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 最近、AIに関する話題が多いですよね。ところが、コンピュータの仕組みについてあまり知らない人が語っているケースも多いように思います。

 当たり前のことですが、コンピュータがどのような機械なのかを知らなければ、人工知能技術の動向を正しく把握することなんてできません。

 というわけで、今回は文系向けにやさしく書かれた本書からトピックスを紹介していきます。わからない内容があれば、ぜひ本書を読んでみてください。

 目次

 本書は以下の構成で書かれています。

第1部 数字で情報を表す
第1章 数字の歴史
第2章 二進法の数字とコンピュータ
第3章 数字による情報の表現
コラム バビロニアの数字と、ゼロの発明

第2部 電気で計算を表す
第4章 コンピュータでの足し算
第5章 「電気による計算」までの旅路

第3部 コンピュータの頭脳
第6章 コンピュータに命令する
第7章 命令を聞くしくみ
第8章 命令を実行する
第9章 「コンピュータ」の誕生
コラム チューリングマシン

参考文献
あとがき

 第1部 数字で情報を表す

 コンピュータはさまざまな情報を数字として扱います。

・コンピュータは数字を二進法で扱う
・文字や画像、音を数字で表す
・標本化(サンプリング)と量子化でアナログをデジタルに変換する
・標本化:一定時間ごとにデータを区切る
・量子化:区切ったデータをキリのいい数値に変換する

参考図書

 第2部 電気で計算を表す

 先ほど、「コンピュータはさまざまな情報を数字として扱います」と書きましたが、コンピュータの内部では、数字を電気信号として扱っています。

 つまり、電気信号の組み合わせで足し算などの演算を実現しているんですよね。

・AND回路とXOR回路を組み合わせた「半加算器」
・半加算器とOR回路を組み合わせた「全加算器」
・「全加算器」は1つで1桁分の計算ができる
・「全加算器」を複数組み合わせることで複数桁の足し算を実現
・AND,OR,NOTを使った計算の仕組み「ブール代数」
・0と1を切り替えるスイッチングデバイス「リレー、真空管、半導体」

参考図書

 第3部 プログラミングとは?

 ここでようやくプログラミングの登場です。ただし、Scratchのような教育用プログラムやCやJavaのような高級プログラミング言語を紹介しているわけではありません。

 プログラムからどうやって先ほど紹介した電気信号に変換しているのか、またどうやって四則演算を実現しているのかが紹介されているんですよね。

・プログラムとは計算手順を書いたもの
・1と0の羅列で書くのは大変なので高級プログラミング言語が登場
・高級プログラミング言語を1と0からなるプログラムに翻訳「コンパイル」
・CPUは演算装置、制御装置、クロックから構成されている
・CPUの作業場であるレジスタには、プログラムカウンタ、フラグレジスタ、命令レジスタがある
・メモリにはメインメモリと補助記憶装置がある
・メインメモリは、データを電気信号でやり取りするので高速にアクセスできるが、電源を切ればデータは消える
・補助記憶装置(HDDなど)は、磁気や光を使って記憶しているので電気信号の変換に時間がかかりアクセスは遅いが、電源を切ってもデータは消えない
・プログラム内蔵方式(ストアド・プログラム方式)

参考図書

 最後に

 どうだったでしょうか。わからない内容や用語はありましたか。

 もちろん、わからない内容があったとしても心配ありません。イラストを多く使ってわかりやすく書かれた本書を読めば間違いなく理解できるようになります。

 ちなみに、私は知っていることばかりでした。とはいえ、こういったやさしい本を読むと連鎖的に少し難しい本が読みたくなるので、有意義な時間が過ごせたと思います。

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