「0」と「1」はコンピュータとどう絡んでくるの?【素子】

パンチカード


この記事ではコンピュータ内でどのようにデータが扱われているのか、そのおおもととなる要素素子)について解説していきます。

これを読めばコンピュータ内でやり取りされたり蓄積されたりするデータの実態についてイメージできるようになるかもしれません。

アイキャッチはパンチカードに穴を空けている様子です。https://www.canva.com/ja_jp/の素材を利用しています。

それでは解説に入ります。

データの状態は2進数に対応する


この記事は2進数について知っておくとさらに分かりやすく読むことができます。2進数についてはこちらも併せて読んでみてください。

  • ブログ記事、ネット小説、辞書サイト
  • サブスク音楽、音声合成ソフトによる楽曲
  • 愛犬の写真、推しキャラ、よくわかる図解
  • ネット広告、面白おかしい動画
  • などなど………



一口にデータといっても実に多様なもので、それこそ無限にパターンが存在するといえます。しかし、これらも突き詰めて考えれば「2つの状態」に行き着きます。

「2つの状態」の例を挙げていきます。以下のリストを見てください。

  • 電気のOFFとON
  • 電圧の低/高
  • 磁石のN極/S極
  • 表面の凹凸


これらをうまく利用してコンピュータではデータを取り扱っています。先のリストをさらに詳しくしたものがこちらです。

  • 電気のOFFとON → メモリ、SSD
  • 電圧の低/高 → CPU、バス
  • 磁石のN極/S極 → ハードディスク
  • 表面の凹凸 → CDなどの光ディスク


コンピュータの各部位と対応付いていることがわかりますね。

「これがどのように文章や画像になるのか?」と疑問を抱かれる方もみえると思いますが、これらメディアを電気信号として扱うには「2つの状態」に変換する必要があるのです。コンピュータは人間と同じように物事を認識することはできません。


ちなみに、1960~70年代においてはパンチカードという紙に穴を空けてプログラムを組んでいました。紙に空いた穴の有無、これも「2つの状態」を表しますね。

コンピュータのおおもとは「素子」にあり!


コンピュータには人間のように10本の指もなければ、指があるかどうかを認識する能力すらもありません。ロボットを組み付けてそれを動かすためのプログラムがあって初めて指を動かしたり数えたりすることができるのです。そのプログラムも漏れなく「2つの状態」として扱われます

これらは突き詰めてしまえばすべて2進数として表現できるのです。先ほどの説明に基づいていうなら、コンピュータ内部ではすべて「2つの状態」がもとになっています。この「2つの状態」のことを「素子」といいます。

コンピュータは抽象的な事柄を理解することはできません。素子の積み重ねによって初めてデータを扱うことができます。それによって物事を理解し実行に移すことで、わたしたち人間の生活を支えているわけです。

すべて0と1で成り立つ
制御も演算も、記憶もすべて「0と1」でなされます。


余談:それぞれの得意/不得意


単純な演算を高速で処理し、膨大な情報を処理して記憶に留めておく。これらの点ではもはやわたちたち人間はコンピュータに敵いません。しかし物事を理解想像するという点では、少なくともわたちたち人間の方が優位に立っています

人工知能が人間の知能に追いつき追い越し、わたしたちの仕事を奪い取って代わる。そう恐れてしまうことに対しては共感できます。しかし、コンピュータのおおもとは「たった2つの状態」に過ぎません

もっとも量子コンピュータが本格的に実用化されたら、いよいよ分からなくなってきそうな感じもします。しかし、コンピュータの仕事はあくまで計算だけです。とりあえず少しでも分からないことがあれば、できるかぎり「その相手」のことを理解するように努めるといいでしょう。学ぶことは双方とも得意なはずです。

少しでも知ろうとする姿勢、そして理解すること。これはいたずらに何かを恐れることの予防につながります。その不安は知らないことによる杞憂でしかなく、知ってしまいさえすればたちまち解決です。





それでは、今回はここまでといたします。
最後までお読みいただきありがとうございます。


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