パソコンとデジタル
戦後、私たちの学生時代にはデジタルとかパソコンとか無縁の世界Degital でした。
従って数学も10進法が当たり前で、デジタルの基本である2進法等、みたこともない世界でした。
従って、今の団塊の世代くらいまでの人間はデジタルの基本である2進法等の教育を受けていませんので、
デジタルコンピューターが苦手な人間が多いようです。
このデジタルコンピューターの世界は情報処理という教育分野で、
新しい学問として1990年代から本格的に国家としても検討し、2000年ごろから教育に取り組んできているようです。
「1980年代までのわが国においては、「情報処理教育」
すなわち情報技術の専門家としてソフトウェア開発に携わる人向けの教育と、
それをスケールダウンしたものを少量、非専門家向けに提供する教育だけが、大学に限定して存在していた。
そのような状態では高度ICT(情報通信技術)社会に対応できないことが明らかであるため、
1990年代に全国民を対象とする「情報教育」のあり方が検討された結果、
小学校から高校までのすべての児童・生徒を対象とする情報教育を含む現行学習指導要領が
1998年から1999年にかけて告示され、2003年までに施行されている。」---社団法人情報処理学会より
そんな中で国家の教育より先に低学年の小学生まで広まったのがインターネットの世界です。
いいか悪いか解りませんが、教育やルールの成立以前に広がってしまったわけです。
デジタルコンピュータの中は、オン(電流が流れている)オフ(電流が流れていない)の
電気信号表でわされ、2進法が基本となっています。
従ってコンピュータの中が豆電球とした時、豆電球のオンの状態を○、豆電球のオフの状態を●とし、4桁で表わすと
① 数字の10は2進法の1010=○●○●で表わされます。
② 数字の4は2進法の0100=●○●●で表わされます。
③ ①+②は 1010 + 0100
1110 =○○○● =14となります。
④ ①-②は 1010
+1100(※2の補数=0100の反転1011+0001=1100)
10110 =0110(最上位の桁数を無視)=○●●○=6となります
※1の補数は対象の2進数の1と0を反転させたもので、2の補数はそれに1を加えたものです。
負の表現をすることによって、その負を加算し引き算ができます。機械の計算も加算だけですみ効率が良くなります。
0100の4(10進法)の補数1011の11(10進法)で2進法では1を加え、
1100で12(10進法)それを二進法で加算すると10110の16(10進法)
それで最上位の桁数を無視するから0110の6(10進法)となる。
{補数とは例えば、10進法の場合、65という数に足し合わせるとちょうど一つ桁上りする自然数は35(足すと100)であり
「(10進法における)65に対する10の補数」という。また、
足しても桁が増えない最大の数は34(足すと99)であり「(10進法における)65に対する9の補数」という。}
2進数補数
⑤ ①×②は
1010
× 0100
0000
0000
1010
0000
101000
101000 =○●○●●● =40となります。
⑥ ①÷②は 1010÷0100 =0010余り0010
10進法で10÷4=2余り2
0010余り10=●●○●あまり○●=2余り2となります。
このほかの固定小数、浮動小数点等、詳しい計算方法は専門書で研究してください。
デジタルの基本は2進法で、下記のような数字の進法があり、通常私たちが目にするのは10進法です。
また文字は2進のコード(ISO、JIS等)で標準化し登録しておき、
それを呼び出すことによって8ビットの単位等で表記しています。
コンピュータの最初のころは、
倉庫いっぱいになる1万8000本の真空管等がある大きな設備(エニアック)で計算していましたが、
現在は半導体の進歩により、
デジタルコンピュータの内部は小型化されたIC(集積回路)等のパルス電圧の点滅により
すべてのデータを2進法つまり1と0で取り扱っています。その中身は機械言語と言われています。
この機械言語を操作するため、MS-DOSやWindows、OS/2、MAC等のOS(オペレーティングシステム)があります。
OSは入力装置、主記憶装置、演算装置、出力装置、制御装置等を動かす基本となる
プログラムが組み込まれたソフトウエアです。
アプリケーションソフトウエアはワードや表計算ソフトや会計ソフト等のことを言いますが、
中には基本とアプリケーション明確に区別できないようなパッケージ型のソフトウエア等も多数あるようです。
少し前まではインターネットはデジタルコンピュータに常備ではなく、カードを差しこまないとできませんでした。
今はデジタルコンピュータにはインターネットは常備となっており、
デジタルコンピュータもパーソナルコンピュータ=パソコンの時代(家庭所有)になっています。
またロボットの世界でも格段に進歩してきています。
そしてこのIT世界を見ていると、逆に人間のすごさがわかってきます。
デジタルコンピュータは人間の頭脳の部分をいまだに表現出来ません、
従って人間の指示する言葉を機械語に翻訳する、人間の開発したCOBOLEやFORTRANやC言語、
BASIC等の命令に従い動いています。
ロボットでも人間の手足の動きや人間の心理や表現、判断等多くの部分は三歳児教育の域にも達していません。
従って人間はもっと自信を持つべきだと思います。機械は与えられた条件の計算能力は人間より早く正確ですが、
判断や人間の細やかな心理はまだまだ人間に及ぶものではありません。
現段階では所詮機械は人間の指示に従うものです。しかし人間ももっと努力しないと、
ロボットが頭脳を持てるようになれば、映画のように人間がロボットに従う時代がくるかもしれません。
このIT世界は一番企業努力、コストダウン、技術開発が日進月歩のように進んできた世界です。
政治、金融、株式、等、行政や金融に基本的に頼りすぎた、
日本の建設、農業、林業等の1次.2次産業の世界ではITに比べると
現在はほとんど進歩がないといっても過言ではありません。
努力がありませんので、コストは高い、庶民には手が届かない、たまに安いとすれば、
後進国の安い人件費を使用しているので、安くなっているだけで、
材料+人件費+経費+利益の単なるコストの積み上げ方式なのです。
今後も行政、金融が権力を持つ世界ではあまり進歩は期待できないと思います。
今までもなかなかできないのですが、
行政や金融はルールに基づいた公正な配分と世の中の公平・公正なルールの交通整理に徹し、
権力を振り回し、自己の利益などを図るべきではないと思います。
何故なら行政は国民の為に行われるのですから公共性は当たり前ですが、
金融も国民等から預かった多くの資金を運用して成り立っているのですから、
より以上に公共的要素が強いわけです。
資本主義の矛盾なのかも知れませんが、お金はもともと交換の手段で脇役であり、
主役になってはいけないと思うのですが?
