2023情報I　2学期
第3回　授業の振り返りより

質問より

１６進法で書かれた数字の羅列である機械語と実際に行う動作の関係がどこで定義されているのか気になった。

16進法で入力されたプログラムは、そのまま2進法に変換され、命令とデータとしてCPUに読み込まれ実行されます。

1番最初のプログラミングはどの状態から始まったのですか？今のプログラミングソフトもプログラミングでできているので、本当に1番最初はどこから始まったのか気になります。/プログラムソフトを使ってプログラミングをするが、プログラムソフトもこれを打ったらこういう作業を行うというプログラミングがなされているはずではないか？とすれば、初めのプログラムは何なのか。/どのようにしてプログラミング言語を機械語に翻訳する機能をつくったのか。

CPUを作ると、それを制御するための「命令セット」ができます。当然、2進法しか受け付けないので2進法表記です。このままだと使いづらいのでアセンブリ言語が用意されます。アセンブリ言語も人間には難しいのですが、アセンブリ言語でC言語などのプログラミング言語が作られ、C言語でPythonが作られています。

DSのカセットは触れないのに、なぜソフトという名前になってしまった(定着してしまった)のですか

ソフトを使うのにカセットを使うので、ソフトが入っているカセットというより、中身であるソフトの方が一般化したんでしょうね。

OSとソフトウェアの違いは何ですか？

前回説明の通り、ソフトウェアにはOS（基本ソフト）とアプリ（アプリケーションソフト）があります。OSはソフトウェアということになります。

Siriなどが、人によって声が違うのに私たちの言葉を認識できるのはなぜですか？

音声認識は声でなく発音のパターンを認識し、発話を文字に変換し、処理しているようです。

アゼンブリ言語とはなんですか？

コンピュータを直接操作する命令で構成されたプログラミング言語で、機械語に直接翻訳できます。そのため、人間には理解しにくく一般の人が理解することは難しいとされています。

アプリのCPUは端末にあるのか？

CPUはハードウェアで端末上の部品です。アプリはソフトウェアです。アプリのCPUという考え方は間違っていて、CPUでアプリが動作するということです。

アルファベットは26個あるが、どうやって16進法で表しているのか。

それは文字コードのところで学びましたね。アルファベットなどのASCII文字は7ビットで表されます。16進法2桁を使えば表せますよね。

キャッシュメモリとレジスタって何が違うんですか？

キャッシュメモリは命令をこっそり記憶しておくメモリです。レジスタは演算に今使う必要なデータを置いておくメモリです。

クロック周波数の観点においては、Androidの方がiPhoneより性能が良いと言えるのでしょうか？周波数が多ければ多いほど性能が良いのですか？

スマートフォンに使われるCPU同士は似たような構造ですが、処理の仕方が違うので、単純に周波数で優劣を決めることはできません。

コンピュータが機械語への変換なしにプログラミング言語を理解し、出力できる日はいつか来るのか。

できません。コンピュータは機械語しかわかりません。

コンピュータ内の演算は一つ一つ手順を踏んでいるという特徴があるが、プログラミング言語を順序関係なく打ち込んでもコンピュータが並べ替えて実行できますか？

人間の指示した手順に従いコンピュータは動作するので、順序関係なく打ち込んだら、その打ち込んだ順番で処理されます。

スマートフォンで、アンドロイドとアップルでCPUが多いのはどちらですか？

端末によるので一概に言えません。アンドロイドは様々なところで使われているので、1コアから8コアまであるようです。最近のiPhoneは6コアだそうです。

スマホの時刻表示は電源を切っている間もコンピュータが動いているからいつつけても正確な時間なのですか。

電源を切っても内部のクロック回路が動いていて、時間を刻んでいます。それだけでは時刻にずれが生じるので、起動時に通信回線を使って時刻を修正しています。

スライド内で紹介されていたWordやExcelはパソコンのスタート画面で独立して表示されるがWordやExcelに似た性質のGoogleドキュメントやスプレッドシートなどはグーグルの検索画面の右上のランチャーから利用することができるが、スタート画面などで独立して表示されはしない(私はそう思っている)がそれらも同じ応用ソフトウェアとして判定されるのか。

