【図解】コレ１枚でわかるコンピューター 五大機能

コンピューターとは、入力された情報に様々な処理を施し、その結果を再び情報として出力する仕組みです。私たちの身近にあるPCやスマートフォン、全社共通の業務をこなすサーバー、銀行のATM（automated teller machine：現金の預け入れや払い出しを行う装置）端末やコンビニのPOS（Point of Sales：販売時点で商品の種類や売上金額を記録する装置）端末など、カタチは様々ですが、どれもコンピューターです。

このコンピューターをユーザーの目線で見れば、「コンピューターで、何ができるか」が重要です。例えば、文章を作成する、ホームページを閲覧する、会計業務をこなすなどということになりますが、それをただ願うだけでコンピューターが何かをしてくれるわけではありません。そこでユーザーの求める処理を実現するために、コンピューターにその手順を教え込ませる必要があります。その手順を記述したものがプログラムです。

プログラムは、プログラム言語によって記述されます。このプログラム言語は、作ろうとしているプログラムの特性や使い方によって、プログラム言語を使い分けるのが一般的です。例えば、どのような業務にも幅広く使えるJava、ホームページ上でプログラムを動かすJavaScript、技術計算を得意とするCやFortran、Apple社のiPhoneやiPadのプログラム開発専用に作られたswiftなど、様々な言語が使われています。

このプログラムを記述する人が、プログラマーです。プログラマーは、「コンピューターを、どのように動かせばいいか」を考え、コンピューターのもつ様々な機能を組み合わせて、文書作成のためのワープロや会計業務などのためのプログラムを記述します。

コンピューターは、入力、記憶、演算、制御、出力の機能によって構成されています。これらをコンピューターの「五大機能」と言います。プログラマーは、この五大機能をうまく組み合わせることで、ユーザーの望む処理を実現するプログラムを作っているのです。

それでは、この五大機能について整理してゆきましょう。

入力

データやプログラムをコンピューターに送り込む機能です。例えば、文字を入力するキーボード、画面に表示された記号やボタンを指定するマウスやタッチパネル、動画や写真を入力するカメラやスキャナー、音声を取り込むマイクなどがその役割を果たしています。

記憶

入力されたデータやプログラムを保管しておく機能です。これには「主記憶装置」と「補助記憶装置」の２つがあります。まず、主記憶装置ですが、コンピューターが後ほど説明する演算を行なうために必要なデータやプログラムを一時的に保管しておくためのものです。主記憶装置は、データやプログラムの出し入れを高速に行なうことができる反面、電源を切ると消えてしまいます。また、記録できる容量あたりの単価が高額な半導体メモリーといわれるものを使います。そのため、大量かつ長期間にわたってデータやプログラムを保管することには向きません。そこで、使われるのが補助記憶装置です。アルミやガラスのディスク（円盤状の板）に磁性体といわれる金属の粉末を塗布し、そこにデータを記憶させる磁気ディスク装置がその代表的なものです。また、最近では、電源を切っても記憶を保持できるフラッシュメモリーと言われる半導体も使われています。少し値段は高いのですが高速で低消費電力であることから磁気ディスクの代替として普及し始めています。皆さんが、PCのデータの受け渡しに使っているUSBメモリーキーにもこのフラッシュメモリーは使われています。

演算

プログラムに書かれた手順に従い四則計算や判断などの処理を行う機能です。

制御

処理の流れを制御する機能です。記憶と演算の間のデータやプログラムのやりとり、入力や出力の制御などに関わります。通常、「演算」と「制御」はCPU（Central Processing Unit 中央演算装置）と言われるひとつの部品に収まっています。

出力

演算結果は、一旦「記憶」装置に格納されます。それを取り出す機能です。例えば、文字や図表ならばプリンター、画像や動画ならばディスプレー、音声ならばスピーカーなどがこれに当たります。

コンピューターは、この五大機能をうまく組み合わせることでワープロや表計算、音楽や動画の再生、会計処理、ホームページの閲覧などの機能を実現しているのです。

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