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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

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 参考図
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Last modified 2006-06-08 21:13
 

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