つぎにパソコンはどうして動いているのでしょう。
1)パソコンの仕組み
① 入力装置----キーボードやUSB等の装置で文字や映像等を読み込みます。
② 主記憶装置----読み込まれたデータは主記憶装置に記憶されます。
③ 演算装置----記憶されたデータは演算装置によって、入力で要求された、数値計算
や比較判断を行い、主記憶装置に戻されます。
④ 出力装置----計算や比較判断されたデータはパソコンの画面や印刷されて、
人間が理解できる形に表示されます。
⑤ 制御装置----これらの装置を手順よく動作させる為に、制御する装置です。
このうち、②の主記憶装置、③の演算装置、
④の制御装置は一つのケースとなっており中央装置(CPU)と呼ばれています。
それに対し画面表示のモニターや印刷機、外部記憶装置等は周辺装置と呼ばれています。
2)パソコンを動かすプログラム
① パソコンの内部は前にも話した1と0の2進法で表現された機械言語になっています。
そのため、人間の言葉で指示命令をするため、人間の言葉で入力したものを機械言語に変換したり、
機械言語で計算されたり判断されたものを、
人間が理解できるものに表示したり印刷したりするための出力の為の機械言語の変換が必要になります。
これがプログラムです。あらかじめこのプログラムを主記憶装置に組み込んでおけば、
パソコンがスムーズに動きます。この基本のプログラムがOS(オペレーティングシステム)です。
昔はこのOSが非常に難しかったのですが、Windows等の開発により格段に進歩してきました。
② プログラムはアルゴリズム(コンピュータの処理手順を記述したもの)を
書きあらわしたフローチャートを基に作成します。
その構造は大きく下記の3種類があるとされています。
イ)順次構造---分岐やループがなく、上から順番に処理する構造
ロ)IF-THEN-ELSE構造---YES・NO等の条件によって分岐する構造
ハ)ループ構造---同じ処理を何度も繰り返す構造で「条件が成り立っている間、
処理を繰り返す=DO-WHILE型」、
「条件が成立するまで処理を繰り返す=REPEAT-UNTIL型」、
「n回繰り返したら終了する=FOR型」がある。
これらの構造の組み合わせやデータベースを操作する集計、探索、ソート等や色々なプログラムを作成してゆきます。
3)機械言語と基本回路
COBOL、FORTRAN、C言語やBASIC等の高級言語で書かれたプログラムはそのままでは実行することはできません。
2進法で表記された機械言語に直す必要があります。
そのため高級言語から機械言語へ変換するコンパイルというプログラムが必要になります。
また入力、計算、判断、出力を行うにはand、or、not、xor、nand、等の,回路設計が必要になります。
回路設計は大きな設計図から縮小しLSI等に落とし込む方法等を使っていましたが
今はVHDLのような便利な開発言語等がありフイルム版を縮小焼きつけしないでも
回路基板が作れるようになっているようです。
4)映像のデジタル化
映像の世界は映画では白黒無声映画から白黒映画、カラー映画、大画面映画と発展してきました。
一方テレビは1953年の白黒テレビ放送開始から、カラーテレビ、薄型のプラズマテレビ、液晶テレビ、
アナログ放送から衛星放送、地上波や衛星デジタル放送へと発展してきました。
映像を作る技術ツールにはCGや設計支援のCAD等がありますが、CG(コンピュータグラフイック)が発展し
3次元表現の時代に突入し、盛んに映画等映像の世界で利用されています。
また家庭のテレビを利用した録画再生のシステムでは1975年にソニーが開発したベータマックスとビクター、
松下電器のVHSが規格争いを演じVHSが生き残りましたが、その後CD、DVD、ブルーレイと発展してきています。
記録メディアはフイルムの時代から、磁気テープのベータやVHS、光ディスクのCD、
レザーディスクのLD、光磁気ディスクのMOやMD、赤色レザーを利用した書き換えが可能な光ディスクPD、
スーパーオーディオCDと呼ばれるSACD、GD-ROM(SEGA)やUMD(プレイステーション)のゲームの光ディスク、
赤色レーザーのDVD、青紫レーザーを使ったHD-DVD、
同じく青紫レーザーを使いフルハイビジョンに対応したブルーレイ(BD)と発展してきました。
今は2層で50GB(ギガバイト)の保存が可能なBDが主流のレコーダーとなりつつあります。
また、画像・映像をそのままのデータで記録すると、膨大なデータが必要となりますので、
情報量を小さくし記憶容量を増やすため、情報量の「圧縮」という技術が用いられます。
圧縮にはいろいろな方法がありますが、おおきく、2通りの方法があります。
① 可逆圧縮----圧縮した画像を、元の画像に完全に戻すことができる。
何度圧縮、解凍)を繰り返しても、ほとんど劣化しないもので ZIP、LHA、LZHなどがあります。
② 不可逆圧縮----圧縮した画像を、完全には元に戻せません。画質を落とせば、
圧縮率を上げることが出来ますが、プログラムのように、
完全に元に戻す必要があるものには向かないものです。 圧縮、解凍を繰り返すと、
劣化するもので、JPEG(写真)、MP3(音楽)、MPEG(映像)などがあります。
映像では、アナログでは見えたそのままを写し取りますが、
デジタルではドットと言う点の集まりで表記します。
そう考えるとアナログの方がいい写真が撮れそうですが、
人間の目にも限界があると思います。例えば何千万画素数であれば余程拡大しない限り、
一般の人の目にはデジタルの方がきれいに見え、もしかしたら実際の景色より美しいかも知れません。
それも問題のような気もしますが?
