パソコン基礎　（初級システムアドミニストレーター）

コンピュータはハードウェア（物理的な装置）とソフトウェア（プログラムなど、内部的な装置）で構成されて動作している。

パソコンでは本体やディスプレイ、プリンタなどのハードウェアとＯＳ、ワープロ、表計算などでソフトウェアを使う。

パソコン本体の内部を見るとマザーボードと呼ばれる基板にＣＰＵ、メモリ、拡張スロットなどが搭載されている。

5大装置　・・・パソコン本体での処理

・入力装置・出力装置・演算装置・記憶装置・制御装置

バス　・・・（命令やデータの通り道）

コントロールバス　・・・入出力回路を制御する。

アドレスバス　・・・記憶番地の値が流れる。

データバス　・・・プログラムの命令やデータが流れる。

メモリ　ＲＡＭとＲＯＭの違い

メモリにはＲＡＭとＲＯＭがある。ＲＡＭは読み書きできるが、電源を切ると記憶が消えてしまう。ＲＡＭにはＤＲＡＭとＳＲＡＭがＡＭにはＤＲＡＭとＳＲＡＭがあり、ＤＲＡＭではコンデンサの電荷の有無で０，１信号を記憶する。その際電荷が減るのでリフレッシュ動作が必要になるがＳＲＡＭではトランジスタのスイッチ動作を使っているので、リフレッシュ動作は必要ない。なのでＤＲＡＭより早くアクセスできる。こういった関係でＳＲＡＭはキャッシュメモリに使われる。

ＲＡＭと、もうひとつ、ＲＯＭでは読み込みしかできないが、電源を消しても記憶が消えない。なのでＲＯＭにはＢＩＯＳと呼ばれるシステムが入っている。

ＢＩＯＳ・・・　パソコンを起動する時や、環境などのプログラムが入っているもの。

キャッシュメモリ・・・低速なメモリのアクセス速度を高速化する技術。

ＳＩＭＭとＤＩＭＭ

メモリチップを基盤につけ、接点でマザーボードと接合する。このモジュール接点が片面のものがＳＩＭＭで両面のものがＤＩＭＭである。なので、ＳＩＭＭは２枚を１単位をして、ＤＩＭＭは１枚で1単位とされる。

ノートパソコンでは、１４４ピットのＳＯＤＩＭというモジュールが使われており、メモリモジュールはＥＣＣ付のものがある。

ＥＣＣ・・・データ記憶部に訂正用のパリティービットを付加するもの。

ビデオメモリはビデオモードに搭載されているメモリで、グラフィックメモリとも呼ばれている。ビデオ処理は多くの色、高解像度の画像を処理するために高速なもので、多くの記憶容量を必要とする。

仮想メモリ

アプリケーションプログラムによっては大きな容量を使うプログラムもある。

そういった場合、物理的なメモリだけでは足りなくなる。

そのとき、ハードディスクを実メモリの変わりに用いるものを仮想メモリという。

仮想メモリはページと呼ばれる単位で、ディスクとデータをスワッピング（交換）する。

あまり使われていないデータをディスクに書き出し、再度必要になったところで実メモリに読み込む。

ＣＰＵについて

コンピュータはプログラム内蔵方式で、プログラムをメモリにロードし、その命令うぃ逐次実行していく方式で動作する。ＣＰＵはこういった処理を実行していくものである。

ＣＰＵの動作手順

�@     プログラムカウンタがさしているメモリ上の命令をフェッチ（取り出し）

�A     取り出した命令をデコード（解読）

�B     解読した命令をエグゼキュート（実行）

�C     実行結果をメモリに書き込み。

処理が早いＣＰＵとはデータ幅とクロック数が多いものである。

バス幅が多ければ、処理できる命令やデータの量が多いので一度にたくさんの処理ができる。クロック数が多いものとは、一定時間の処理回数（サイクル）が多いので処理速度が速いといえる。