Wordlはインストールしなければ動かない「文書作成用」の応用ソフトウェアです。Googleドキュメントは「インターネット閲覧用」の応用ソフトウェアであるブラウザ上で動くWebアプリというものです。コンピュータ側から見ると、Wordは文書作成用の応用ソフト、Googleドキュメントはブラウザという応用ソフトという認識です。Teams上からWordを開くと、ブラウザ版Wordが起動しますが、これはWebアプリ版Wordで、本物のWordとは違うものなのです。

プログラミングは1文字間違うと動かなくなるため正確に行うことが重要だと学んだが、スマホの予測変換のようにコンピュータが反応を予測することができるようにはならないのかが不思議に思いました。

皆さんの入力する文はある程度定型化できますよね。前の文節につながる「よく使う言葉」を表示するだけですから。予測しているわけでなく、あなたがいつも使う言い回しを表示しているだけです。

プログラミング言語が異なる上で同じ命令をしたときに、機械語も異なるのか。

プログラムとして同じ命令が、内部的に同じように扱われているとは限らないので、別の機械語で命令することもあると思います。

プログラミング言語とソースコードの違いは何かあるんですか。/ソース言語とプログラミング言語の違いって何ですか？/プログラミング言語とソースコードの違いは？

プログラミング言語を使って書いたプログラムをソースコードといいます。Pythonはプログラミング言語でそれを使って作ったプログラムの記述がソースコードということです。

プログラミング言語を機械語に翻訳するプログラム、というものは存在しないのですか？どうやって翻訳しているのでしょうか。

プログラミング言語というアプリは、皆さんが入力したプログラムを機械語に翻訳して実行しています。機械的に翻訳できるよう、入力するプログラムの書き方に厳密な約束事があるのです。

マルチコアが主流だと言われてますが、やはりCPUが複数入っていたほうが演算処理が速いなどの利点があるのでしょうか？

そりゃ、2つのコア（デュアルコア）は2倍程度、4つのコア（クワッドコア）なら4倍程度の性能が出ますよね。

機械言語から、分かりやすいプログラミング言語に変える方法というのがよく分からなかった。アプリを使うのなら、そのアプリにまたプログラムが必要になるため結局ずっと機械言語から抜け出せないのでは？

そうですよ。機械語しかコンピュータはわからないんです。プログラミング言語は、人間が読み取ることのできるプログラムを機械語に変換して実行してくれる方法です。

機械語は二進法を主に使うと授業内でおっしゃっていましたが、16進法も機械語の一つですか。また、現在も16進法は使われているのですか。

以前説明したとおり、コンピュータ内部は2進法だけの世界です。コンピュータ内部の2進法のデータを人間に読み取らす必要があるとき、16進法に変換して表示してくれます。あなたのスマホの画面にも16進法出てきますよ。

休んでしまった時の感想はどの様にすればよいのでしょうか。今回はとりあえず出してみましたが、今後またあった時にどうすればよいか教えてほしいです。

休んだときはスライドを見ながらアンケートに回答してください。感想は書いてもらっても、休みましたでもかまいません。1学期当初に説明したのと変わりありません。

授業でocrの話がありましたが、ocrとはどのようなものですか。

OCRとはOptical Character Readerのことで、紙に印刷された文字をスキャナーで読み取るソフトのことです。

情報オリンピックの過去問で解答例にPythonと別に、「C＋＋」とありました。これはPythonなどほかのプログラミング言語とどのような違いがあるのか気になりました。

C++はPythonと同様、プログラミング言語の一つです。Pythonに比べ、人間にとって若干読みにくい、書きにくいものですが、高速に動作すると言われています。

性能の良くないAndroidでもたくさんの最初から入っている消せないアプリがありますがそれも込みの容量になっていますか？

記憶装置の容量のことでしょうか。アプリが入っていればその分記憶装置の容量を使用しますから、空き容量は減ることになります。消せないアプリもあなたが使い方を理解していないだけで、消してはいけない重要なアプリだったりすることもあります。