5)パソコンの通信
コンピュータの通信には約束ごとである7層のプロトコルがあります、
第7層
アプリケーション層
ソフトウエアの操作部分
第6層
プレゼンテーション層
入力されたデータ等を通信に適したコードに変換する
第5層
セッション層
コンピュータ間のコネクション確立、同期、解放
第4層
トランスポート層
データを相手に確実に届ける
第3層
ネットワーク層
アドレスの管理と経路の選択をする
第2層
データリンク層
物理的な通信路
第1層
物理層
電気的取り決めのデータ伝送、回線連結等の維持、解除
またインターネットにはTCP/IPというプロトコルがあります。
第4層
アプリケーション層
メールやファイル等の操作
第3層
トランスポート層
相手の指定したアプリケーションに確実にデータを送る
第2層
インターネット層
IPアドレスの管理データ搬送経路の選択
第1層
リンク層
電気的取り決めのデータ伝送、回線連結等の維持、解除
これらの取り決めに従って、パソコン通信が行われているわけですが、
インターネットの世界ではTCP/IPのプロトコルが中心になっています。
インターネットのホームページ等Webページを作成するためには
HTML(Hypertext Markup Language)やXHTMLという言語等が必要になります
また、クイズやゲーム、アクセスカウンタ、アンケート、掲示板、チャット、オンラインショッピング等の
対話的ホームページを作成するためには、CGI(Common Gateway Interface)という
WWWプラウザとWWWサーバマシンの間でやり取りするプログラムが必要になります。
WWWプラウザとWWWサーバマシンは個人のパソコンには機能がありませんので個人のパソコンから
WWWサーバマシンにやり取りをするプログラムを送ってやらなければなりません、それがCGIです。
CGIのプログラム言語には、シェルスクリプト、C言語、Perl等があります。
最近はホームページビルダー等の作成ソフトが多数販売されていますので、
これらの言語を学ばなくともWebページは作成できます。
このデジタルコンピュータは今の科学、物理、数学のほとんどの問題を一瞬のうちに解いてしまいます。
特に計算関係は表計算ソフトが多数発売されており、
例えば表計算ソフトExcelで見ると合計平均、カウント、四捨五入等、最大・最小等、
日付、時刻、文字列操作、検索/行列、IF等、三角・数学、データベース、財務、エンジニアリング等に
分類された関数が128以上あります。条件を入力すれば回答を返してくれます。
Excel等表計算で特に注意をようするのはセルの中に1÷3=0.33333・・・と計算された
割り切れない数値等が入力されている場合、その表示桁数を0とすると、小数点以下は表示されません。
0.33333・・・の下線部分は表示されず、0と表示されます。このセルと同じ数値が入力されているセル四つを合計すると、
1という数字が表示されてしまいます。
0を4回プラスすると1という不合理な数字が表示されるということです。
これを是正するためには、四捨五入、切捨て、切上げの関数を設定し、
モニターに表示する表示桁数を調整しておかなければなりません。
(ROUND=四捨五入、ROUNDDOWN=切捨、ROUNDUP=切上)
Excelにはそのほかにマクロという機能があります。この機能は自分がExcelで作業をすると、
その作業手順をExcelが勝手に覚えてくれる機能です。
このマクロを記録、登録しておくと、そのマクロを実行することによって、
同じ作業を自動的に何度でも行ってくれる大変便利な機能です。COBOL、C言語やBASIC等が単語とすると、
マクロは標準化された短い文章を基本にしているといえます。
VBAというのは上記のようなマクロで、作業が抜けたり、色々バグがでたときに、
修正してプログラムを完成させるためのプログラム言語のようなものです。
これらの計算機能により、パソコンの計算は高度な専門的計算は別にして、
ほとんどの計算は瞬時に回答してくれます。
またインターネット通信には昔はモデムを使ってのダイヤル回線接続やTA接続のISDN等がありましたが、
現在はアナログ電話回線を利用し、電話もインターネットも同時に使え、
大幅に通信速度のアップしたADSLと光ファイバーを利用した光通信が主流になっています。
その他に通信会社のCATVに接続してインターネットのサービス等を受ける方法もあります。
また社内や学校等でパソコン同士のネットワークを組むためにはLANを使います。
LANは複数のパソコンからインターネットが同時接続できる、プリンター等の周辺機器の共有が出来る。
ファイルの共有ができる等のメリットがあります。
6) パソコンの補助記憶装置と周辺装置
主記憶装置(主としてDRAM)は揮発性のメモリを使用していますので
時間が経過したり電源を落とすとデータが消失してしまいます。そのため補助記憶装置が必要になります。
補助記憶装置にはDVD-RW (書換え可能)、DVD-R(書換え不可)、CD-RW (書換え可能)、
CD-R(書換え不可)、MO(エムオー)、HDD(ハードディスク)、FD(フロッピーディスク)、USBメモリー、
等があります。
BD(ブルーレイディスク)はパソコンの再生装置を変える等しなければなりませんので、
まだパソコンでは普及していません。
その他パソコンにはマウス、キーボード、スキャナー(図形や写真を読み取る装置)、印刷機、等があります。
またパソコンと周辺機器をつなぐインターフェースにはIDE規格(ハードディスクとPCを接続)、