ハードディスク

ハードディスクは金属製の円盤の表面に磁性体が塗ってありデータを磁気的に記録する。

一つの装置内に複数の円盤が入っていてモーターで回し、アームでデータの位置まで、磁気ヘッドをシークする。データが回ってきたところで読み取り、書き込みをする。

アクセスタイム＝シークタイム＋回転待ち時間

ハードディスクには接続するインターフェースが、内臓タイプと外付けタイプがある。

内臓タイプがＩＤＥで外付けタイプはＳＣＳＩである。

ＩＤＥは合計４台までＣＤ−ＲやＭＯなどが接続できる。

ＳＣＳＩはＳＣＳＩボードとデイジーチェーンで最大７台まで接続できる。

ディスクの容量計算

容量＝（セクタ当りのバイト数）×（トラック当りのセクタ数）×（記録面当りのトラック数）×記録面数

セクタ・・ディスクを管理する最小単位の区画

トラック・・ディスクを区画に分けるときの同心円状のもの

シリンダ・・一緒に回転する記録面の多いハードディスクなどで区画に分けるときの円筒状のもの。

記憶媒体・・データ方式やデータ量によって、記憶する媒体を選ぶ。

磁気ディスク

フロッピーディスクはパソコンで使われる３．５インチであり一般的な容量は1.44ＭＢである。最近では１２０ＭＢも出てきた。フロッピーの角にはプロテクトノッチ（書込み禁止孔）

というものがあり、これが閉まっているときは書き込みできるが開いているときは書き込みできない。

リムーバルディスクはＩＤＥ接続などが一般的で１ＧＢや２ＧＢという大容量がある。

ＺＩＰはフロッピーディスクと同じようなもので１００ＭＢの容量（フロッピーの１００倍）もあり、外付けとしてはＳＣＳＩ接続かパラレルポート接続する。

光ディスク

ＣＤ−ＲＯＭにはＣＤ−ＲやＣＤ−ＲＷがあり、ＣＤ−Ｒは書き込みが一度しかできず、ＣＲ−ＲＷは何度も書き込みができる。しかし、ＣＤ−ＲＷの場合、マルチリードタイプのものでないと再生できない。

ＭＯは、光磁気ディスクで、書き込みは強いレーザー光線を照射し、読み込みのときは弱いレーザーでその反射の偏光方向で、データの０，１信号を区別する。

容量は１２８ＭＢ，２３０ＭＢ，６４０ＭＢなどがある。

磁気テープ

ＤＡＴや８mmテープなどがあり、シーケンシャル（順次）アクセスなので、すぐに目的のデータをアクセスできるディスクタイプのランダム（直接）アクセスとは違い、テープの位置を目的のデータがくるまで送らなければいけない。バックアップとして使われることが多い。

フラッシュメモリ

コンパクトフラッシュ、スマートメディア、ＰＣカードなどのことで、携帯情報端末やディジタルカメラなどの記憶媒体として利用されている。これらは全て、電気的に書き込みが可能なＲＯＭの種類になる。

インターフェース　

二つの物の間の決め事として、パソコンユーザーとコンピュータの間でよく使われる言葉で、パソコン本体と周辺装置を接続するインターフェースを図に表す。

各種インターフェース

                                                                                                  　　バスインターフェース

接続するときのポイント

�@     コネクタの形状は一致しているか？

�A     ケーブルとコネクタの結線は合っているか？

�B     通信手順は合っているか？

�C     ドライバは合っているか？

�D     ケーブルの最大延長距離や最大ノード数は範囲内か？

ディスプレイ

ディスプレイはパソコンを使う上で最も出力（表示）装置であり、デスクトップやタワー型では必ずビデオカードが必要で、ディスプレイに接続する。ノートパソコンは液晶ディスプレイが搭載されている。

ビデオメモリにはＶＲＡＭとＷＲＡＭと呼ばれるデュアルポートＤＲＡＭ（入力と出力が同時にできるように二つのポートがある）が利用されている。

ディスプレイの色表現

Ｒ（赤）　Ｇ（緑）　Ｂ（青）とし、この３つを重ねるとＷ（白）ができる。

これを加法混色という。また、Ｒ＋Ｂ＝Ｍ（紅）　Ｇ＋Ｂ＝Ｃ（藍）　Ｒ＋Ｇ（黄）

となる。

ＣＲＴディスプレイ

主にテレビで使われているブラウン管でＲＧＢのビームを発射し画面を表示している。

水平方向に移動しながら発射を繰り返す。これをラスタ操作という。

電子ビームが常に同じように照射し続けると画面の焼付けを起こす。

これを防止するために、スクリーンセーバーが使われている。

�@     シャドウマスク方式

ビームを収集するフィルタの穴が円形のものでアパーチャグリルに比べて、若干精細度が劣るが価格が安価である。

�A     アパーチャグリル方式

ビームを収集するフィルタの穴が縦長の四角形のもので、トリニトロン方式や、ダイヤモンドトロン方式とも呼ばれており、精細度が高く、少し高価である。

�B     スロットマスク方式

ダンパー線がない、シャドウマスクと精細度の高いアパーチャグリルの長所を組み合わせたものである。

液晶ディスプレイ

液晶ディスプレイは電圧をかけないときに光を通過させ、電圧をかけると光を遮断する性質をもつ。ディスプレイの表面にＲＧＢ３色のフィルタを置き、タテヨコ格子状に電極を持ち、電圧をかけている（単純マトリクス方式）のＳＴＮ型とマトリクスの交点に薄膜トランジスタを貼り付けたピクセルごとに電圧をコントロールするもの（アクティブマトリクス）にＴＦＴ型がある。

