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構造

わかりやすく コンピュータ スイッチから 一台まで

オンとオフ一つから始まって一台のコンピュータになるまで、長い道のりを歩いてきました。このレッスンは新しいことを学ぶ時間ではなく、ここまでの道がどうつながっているかをひと目で見る時間です。

01

ここまで来た道

はじめは、オンとオフのたった一つでした。
それを集めて判断を作り、判断を集めて足し算を作り、覚える方法を加えて、そのすべてをCPUにまとめました。
下のマスを一つずつ押すと、そのとき何をしたかを思い出せます。

スイッチ · オンとオフ
すべての始まり。オン(1)とオフ(0)の、たった二つの状態です。
論理ゲート · 判断
加算器 · 足し算
記憶 · 値をつかまえる
CPU · ALU · 計算の心臓
キャッシュ · 速い記憶
つながり · 一台に
マスを押すと、そのときの内容を思い出せます

スイッチから一台まで、私たちが歩いてきた道。

一つひとつは、そのときは少し難しかったかもしれません。
でも、こうして集めてみると、すべてつながっています。
小さなスイッチ一つが判断になり、計算になり、ついに一台のコンピュータになったのです。

02

スイッチがコンピュータになるまで

驚くのは、これがすべてオンとオフ一つから積み上がってきたということです。
下の「積み上げる」ボタンを押すと、スイッチ一つがどうやって一台に育つのかが一度に見えます。

スイッチ→
ゲート→
加算器・記憶→
CPU・キャッシュ→
一台のコンピュータ
オンとオフ一つが少しずつ積み上がって、コンピュータ一台になります。

スイッチ → ゲート → 加算器 → CPU → 一台。

たいそうな魔法があるわけではありません。
小さなものを集め、その上にまた集める。この積み上げるやり方こそ、コンピュータを作った秘訣です。
複雑に見えるものも、じつは単純なものを積んだ塔なのです。

03

どの部品だったかな?

テストではなく、気軽に思い出してみる場です。
質問ごとに、正しいと思う答えを押してください。
思い出せなくても大丈夫です。上に戻って見直せばよいのですから。

計算して命令を処理するのは?
オンとオフ、たった二つの状態なのは?
よく使う値を近くに置く、速い記憶は?
正解なら緑、違ったらもう一度選んでみて。気楽にどうぞ。

正しいと思う答えを押すと、合っているかがすぐわかります。

思い出せたなら、それはもう自分のものです。
思い出せなくてもかまいません。
名前より大切なのは、「小さなものが集まって大きなものになる」という感覚です。

04

下から上へ

一枚にまとめると、こうなります。
いちばん下にオンとオフがあり、その上に判断、その上に計算と記憶、その上にCPU、いちばん上に一台のコンピュータがあります。
下の層が上の層を支える、一つの塔なのです。

コンピュータ一台
部品が一本の通り道でつながったもの
▲
CPU · キャッシュ
計算をまとめ、速い記憶をそばに
▲
加算器 · 記憶
足して、値をつかまえる
▲
論理ゲート
AND・OR・NOTの判断
▲
スイッチ · オンとオフ
すべての土台
コンピュータは何層にも積み上がった塔です。一つの層がわかれば、その上の層も見えてきます。

下の層が上の層を支えます。

だから、コンピュータが難しく感じられたら、一層ずつ下りてみればいいのです。
いちばん下には、いつもオンとオフという単純なものがあります。
複雑さは、積み重ねにすぎません。

05

次はどこへ

ここまでがコンピュータの体です。
スイッチから一台まで、自分たちの手で組み立ててきました。
この体がどう考え、どう動くのかは、次の分野で出会います。
おつかれさまでした。

コンピュータの体 · 完成
スイッチ → ゲート → 加算器 → 記憶 → CPU → キャッシュ → 一台。全部組み立てました。
プログラミング
コンピュータに仕事をさせる方法
OS
コンピュータをやりくりする方法
その先へ
ネットワーク · データ · AI
体ができあがったので、次はその体が考えて働くしくみを見る番です。

体はできあがった。次の道へ。

コンピュータが、もう中の見えない箱ではなくなっていることを願います。
その中には、オンとオフ、そしてそれを積み上げた人の考えが詰まっています。
また次の分野で会いましょう。

一言でいうとコンピュータは、オンとオフ一つから始まり、判断・計算・記憶を一層ずつ積み上げた塔です。複雑に見えても、いちばん下にはいつも単純なスイッチがあります。体ができあがったので、次はこの体が考えて動くしくみです。
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