SCSI規格(CDドライブ、MOドライブ、スキャナー、プリンター、HDD等を接続)、
USB規格(多機能接続)、モジュラージャック(モデムや電話回線やLAN等を接続)等があります。
最近は不揮発性のフラッシュメモリーを使ったSSDが実用化に向け開発されています。
7)パソコンのセキュリティ
パソコンのデータは、ウイルス侵入や本体や機器の故障によってデータが失われることがたびたびあります。
このためDVDディスク等補助記憶装置にデータを保存バックアップするのが通常になっています。
しかしコンピュータウイルスは厄介です。感染が疑われるケースはパソコンの動作が異常に遅くなる、
ファイルが破壊されたり削除される。
よくフリーズする、ハードディスクが異常になる、
ソフトプログラムが動かなくなる等があります。感染経路はインターネットのダウンロードやメール、
補助記憶装置のディスク等から侵入します、このためセキュリティ・ソフトによるウイルス駆除、
定期的診断はパソコンには必須になっています。また無料ソフト等のダウンロードも危ないようです。
しかし余りにセキュリティを強化すると、自分のやりたい双方向通信、
インターネット等でセキユリティーが事前に保護してしまい、通信できなくなることがありますので、
設定の時注意する必要があります。最近のウィルスソフトは許可制を取っていることが多いようですから、
自分のやりたい信頼できるインターネット等は許可設定をしておくとかの方法で対処できるようです。
8)パソコンの購入
パソコンの購入金額が安いに越したことはありませんが、
その差はどこにあるかと言えばCPUと記憶装置とのやりとりをするメモリの容量と
記憶装置のHDDの容量とそのバックアップ機能、印刷機等の周辺装置、通信等のインターフェース、
そしてワードやExcel等ソフトが付いているかいないかで大きく違ってきます。
記憶装置のHDD容量が少ないとすぐにソフトやデータで満杯になってしまいます。
またメモリが少ないと、入力等操作等が重たくなってしまいます。
今のパソコンでは記憶装置のHDD容量は80GB以上、メモリは1GB以上で、5万円台位のものがありますが、
よく使うワードやExcelのオフイスソフト(3万円から5万円)がなかったり、
OSがVISTAではなく、ひとつ前のXPバージョンだったりします。
最低10万円位はかかるようです。よく表示してある内容を確認し、
自分の条件に合ったものを購入してください。
このパソコンで一番努力し、合理化し、市販、自前とも会計ソフト開発が急激に進歩し、
処理スピードも上がったのは、どこの会社でも、会計や財務管理部門だと思います。
そしてその努力が報われず、人員削減の的になったのも企業の会計や財務管理部門です。
役所の事務部門や銀行の人員を見ていると大勢の人で羨ましく見えます。
私など百名以上の人員の会社で、販売資金1人、財務会計部門で3人、人事、給料計算、社会保険で2人とか
(このときパソコンはありません、給料計算は途中で外注)、50人以上の部門で総務・経理・人事で1人とかです。
工事カード作成、原価計算、社会保険手続き、失業保険手続き、給料計算、工事代金の支払い、
買掛、売掛の管理、支払手形、資金繰り、借入管理、決算手続き、販売資金、ローン手続き、等
全部自分達で処理しますので、ハードな事務処理で、過去さんざんな目に遭っています、
パソコンがなかったらもっと大変だったと思います。愚痴になって話はそれましたが、
パソコンの計算能力については、条件入力が、正確で正しくなければなりません。
条件が不正確であれば正しい解答は絶対得られません。
例えば個人の住宅ローンの計算で月々の返済を計算し、
所得と資産が必ず上がるとして計算したら当然将来バラ色の計算式になります。
これは悪く言えばパソコンなどの機械を利用した、詐欺とあまり変わりありません。
お客の目の前でパソコンに入力しこうなりますよと言えば、
お客は人間より機械を信用する傾向がありますので、すぐに信用してしまいます。
この営業手法は現代においてほとんどの企業がノートパソコン等に組み込んで営業のツールとして使用しています。
特に不動産投資、株投資、リゾート投資、アパート経営、販売代理店経営、コンビニ経営、
フランチャイズ経営、ローン返済計画等、投資や独立経営を目指す人に対しての経営計画等の
計算ソフトは大変杜撰なものが多いようです。
コンピュータは所詮機械ですから、今のところ人間の命令に従います。
従って上記のような計画は販売するための、バラ色のツールになっていることは充分に考えられます。
今の法律では上記のようなことがあったとしても、契約してしまったら、自分の責任ということになります。
消費者庁が出来たとしても法律が変わらなければ現状のままです。
難しいかも知れませんが、常に、自分で状況判断し、
ひとつひとつ条件が正しいか吟味することが大切だと思います。世の中にそうそう美味い話はありません。
また、近年問題になっている、マンションの構造計算偽装の問題や、サブプライムローン、
青天井のAIG保険等や、金融だけで市場を形成し、行き過ぎた青天井のデリバティブ取引等は、
人間の判断や心理、実体経済より、デジタルコンピュータの計算結果を過信した結果ではないかと思います。
また仮想の市場に基づいたバラ色の条件入力が原因ではないかと思います。
しかしこれも人間がコンピュータに指示入力したことには違いありません。
人間と機械の問題はチャップリンの映画「モダンタイムス」のように、永久の課題かもしれませんね?