ＴＦＴは視野角も広く、応答速度も速いのでＳＴＮよりは高価である。

プリンタ

Ｃ（紅）　Ｍ（藍）　Ｙ（黄）と表現できないＫ（黒）を加えたもので表現されている。

Ｋのようなものを減法混色という。

プリンタの単位、印字速さは

シリアルプリンタがｃｐｓ　ラインプリンタがｌｐｓ　ページプリンタがｐｐｓとなる。

プリンタの種類

インクジェットプリンタ

ヘッドにあるノズルから微細な水滴状態のインクを用紙に吹き付けて印字するプリンタで、低価格で一般的である。専用の用紙を使うことで、写真に近いカラー印刷もできる。

レーザープリンタ

コピー紙と同じ印字方式のページプリンタで、ドラム上の感光素子にレーザービームを照射して、トナーを付着させる。これわローラの熱と圧力で定着して、余分なトナーを取り除いて用紙を排出する。

ドットインパクトプリンタ

タテヨコに細かくピンが並ぶヘッドで、インクリボンをピンで叩いて印字するプリンタで、ドットマトリクスプリンタとも呼ばれる。主に封筒などに貼るラベル用紙（タック紙）も使う。

熱転写プリンタ

ヘッドの熱でインクを溶かして紙に写すプリンタで、溶融型と昇華型がある。溶融型は低価格で個人向けだったが、今は写真画質で印刷できる昇華型が多く普及している。

感熱プリンタ　　

インクを使わず、直接感熱紙をヘッド熱で印字するプリンタで、騒音がなく、ランニングコストが安いので、ＦＡＸの印字機能やＰＯＳレジのレシートプリンタへの用途が多い。

入力装置　

一般的な入力装置として、英数字、文字をキーボードやカーソルを動かすマウス、トラックボールがパソコンの入力装置として使われている。

ＣＡＤやグラフィックソフトなどではダブレットとディジタイザが使われている。

ＯＣＲはイメージスキャナをハードとして使い、文字のイメージを入力し、ソフトウェアでその文字パターンを認識して、文字コードに変換する機能である。

ＯＭＲはマークシートを利用して、そこに塗りつぶされた位置を認識して、コードを返す。試験の解答やアンケート集計などでよく使われている。

磁気カードリーダ、ＩＣカードリーダはキャッシュカード、クレジットカード、プリペイドカード、電子マネーとして金融機関、流通関係などでよく使われている。磁気カードは磁気にデータが記憶されており、ＩＣカードはＣＰＵとメモリがあるので、照合処理も可能である。

手書き入力装置

ペン入力の携帯情報端末として利用されており、画面上に専用のペンで文字を書き、文字パターンとして認識する。

タッチパネル

画面上に指でポイントすることでポインティングデバイスとして入力できる装置。

銀行やＡＴＭ、駅の切符販売などで活躍している。

ディジタルカメラ

ＣＣＤで読み取った画像をディジタルデータとして記録する。

ソフトウェア

プログラミング言語の種類

OSの機能

コンピュータシステムが効率的、かつ円滑に動くようなたくさんの機能をもっている。

制御プログラム

�@     ジョブ管理機能

連続して処理を行う場合に順番を管理。一連の処理をジョブという。

�A     タスク管理機能

処理する際にCPUを割り当てるもので、一度に１つだけの処理をすることをシングルタスクといい、複数処理する場合はマルチタスクという。

�B     メモリ管理機能

プログラムの実行開始時にメモリを割り当て、プログラムの終了でメモリを管理する。

実メモリが足りない場合は仮想メモリを設定する。

�C     ファイル管理機能

プログラムやデータをファイルという単位で扱い、ディスクの空いているところにその規格領域にファイルなどをまとめられるようにして、階層化した管理を行う。

�D     入出力管理機能

CPU、メモリ、入出力装置などをデバイスといい、入出力装置をOSから操作するためのデバイスドライバと連携して、データの入出力や入出力装置の制御を管理する。

�E     通信管理機能

通信装置を経由して、設定された手順で、データの送受信を管理する。

�F     運用管理機能

パスワードやIDデータの読み書きを制限するなどの精密保護を行ったり、資源の利用状況を調べたりする。

�G     障害管理機能

プログラムが利用しているメモリの排他管理でエラーを知らせたり、ディスクの不良セクタのチェックなどを行う。

データ交換

データ交換方法は大きく分けて二つあり、一つは外部媒体へコピーして取り出し、ほかのパソコンでこの外部媒体からデータを読み出す場合。そしてもう一つはネットワーク経由でデータを交換する方法である。

