御装置」、「演算装置」、「レジスタ」、「クロック」などで構成されている
・記憶装置とは、コンピュータ内でプログラムやデータを記憶するための装置のことで、「主記憶装置」と「補助記憶装置」に大別される。処理すべき業務が発生すると、データやプログラムは補助記憶装置から主記憶装置に読み込まれ実行される
・「キャッシュメモリ」とは、CPU内部に設けられた高速な記憶装置のこと
・ メモリには、大きく分けて「RAM」と「ROM」がある
→ RAMは、読み書きが可能なメモリ。ただし、コンピュータの電源を切ると、RAMに書き込まれたプログラムの内容は消えてしまう。動作が高速なため、主記憶装置に使用されている
→ ROMは、命令の読み出しだけを行うメモリで、コンピュータの電源を切っても、ROMに書き込まれたプログラムは消えない。書き換える必要がない情報や、書き換えられては困る情報を記憶させる場合に使用する
・ 補助記憶装置には、磁気ディスク、光ディスク、フラッシュメモリ、磁気テープなどがある
→ 光ディスクには、CDやDVD、ブルーレイディスクなどがあります。
→ フラッシュメモリには、USBメモリやSDメモリカードがあります。
・磁気ディクスでは、ディスク上の同心円の1つ1つを「トラック」、トラックを区切った扇形の部分を「セクタ」、トラックが重なっている円筒状の部分を「シリンダ」といいます。
入出力装置
・データを外部から取り込む装置が「入力装置」、処理した結果を外部に取り出すのが「出力装置」
・入出力装置は、人間が利用する文字や図形、音声などをコンピュータが理解する電気信号に相互変換する。電気信号は、0と1を組み合わせた「ビットパターン」で表現される
・コンピュータに接続されている周辺機器のほとんどは、「割込みコントローラ」に接続されている。割込みコントローラは割込みが発生したときにCPUに知らせる回路のこと
どの周辺機器から割込みがあったのかを識別するために、それぞれの機器には、「割込み番号（IRQ)」を割り当てる。割込みが発生するとCPUは実行中のプログラムを中断して処理を行い、終了するとまたもとの処理を続行する
・「入出カインタフェース」とは、主記憶装置と周辺装置との間でやり取りされるデータの出入り口のこと。
インタフェースの異なる装置同士を接続することはできません。
・1本の信号線を使って、データを1ビットずつ転送するのが「シリアル形式」の転送
・複数の信号線を使って、データをまとめて転送するのが「パラレル形式」の転送
・CPUが周辺機器との間でやり取りをするために使うインタフェースが「1/0ポート」
・バスは、用途に応じて「内部バス」、「外部バス」、「拡張バス」などがある
一度に送れるデータ量のことを「バス幅」といい、CPUの性能指標として使用される
コンピュータシステムの構成
・コンピュータシステムには、安心して利用できること「信頼性」が必要
・信頼性を推し量る尺度として「RASIS（信頼性・可用性・保守性・保全性・安全性）」がある
・ 信頼性を向上させるシステムには、「デュアルシステム」、「デュプレックスシステム」、「マルチプロセッサシステム」、「ロードシェアシステム」、「タンデムシステム」がある
・「集中処理システム」とは、センターに1台の大型ホストコンピュータを設置し、全データをホストコンピュータで処理するシステム
・「分散処理システム」とは、データ処理機能を備えた複数のコンピュータを各地に設置し、互いに処理を分担しながら、全体として機能するシステム
・分散処理システムは、システム構成の違いにより「水平分散」、「垂直分散」、分散させる対象の違いにより「負荷分散」、「機能分散」に分けられる
・「クライアントサーバーシステム」は、クライアントが要求したサービスを、サーバーが要求に基づいて処理を行い、結果を返すシステム