1. 身の回りにあるコンピュータ

• 現在では社会のさまざまな場面で、コンピュータを利用した機器が使われている。
• その中には、外見上はコンピュータの存在をまったく意識させないようなものも多い。

• 図書館以外で使われている例
  • 学校や家庭: パソコン、携帯電話、スマートフォン、など。
  • 屋外: 銀行のATM、コンビニの情報端末、駅の改札、など。

• 図書館で使われている例
  • 本の貸出・返却用のバーコード読取装置、本の検索用のタッチパネル式端末、など。

3. コンピュータシステムの構造

3.1 ハードウェアとは？

• コンピュータを構成する物理的な実体。
• 実際に目で見たり触れたりすることができる。

3.2 ソフトウェアとは？

• コンピュータを動かすための命令群（プログラム）の集合体。
• データの形で記憶装置に格納されている。

3.3 ネットワークとは？

• 複数のコンピュータが網状に接続された構造。

4. ハードウェアの基礎

4.1 コンピュータの5つの機能

• 5つの基本的機能 ＝ 制御、演算、記憶、入力、出力

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4.2 中央処理装置（CPU）とは？

5. ソフトウェアの基礎

5.1 ソフトウェアの構成

• ソフトウェアは「基本ソフトウェア（OS）」と「応用ソフトウェア（AP）」に分けられる。
• また、それらの中間に位置する「ミドルウェア」もある。

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5.2 オペレーティングシステム（OS）とは？

• 多くのソフトウェアが共通して使う機能を提供し、コンピュータ全体を管理する。

5.3 アプリケーションプログラム（AP）とは？

• ワープロソフトや表計算ソフトなどのように、特定の仕事を行なう。

5.4 ミドルウェア（middleware）とは？

• OSとAPとの間の橋渡しをする。

5.5 プログラミングとは？

• プログラムを作成すること。
• 市販のソフトウェアだけでは足りない場合、自分で作成することもできる。

5.6 プログラミング言語とは？

• ソフトウェアを記述するための言語。
• コンピュータが理解できる「機械語」、それに近い言語の「低水準言語」、人間が使う言葉に近い「高水準言語」がある。

6. ネットワークの基礎

6.1 コンピュータネットワークとは？

• 複数のコンピュータが網状につながった構造。
• ネットワークを構成する要素（各コンピュータ）を「ノード」、ノードをつなぐ線のことを「リンク」と呼ぶ。

6.2 ローカルエリアネットワーク（LAN）とは？

• オフィスや家庭で利用するために、同一建物内くらいの範囲で構築されるネットワーク。
• 接続された機器同士は自由に情報のやりとりができる。
• ケーブルを使う有線方式と、電波を使う無線方式がある。
• 無線LANはIEEE 802.11という規格で標準化されており、WiFiとも呼ばれる。

6.3 ワイドエリアネットワーク（WAN）とは？

• LAN同士が接続されたような広域のネットワーク。

6.4 インターネットとは？

• 世界中のLANやWANが相互に接続し、網の目状に広がった巨大なネットワーク。

6.5 IPアドレスとは？

• インターネット上のコンピュータに割り当てた符号で、識別するための住所のようなもの。
• 割り当て方の違いによって、大きく分けて下記の2種類がある。
  • グローバルアドレス (世界的にユニークであり、重複することがない)
  • プライベートアドレス (ある組織の内部ではユニークだが、世界的には重複する可能性がある)

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  プライベートアドレスの表示例 (Windows のコマンドプロンプト画面の例)

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6.6 ドメイン名とは？

• 符号だけのIPアドレスでは管理しにくいので、文字を割り当てたもの。
• IPアドレスとドメイン名を相互に変換してくれるのがDNSという仕組み。

6.7 プロトコルとは？

• ネットワーク上でコンピュータ同士が通信するときの手順や約束事。
• インターネットでデファクトスタンダードとなっているプロトコルが「TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol)」。
• そのほかに、よく使われるプロトコルとしては以下のようなものがある。
  • HTTP (HyperText Transfer Protocol) Webの通信
  • FTP (File Transfer Protocol) ファイル転送
  • SNMP (Simple Network Management Protocol) ネットワーク管理
  • NTP (Network Time Protocol) ネットワーク上の現在時刻の取得
  • SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) 電子メールの転送

7. コンピュータシステムが扱う「デジタルデータ」

7.1 デジタルデータの特徴とは？

• 0または1という2値的な情報を取り扱う。
• アナログデータに比べ、劣化しにくく復元しやすい。
• 文字、音声、画像などを統合的に管理することができる。

7.2 ビット（binary digit）とは？

• 2進数で表示した1桁（0または1）のこと。
• コンピュータでは8ビットを1単位として扱い、1バイトと呼ぶ。
• また、2の10乗（1024)を「キロ」と表現し、1024バイトを1KBと表記する。
• 「キロ」の上位には、「メガ」「ギガ」「テラ」「ペタ」「エクサ」「ゼタ」「ヨタ」などがある。

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7.3 文字のコード化とは？

• コンピュータが取り扱うために、数値を対応させたもの。

7.4 画像、音声、動画のデジタル化とは？

• 画像は、格子状の画素に分割し、明るさと色を数値で表現する。
• 音声は、一定の時間間隔で分割し、電圧の強さを数値で表現する。
• 動画は静止画の連続として表現する。

7.5 データの圧縮とは？

• 記憶装置を節約したり、データの伝送時間を短縮することを目的として行なわれるもの。
• 完全に元に戻すことのできる「可逆圧縮」と、完全には元に戻らない「不可逆圧縮」とがある。

8. コンピュータシステムの応用分野

8.1 高速の科学技術計算