データ交換のポイント

�@     データ交換方法は外部媒体にするか、ネットワークにするか？

�A     外部媒体のフォーマットや記憶容量に対応はとれているか？

�B     標準の文字コードで作成したものか？機種依存の文字コードはないか？

�C     改行コードは同じか？違う場合、交換ユーティリティはあるか？

�D     アプリケーション独自形式の場合、相手も同じアプリケーションがインストールされているか？

�E     データ量が多い場合、データ圧縮やファイルを分割する。その場合、相手はデータの解凍、ファイル結合ができるか？

�F     メールの添付ファイルで渡す場合、エンコード（送信側）とデコード（受信側）の対応は取れているか？

画像データの交換

画像データは両者で使えるものとする。主な標準形式データではTIFFやGIF、Jpeg、EPS、DXFなどがある。

音声データの交換

音声データも同様に、保存形式が両者で使えるものとする。代表的にはWAV、SMF、MP3などがある。

動画データの交換

動画データではMPEG形式が標準だが、いくつかのバージョン（MPEG１、MPEG２、MPEG4）がある。

そのほか標準的なデータ形式

SGML・・電子出版や大規模文書処理に利用されているマークアップ言語

XML・・SGMLを基に、データベース情報を取り出すこともできるようにしているマークアップ言語。HTMLでも表示できる。

VRML・・バーチャルリアリティーのように３DCGを使って表示できる言語。インターネットなどでも利用されている。

PDF・・画像を含めた文章をインターネットなどのネットワークで扱いやすいように圧縮している。

コンピュータの基礎と使い方

アナログとディジタルの違い

アナログは音や空気の振動、自然界の物理的な情報の連続した値の表現で、ディジタルは０，１信号の不連続な値である。アナログの表現はあいまいさを多く含み、劣化しやすい特徴があり、完全な再生がしづらいが、ディジタルは、あいまいさがなく、完全な再生ができる。

アナログ→ディジタル変換するものをA/D変換

ディジタル→アナログ変換するものをD/A変換という。

ビットとバイト

コンピュータの扱いやすい０と１の情報の最小単位をビット（bit）といい、８ビットが１バイト（byte）である。

文字コード

データ構造の種類

配列・・文字列の格納などに利用する。エラーのNOからメッセージを参照することができる。

キュー・・待ち行列ともいい、最初に命令したものを先に処理するように並べて格納する。

スタック・・プログラム番地の格納に利用されて、最後に格納されたものが先に取り出されるように格納している。

連結リスト・・ファイルデータの格納などに利用する。追加や削除が容易な形式なので、直接アクセスする、補助記憶装置のファイル管理などに使う。

木構造データ・・親子関係の記述に階層構造のポインタなどに使う。形状に２分木や多分木などがある。

真理値表

コンピュータの種類

マイクロコンピュータ・・精密機械や家電製品の制御に利用されている。

ウェアラブルコンピュータ・・腕につけたり、ベルトのように腰に巻いたり、ベストのように胴体に着用する。

パームトップ型コンピュータ・・手のひらサイズのコンピュータで電子手帳などPDA（パーソナルデータアシスタント）として利用する。

ノート型パソコン・・持ち歩いて利用する。省スペースのパソコンとして採用されている。

デスクトップ型パソコン・・机の上に置くタイプのパソコン。

タワー型パソコン・・床に置くタイプでデスクトップよりも少し大きめ。

ワークステーション・・通常のパソコンより高速なCPUを搭載しているコンピュータやUNIX、OSが載っているものをいう。EWS（エンジニアリングワークステーション）とも言われる。

オフィスコンピュータ・・汎用コンピュータを事務所で使う規模にしたコンピュータで、最近ではクライアントサーバシステムに移行してオフィスサーバと呼び方を変えているものが多い。