戦後、私たちの学生時代にはデジタルとかパソコンとか無縁の世界Degital でした。
従って数学も10進法が当たり前で、デジタルの基本である2進法等、みたこともない世界でした。
従って、今の団塊の世代くらいまでの人間はデジタルの基本である2進法等の教育を受けていませんので、
デジタルコンピューターが苦手な人間が多いようです。
このデジタルコンピューターの世界は情報処理という教育分野で、
新しい学問として1990年代から本格的に国家としても検討し、2000年ごろから教育に取り組んできているようです。
「1980年代までのわが国においては、「情報処理教育」
すなわち情報技術の専門家としてソフトウェア開発に携わる人向けの教育と、
それをスケールダウンしたものを少量、非専門家向けに提供する教育だけが、大学に限定して存在していた。
そのような状態では高度ICT(情報通信技術)社会に対応できないことが明らかであるため、
1990年代に全国民を対象とする「情報教育」のあり方が検討された結果、
小学校から高校までのすべての児童・生徒を対象とする情報教育を含む現行学習指導要領が
1998年から1999年にかけて告示され、2003年までに施行されている。」---社団法人情報処理学会より
そんな中で国家の教育より先に低学年の小学生まで広まったのがインターネットの世界です。
いいか悪いか解りませんが、教育やルールの成立以前に広がってしまったわけです。
デジタルコンピュータの中は、オン(電流が流れている)オフ(電流が流れていない)の
電気信号表でわされ、2進法が基本となっています。
従ってコンピュータの中が豆電球とした時、豆電球のオンの状態を○、豆電球のオフの状態を●とし、4桁で表わすと
① 数字の10は2進法の1010=○●○●で表わされます。
② 数字の4は2進法の0100=●○●●で表わされます。
③ ①+②は 1010 + 0100
1110 =○○○● =14となります。
④ ①-②は 1010
+1100(※2の補数=0100の反転1011+0001=1100)
10110 =0110(最上位の桁数を無視)=○●●○=6となります
※1の補数は対象の2進数の1と0を反転させたもので、2の補数はそれに1を加えたものです。
負の表現をすることによって、その負を加算し引き算ができます。機械の計算も加算だけですみ効率が良くなります。
0100の4(10進法)の補数1011の11(10進法)で2進法では1を加え、
1100で12(10進法)それを二進法で加算すると10110の16(10進法)
それで最上位の桁数を無視するから0110の6(10進法)となる。
{補数とは例えば、10進法の場合、65という数に足し合わせるとちょうど一つ桁上りする自然数は35(足すと100)であり
「(10進法における)65に対する10の補数」という。また、
足しても桁が増えない最大の数は34(足すと99)であり「(10進法における)65に対する9の補数」という。}
2進数補数
⑤ ①×②は
1010
× 0100
0000
0000
1010
0000
101000
101000 =○●○●●● =40となります。
⑥ ①÷②は 1010÷0100 =0010余り0010
10進法で10÷4=2余り2
0010余り10=●●○●あまり○●=2余り2となります。
このほかの固定小数、浮動小数点等、詳しい計算方法は専門書で研究してください。
デジタルの基本は2進法で、下記のような数字の進法があり、通常私たちが目にするのは10進法です。
また文字は2進のコード(ISO、JIS等)で標準化し登録しておき、
それを呼び出すことによって8ビットの単位等で表記しています。
コンピュータの最初のころは、
倉庫いっぱいになる1万8000本の真空管等がある大きな設備(エニアック)で計算していましたが、
現在は半導体の進歩により、
デジタルコンピュータの内部は小型化されたIC(集積回路)等のパルス電圧の点滅により
すべてのデータを2進法つまり1と0で取り扱っています。その中身は機械言語と言われています。
この機械言語を操作するため、MS-DOSやWindows、OS/2、MAC等のOS(オペレーティングシステム)があります。
OSは入力装置、主記憶装置、演算装置、出力装置、制御装置等を動かす基本となる
プログラムが組み込まれたソフトウエアです。
アプリケーションソフトウエアはワードや表計算ソフトや会計ソフト等のことを言いますが、
中には基本とアプリケーション明確に区別できないようなパッケージ型のソフトウエア等も多数あるようです。
少し前まではインターネットはデジタルコンピュータに常備ではなく、カードを差しこまないとできませんでした。
今はデジタルコンピュータにはインターネットは常備となっており、
デジタルコンピュータもパーソナルコンピュータ=パソコンの時代(家庭所有)になっています。
またロボットの世界でも格段に進歩してきています。
そしてこのIT世界を見ていると、逆に人間のすごさがわかってきます。
デジタルコンピュータは人間の頭脳の部分をいまだに表現出来ません、
従って人間の指示する言葉を機械語に翻訳する、人間の開発したCOBOLEやFORTRANやC言語、
BASIC等の命令に従い動いています。
ロボットでも人間の手足の動きや人間の心理や表現、判断等多くの部分は三歳児教育の域にも達していません。
従って人間はもっと自信を持つべきだと思います。機械は与えられた条件の計算能力は人間より早く正確ですが、
判断や人間の細やかな心理はまだまだ人間に及ぶものではありません。
現段階では所詮機械は人間の指示に従うものです。しかし人間ももっと努力しないと、
ロボットが頭脳を持てるようになれば、映画のように人間がロボットに従う時代がくるかもしれません。
このIT世界は一番企業努力、コストダウン、技術開発が日進月歩のように進んできた世界です。
政治、金融、株式、等、行政や金融に基本的に頼りすぎた、
日本の建設、農業、林業等の1次.2次産業の世界ではITに比べると
現在はほとんど進歩がないといっても過言ではありません。
努力がありませんので、コストは高い、庶民には手が届かない、たまに安いとすれば、
後進国の安い人件費を使用しているので、安くなっているだけで、
材料+人件費+経費+利益の単なるコストの積み上げ方式なのです。
今後も行政、金融が権力を持つ世界ではあまり進歩は期待できないと思います。
今までもなかなかできないのですが、
行政や金融はルールに基づいた公正な配分と世の中の公平・公正なルールの交通整理に徹し、
権力を振り回し、自己の利益などを図るべきではないと思います。
何故なら行政は国民の為に行われるのですから公共性は当たり前ですが、
金融も国民等から預かった多くの資金を運用して成り立っているのですから、
より以上に公共的要素が強いわけです。
資本主義の矛盾なのかも知れませんが、お金はもともと交換の手段で脇役であり、
主役になってはいけないと思うのですが?
