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コンピュータの原理
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第2回（6/9）
情報の「量」
- 情報量はそれが起こったときの「驚きの量」
- 例えば
- コインを投げて表が出たとき ... 1
- コインを投げて２回続けて表が出たとき ... 2
- コインを投げて N 回続けて表が出たとき ... N
情報量の単位 bit
- 1 bit ... 0 又は 1 （2通り）
- 2 bit ... 0, 1, 2, 3 （4通り）
- 10 bit ... 0, 1, ... 1023 （1024通り）
- 20 bit ... 220 = 1048576 通り
コンピュータの原理
- 2進数
- 数を bit で表す
2進数のどこがいいのか
さらに、
- 足し算が簡単
- 0+0=0, 0+1=1, 1+0=1, 1+1=10
- 「九九」が簡単
- 0x0=0, 0x1=0, 1x0=0, 1x1=1
Intermission
ノイマン方式の計算機
- プログラム（計算の手順）をメモリーに入れる。
- 機械語（2進数）アセンブラ 奇怪語
- 高級言語 FORTRAN, COBOL, C, Python
計算機の歴史
- 部品が小さくなり、大きさの割りに高性能となった。
- 1970 年当時の「電卓」＞ 今のノートパソコン
- 今でも大きな計算機は作られている
計算機の構造
- CPU (Central Processing Unit) 中央処理装置
- 計算するところ
- RAM (Random Access Memory) 内部記憶装置
- プログラムや計算のためのデータ、計算結果を入れるところ
- HDD (Hard Disk Drive) 外部記憶装置
- プログラムや計算結果などが 電源を切っても消えない ように入れておくところ
- 入出力装置
- キーボード・マウス・ディスプレイ・ネットワークインタフェース
メモリーの単位
- 1 B (Byte バイト) = 8 bit
- 1 KB = 1024 B = 210 B
- 1 MB = 1024 KB
- 1 GB = 1024 MB
ハードディスク容量の単位
- 1 kB = 1000 B = 103 B
- 1 MB = 1000 kB
- 1 GB = 1000 MB
- 1 TB = 1000 GB
CPU の速さ（クロック周波数）
- 1 MHz = 1000 kHz = 1000000 Hz （ヘルツ）
- 1 GHz = 1000 MHz
- FLOPS (FLOating-point Operation Per Second)
- SPECint_rate, SPECfp_rate など（実際の計算効率）
Intermission
ソフトウェア
- プログラムのこと
- 基本ソフトと応用ソフト
- マイクロソフト・エクセルは ウィンドウズ・Mac OS などで動く「応用ソフト」
- エクセルの「マクロ」を使った 家計簿ソフト も「応用ソフト」
- 家計簿ソフトにとって、エクセルは「基本ソフト」
- 一番の基本は「オペレーティングシステム」
- WindowsXP, MacOSX, UNIX, Linux, etc ...
闇の魔術の防衛術（その１：基礎知識）
- Defence Against the Dark Arts
- 「プログラム」はコンピュータにできることは何でもできる
- 「闇の魔術」もプログラム（ウィルスです）
問題
- 用紙は縦長横書き、日付・学生番号・氏名を最初に明記
- 19 を指の2進数で表しなさい。
- 参考図