複数のCPUがある場合、どのCPUを使うかを判断しているのはどこですか？

内部にコントローラーがあります。

補助記憶装置の取り出しに時間がかかるのはなぜか。

補助記憶装置は容量が大きいのが特徴です。たくさんの種類の商品が保管された大きい倉庫から、指定された商品を探し出すの、時間がかかりますよね。また、高速に読み出せる仕組みは高価なので、容量を確保するために読み出しが遅い仕組みを使っています。

命令とデータを混ぜると制御できなくなるとおっしゃっていましたが、なぜ制御できなくなるのですか？

命令が書いてあるべきところにデータが書かれていたら、命令がなくなってしまい動作しませんよね。

量子コンピュータではやくなったとあるが、どのようにしてはやくなるのか

量子コンピュータはまだ実験段階というか、一般的に使われる状態にはありません。原理を学ぶための量子コンピュータで119万円、実用として販売されているもので17億円です。仕組みとしては0か1を選択して計算する現在のコンピュータと違い、0と1のまま計算することで処理が早くなるそうです。わかります？

論理回路は階段の電気スイッチにも使われてますか？

階段のスイッチは物理的な配線とスイッチなので、論理回路は使われていませんが、階段のスイッチの回路を論理回路で表現することはできます。

論理思考の実用例が知りたい

論理回路、ですね。CPUの中は論理回路で構成されています。電子顕微鏡でも持ってこないと中が見えないんですけどね。

感想より

今回の授業で機械語について学び、なぜ2進法でなくては読み込めないのか疑問に思った。

何度も説明してますが、コンピュータは2進法を計算するために作られていて、2進法しか利用できないのです。

論理回路について実習を通したことでなんとなくは仕組みを理解することができたが、実習の内容だと足し引きは可能になりそうだが、掛け割りはどう利用したら可能になるのかがいまいち思い浮かばなかった。

足し算ができればすべての計算ができると学んだじゃないですか。引き算は負の数を使って足し算、かけ算は何回も足す、割り算は何回も引くんです。

人間なら大体わかればよいのに、コンピュータでは完全を求められるのは面倒くさいとおもう。

その分、同じことを繰り返しても飽きちゃったりせず、正確に処理してくれます。

機械言語について興味が湧いた。日本語や英語のような文法はあるのか。そもそも言語と言い切れるのか。

言語ですから言語です。文法があり、単語に意味があります。こちらの4ビットコンピュータだと、LEDに5を表示するのに「8」「5」「1」と命令します。4bitなので命令も値も0～Fの16進法1桁です。「8」は「Aレジスタに数を入力」という命令で、「5」を入力します。「1」は「Aレジスタの値を表示する」という命令なので、5が表示されます。
最近のコンピュータは命令も多く複雑ですが、基本的にはこの考え方を拡張したものです。

今回は新出のことが多く難しかったので、テスト前の復讐を怠らないようにしたいです。

あぁ、怖い怖い。復讐されないようないい問題をテストで出すようにしますね。

pythonで2の64乗を計算したら18京を超えたので、64ビットのCPUが普通になっているのはすごい進歩なのだと思った。

18京4460兆7447億7390万5516なんですね

数Aでやったようなことが情報でも繋がっていて面白かった。今回の論理回路は思考力がかなり試されて、一つ一つをパズルのように当てはめて考える必要があったので本当に数学をやってるみたいだった。

今日は論理回路のパズルのようなものをやった。「次へ」を本当はただクリックすればよかったのをダブルクリックしてしまい、エラーが起きてしまった。これからは無闇にダブルクリックする癖を無くしたい。

ハードウェアとOSとアプリの図がとても分かりやすかったです。情報デザインってこういうことなんだなと思いました。

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