つぎにパソコンはどうして動いているのでしょう。
1)パソコンの仕組み
① 入力装置----キーボードやUSB等の装置で文字や映像等を読み込みます。
② 主記憶装置----読み込まれたデータは主記憶装置に記憶されます。
③ 演算装置----記憶されたデータは演算装置によって、入力で要求された、数値計算
や比較判断を行い、主記憶装置に戻されます。
④ 出力装置----計算や比較判断されたデータはパソコンの画面や印刷されて、
人間が理解できる形に表示されます。
⑤ 制御装置----これらの装置を手順よく動作させる為に、制御する装置です。
このうち、②の主記憶装置、③の演算装置、
④の制御装置は一つのケースとなっており中央装置(CPU)と呼ばれています。
それに対し画面表示のモニターや印刷機、外部記憶装置等は周辺装置と呼ばれています。
2)パソコンを動かすプログラム
① パソコンの内部は前にも話した1と0の2進法で表現された機械言語になっています。
そのため、人間の言葉で指示命令をするため、人間の言葉で入力したものを機械言語に変換したり、
機械言語で計算されたり判断されたものを、
人間が理解できるものに表示したり印刷したりするための出力の為の機械言語の変換が必要になります。
これがプログラムです。あらかじめこのプログラムを主記憶装置に組み込んでおけば、
パソコンがスムーズに動きます。この基本のプログラムがOS(オペレーティングシステム)です。
昔はこのOSが非常に難しかったのですが、Windows等の開発により格段に進歩してきました。
② プログラムはアルゴリズム(コンピュータの処理手順を記述したもの)を
書きあらわしたフローチャートを基に作成します。
その構造は大きく下記の3種類があるとされています。
イ)順次構造---分岐やループがなく、上から順番に処理する構造
ロ)IF-THEN-ELSE構造---YES・NO等の条件によって分岐する構造
ハ)ループ構造---同じ処理を何度も繰り返す構造で「条件が成り立っている間、
処理を繰り返す=DO-WHILE型」、
「条件が成立するまで処理を繰り返す=REPEAT-UNTIL型」、
「n回繰り返したら終了する=FOR型」がある。
これらの構造の組み合わせやデータベースを操作する集計、探索、ソート等や色々なプログラムを作成してゆきます。
3)機械言語と基本回路
COBOL、FORTRAN、C言語やBASIC等の高級言語で書かれたプログラムはそのままでは実行することはできません。
2進法で表記された機械言語に直す必要があります。
そのため高級言語から機械言語へ変換するコンパイルというプログラムが必要になります。
また入力、計算、判断、出力を行うにはand、or、not、xor、nand、等の,回路設計が必要になります。
回路設計は大きな設計図から縮小しLSI等に落とし込む方法等を使っていましたが
今はVHDLのような便利な開発言語等がありフイルム版を縮小焼きつけしないでも
回路基板が作れるようになっているようです。
4)映像のデジタル化
映像の世界は映画では白黒無声映画から白黒映画、カラー映画、大画面映画と発展してきました。
一方テレビは1953年の白黒テレビ放送開始から、カラーテレビ、薄型のプラズマテレビ、液晶テレビ、
アナログ放送から衛星放送、地上波や衛星デジタル放送へと発展してきました。
映像を作る技術ツールにはCGや設計支援のCAD等がありますが、CG(コンピュータグラフイック)が発展し
3次元表現の時代に突入し、盛んに映画等映像の世界で利用されています。
また家庭のテレビを利用した録画再生のシステムでは1975年にソニーが開発したベータマックスとビクター、
松下電器のVHSが規格争いを演じVHSが生き残りましたが、その後CD、DVD、ブルーレイと発展してきています。
記録メディアはフイルムの時代から、磁気テープのベータやVHS、光ディスクのCD、
レザーディスクのLD、光磁気ディスクのMOやMD、赤色レザーを利用した書き換えが可能な光ディスクPD、
スーパーオーディオCDと呼ばれるSACD、GD-ROM(SEGA)やUMD(プレイステーション)のゲームの光ディスク、
赤色レーザーのDVD、青紫レーザーを使ったHD-DVD、
同じく青紫レーザーを使いフルハイビジョンに対応したブルーレイ(BD)と発展してきました。
今は2層で50GB(ギガバイト)の保存が可能なBDが主流のレコーダーとなりつつあります。
また、画像・映像をそのままのデータで記録すると、膨大なデータが必要となりますので、
情報量を小さくし記憶容量を増やすため、情報量の「圧縮」という技術が用いられます。
圧縮にはいろいろな方法がありますが、おおきく、2通りの方法があります。
① 可逆圧縮----圧縮した画像を、元の画像に完全に戻すことができる。
何度圧縮、解凍)を繰り返しても、ほとんど劣化しないもので ZIP、LHA、LZHなどがあります。
② 不可逆圧縮----圧縮した画像を、完全には元に戻せません。画質を落とせば、
圧縮率を上げることが出来ますが、プログラムのように、
完全に元に戻す必要があるものには向かないものです。 圧縮、解凍を繰り返すと、
劣化するもので、JPEG(写真)、MP3(音楽)、MPEG(映像)などがあります。
映像では、アナログでは見えたそのままを写し取りますが、
デジタルではドットと言う点の集まりで表記します。
そう考えるとアナログの方がいい写真が撮れそうですが、
人間の目にも限界があると思います。例えば何千万画素数であれば余程拡大しない限り、
一般の人の目にはデジタルの方がきれいに見え、もしかしたら実際の景色より美しいかも知れません。
それも問題のような気もしますが?