ミニコンピュータ・・汎用コンピュータを研究所で使う規模にしたコンピュータで、最近ではEWSに置き換わっているものが多い。

汎用コンピュータ・・ホストコンピュータともいい、多数のユーザ、システムを１台で動かしている、大型コンピュータを言う。

スーパーコンピュータ・・汎用コンピュータの演算速度を超高速にしたコンピュータで、膨大な計算処理を行う。

ネットワーク

情報の神経のようなもので、瞬時に伝えることができる。インターネットの普及により

グループ内でメーリングリストを流したり、個人や会社の紹介などでホームページを作ったり、ありとあらゆる方法で情報を伝えている。ネットワークは時代と共に大きく発達している。

以前はコンピュータを単体でネットワークに繋がない、スタンドアロンという使い方をしていたが、進化するにつれて複数のコンピュータを互いに接続する、ネットワークが考え出され現在に至る。

ネットワークにもＷＡＮとＬＡＮというものがある。

ＷＡＮ（wide Area Network）は都市や国を繋ぐ大きなネットワーク

ＬＡＮ（Local Area Network）は一つの建物の中、例えば学校や会社などのネットワーク

HTML（Hyper Text Markup Language）

Webページなどでリンクを張ったり、画像、音声も載せることができる。

最近ではXMLを取り込んだXHTMLに発展している。

XMLはWWWにおいてデータをファイルに保存したり、アプリケーション間でやりとりする形式として利用されている。

HTTP（Hyper Text　Transfer　Protocol）

ポート番号８０で利用されておりコネクションの確立が行われる。

電子メール

SMTP・・メールを送信するプロトコル

POP・・メールを受信するプロトコル　　　

IMAP・・メールを受信するプロトコルであるがPOPと違うところはPOPでは管理をクライアント側で行うがIMAPはサーバ側で行う。IMAPを使用するとメールをすべてダウンロードしなくても欲しいものだけ選んでダウンロードすることができる。

これは回線が遅いパソコンなどに役立つ。

TELNET・・遠隔ログイン　

TCPのコネクションを一つ利用し、通信路を通って、相手のコンピュータにコマンドが文字列として送信され実行されること。

TELNETにはこのようなネットワーク仮想端末の機能とオプションの機能がある。

行モード　　改行キーが入力されるごとに１行分のデータをまとめて送る

透過モード　入力された一文字ごとに相手のサーバに送る。

このようなオプションがある。

FTP・・ファイル転送

異なるコンピュータ間でファイルを転送するときに使われるプロトコルである。

TELNETと同様にログインしてから操作が可能になる。

制御用（ポート番号２１番）とデータ転送用（ポート番号２０番）の二つのTCPコネクションが利用される。

ＩＣＭＰ・・なんらかの原因でパケットが転送されなかったら異常を知らせるプロトコル

ＡＰＲ・・ＩＰアドレスから相手ホストのＭＡＣアドレスを取得する。

ＩＰ・・ネットワークでパケットを配送するためのプロトコルである。それぞれのホストにパケットを配送するためにＩＰアドレスが与えられ識別される。

ＴＣＰ・・コネクション型で信頼のあるトランスポート層のプロトコル。

もし経路途中でパケットがなくなったり、順番がいれ変わっても正しく解決してくれる。

ＵＤP・・コネクションレス型で信頼のないトランスポート層のプロトコル。

必要によってアプリケーションのプログラムが行われる。

電子メール・・最近はＭＩＭＥの使用が一般になり、映像や音声ファイルも送れるようになった。

ファイル転送・・ＦＴＰが一般的な転送プロトコルでＯＳが異なっても改行コードに変換してくれる。ファイル転送の指示をだす制御コネクションとデータを転送するデータコネクションがある。

DNSサーバ・・ネットでアクセスするときに、ローマ字などを使った名前や、ホスト名からIPアドレスへと自動変換を行ってくれるもの。

リゾルバ　DNSに問い合わせを行うホストやソフトウェアのこと。

リゾルバはIPアドレスを調べるためにネームサーバに問い合わせる。最低でも一個以上のネームサーバのIPアドレスを知らなければいけない。

ネームサーバ・・ドメイン名を管理している。ホストやソフトウェアのこと。

ドメインのルートネームサーバは全世界に１３個存在していて、DNSによるデータの検索でもっとも重要な役割を持っている。

プロキシサーバ・・インターネット接続でクライアントが通信するのではなく、プロキシサーバが行うため、セキュリティーが高まる。代理サーバとも呼ばれる。

DHCPサーバ・・ネットワークに接続するにはIPアドレスが必ず必要で、それをネットワーク管理者が設定するのだが、負担が大きい。このような時、自動的にIPアドレスを設定してくれるのがDHCPである。

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