5)パソコンの通信
コンピュータの通信には約束ごとである7層のプロトコルがあります、
第7層
アプリケーション層
ソフトウエアの操作部分
第6層
プレゼンテーション層
入力されたデータ等を通信に適したコードに変換する
第5層
セッション層
コンピュータ間のコネクション確立、同期、解放
第4層
トランスポート層
データを相手に確実に届ける
第3層
ネットワーク層
アドレスの管理と経路の選択をする
第2層
データリンク層
物理的な通信路
第1層
物理層
電気的取り決めのデータ伝送、回線連結等の維持、解除
またインターネットにはTCP/IPというプロトコルがあります。
第4層
アプリケーション層
メールやファイル等の操作
第3層
トランスポート層
相手の指定したアプリケーションに確実にデータを送る
第2層
インターネット層
IPアドレスの管理データ搬送経路の選択
第1層
リンク層
電気的取り決めのデータ伝送、回線連結等の維持、解除
これらの取り決めに従って、パソコン通信が行われているわけですが、
インターネットの世界ではTCP/IPのプロトコルが中心になっています。
インターネットのホームページ等Webページを作成するためには
HTML(Hypertext Markup Language)やXHTMLという言語等が必要になります
また、クイズやゲーム、アクセスカウンタ、アンケート、掲示板、チャット、オンラインショッピング等の
対話的ホームページを作成するためには、CGI(Common Gateway Interface)という
WWWプラウザとWWWサーバマシンの間でやり取りするプログラムが必要になります。
WWWプラウザとWWWサーバマシンは個人のパソコンには機能がありませんので個人のパソコンから
WWWサーバマシンにやり取りをするプログラムを送ってやらなければなりません、それがCGIです。
CGIのプログラム言語には、シェルスクリプト、C言語、Perl等があります。
最近はホームページビルダー等の作成ソフトが多数販売されていますので、
これらの言語を学ばなくともWebページは作成できます。
このデジタルコンピュータは今の科学、物理、数学のほとんどの問題を一瞬のうちに解いてしまいます。
特に計算関係は表計算ソフトが多数発売されており、
例えば表計算ソフトExcelで見ると合計平均、カウント、四捨五入等、最大・最小等、
日付、時刻、文字列操作、検索/行列、IF等、三角・数学、データベース、財務、エンジニアリング等に
分類された関数が128以上あります。条件を入力すれば回答を返してくれます。
Excel等表計算で特に注意をようするのはセルの中に1÷3=0.33333・・・と計算された
割り切れない数値等が入力されている場合、その表示桁数を0とすると、小数点以下は表示されません。
0.33333・・・の下線部分は表示されず、0と表示されます。このセルと同じ数値が入力されているセル四つを合計すると、
1という数字が表示されてしまいます。
0を4回プラスすると1という不合理な数字が表示されるということです。
これを是正するためには、四捨五入、切捨て、切上げの関数を設定し、
モニターに表示する表示桁数を調整しておかなければなりません。
(ROUND=四捨五入、ROUNDDOWN=切捨、ROUNDUP=切上)
Excelにはそのほかにマクロという機能があります。この機能は自分がExcelで作業をすると、
その作業手順をExcelが勝手に覚えてくれる機能です。
このマクロを記録、登録しておくと、そのマクロを実行することによって、
同じ作業を自動的に何度でも行ってくれる大変便利な機能です。COBOL、C言語やBASIC等が単語とすると、
マクロは標準化された短い文章を基本にしているといえます。
VBAというのは上記のようなマクロで、作業が抜けたり、色々バグがでたときに、
修正してプログラムを完成させるためのプログラム言語のようなものです。
これらの計算機能により、パソコンの計算は高度な専門的計算は別にして、
ほとんどの計算は瞬時に回答してくれます。
またインターネット通信には昔はモデムを使ってのダイヤル回線接続やTA接続のISDN等がありましたが、
現在はアナログ電話回線を利用し、電話もインターネットも同時に使え、
大幅に通信速度のアップしたADSLと光ファイバーを利用した光通信が主流になっています。
その他に通信会社のCATVに接続してインターネットのサービス等を受ける方法もあります。
また社内や学校等でパソコン同士のネットワークを組むためにはLANを使います。
LANは複数のパソコンからインターネットが同時接続できる、プリンター等の周辺機器の共有が出来る。
ファイルの共有ができる等のメリットがあります。
6) パソコンの補助記憶装置と周辺装置
主記憶装置(主としてDRAM)は揮発性のメモリを使用していますので
時間が経過したり電源を落とすとデータが消失してしまいます。そのため補助記憶装置が必要になります。
補助記憶装置にはDVD-RW (書換え可能)、DVD-R(書換え不可)、CD-RW (書換え可能)、
CD-R(書換え不可)、MO(エムオー)、HDD(ハードディスク)、FD(フロッピーディスク)、USBメモリー、
等があります。
BD(ブルーレイディスク)はパソコンの再生装置を変える等しなければなりませんので、
まだパソコンでは普及していません。
その他パソコンにはマウス、キーボード、スキャナー(図形や写真を読み取る装置)、印刷機、等があります。
またパソコンと周辺機器をつなぐインターフェースにはIDE規格(ハードディスクとPCを接続)、
SCSI規格(CDドライブ、MOドライブ、スキャナー、プリンター、HDD等を接続)、
USB規格(多機能接続)、モジュラージャック(モデムや電話回線やLAN等を接続)等があります。
最近は不揮発性のフラッシュメモリーを使ったSSDが実用化に向け開発されています。
7)パソコンのセキュリティ
パソコンのデータは、ウイルス侵入や本体や機器の故障によってデータが失われることがたびたびあります。
このためDVDディスク等補助記憶装置にデータを保存バックアップするのが通常になっています。
しかしコンピュータウイルスは厄介です。感染が疑われるケースはパソコンの動作が異常に遅くなる、
ファイルが破壊されたり削除される。
よくフリーズする、ハードディスクが異常になる、
ソフトプログラムが動かなくなる等があります。感染経路はインターネットのダウンロードやメール、
補助記憶装置のディスク等から侵入します、このためセキュリティ・ソフトによるウイルス駆除、
定期的診断はパソコンには必須になっています。また無料ソフト等のダウンロードも危ないようです。
しかし余りにセキュリティを強化すると、自分のやりたい双方向通信、
インターネット等でセキユリティーが事前に保護してしまい、通信できなくなることがありますので、
設定の時注意する必要があります。最近のウィルスソフトは許可制を取っていることが多いようですから、
自分のやりたい信頼できるインターネット等は許可設定をしておくとかの方法で対処できるようです。
8)パソコンの購入
パソコンの購入金額が安いに越したことはありませんが、
その差はどこにあるかと言えばCPUと記憶装置とのやりとりをするメモリの容量と
記憶装置のHDDの容量とそのバックアップ機能、印刷機等の周辺装置、通信等のインターフェース、
そしてワードやExcel等ソフトが付いているかいないかで大きく違ってきます。
記憶装置のHDD容量が少ないとすぐにソフトやデータで満杯になってしまいます。
またメモリが少ないと、入力等操作等が重たくなってしまいます。
今のパソコンでは記憶装置のHDD容量は80GB以上、メモリは1GB以上で、5万円台位のものがありますが、
よく使うワードやExcelのオフイスソフト(3万円から5万円)がなかったり、
OSがVISTAではなく、ひとつ前のXPバージョンだったりします。
最低10万円位はかかるようです。よく表示してある内容を確認し、
自分の条件に合ったものを購入してください。
このパソコンで一番努力し、合理化し、市販、自前とも会計ソフト開発が急激に進歩し、
処理スピードも上がったのは、どこの会社でも、会計や財務管理部門だと思います。
そしてその努力が報われず、人員削減の的になったのも企業の会計や財務管理部門です。
役所の事務部門や銀行の人員を見ていると大勢の人で羨ましく見えます。
私など百名以上の人員の会社で、販売資金1人、財務会計部門で3人、人事、給料計算、社会保険で2人とか
(このときパソコンはありません、給料計算は途中で外注)、50人以上の部門で総務・経理・人事で1人とかです。
工事カード作成、原価計算、社会保険手続き、失業保険手続き、給料計算、工事代金の支払い、
買掛、売掛の管理、支払手形、資金繰り、借入管理、決算手続き、販売資金、ローン手続き、等
全部自分達で処理しますので、ハードな事務処理で、過去さんざんな目に遭っています、
パソコンがなかったらもっと大変だったと思います。愚痴になって話はそれましたが、
パソコンの計算能力については、条件入力が、正確で正しくなければなりません。
条件が不正確であれば正しい解答は絶対得られません。
例えば個人の住宅ローンの計算で月々の返済を計算し、
所得と資産が必ず上がるとして計算したら当然将来バラ色の計算式になります。
これは悪く言えばパソコンなどの機械を利用した、詐欺とあまり変わりありません。
お客の目の前でパソコンに入力しこうなりますよと言えば、
お客は人間より機械を信用する傾向がありますので、すぐに信用してしまいます。
この営業手法は現代においてほとんどの企業がノートパソコン等に組み込んで営業のツールとして使用しています。
特に不動産投資、株投資、リゾート投資、アパート経営、販売代理店経営、コンビニ経営、
フランチャイズ経営、ローン返済計画等、投資や独立経営を目指す人に対しての経営計画等の
計算ソフトは大変杜撰なものが多いようです。
コンピュータは所詮機械ですから、今のところ人間の命令に従います。
従って上記のような計画は販売するための、バラ色のツールになっていることは充分に考えられます。
今の法律では上記のようなことがあったとしても、契約してしまったら、自分の責任ということになります。
消費者庁が出来たとしても法律が変わらなければ現状のままです。
難しいかも知れませんが、常に、自分で状況判断し、
ひとつひとつ条件が正しいか吟味することが大切だと思います。世の中にそうそう美味い話はありません。
また、近年問題になっている、マンションの構造計算偽装の問題や、サブプライムローン、
青天井のAIG保険等や、金融だけで市場を形成し、行き過ぎた青天井のデリバティブ取引等は、
人間の判断や心理、実体経済より、デジタルコンピュータの計算結果を過信した結果ではないかと思います。
また仮想の市場に基づいたバラ色の条件入力が原因ではないかと思います。
しかしこれも人間がコンピュータに指示入力したことには違いありません。
人間と機械の問題はチャップリンの映画「モダンタイムス」のように、永久の課題かもしれませんね?
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