ネットワーク

前回に続きまして、後期ゼミのまとめをしていきます。
今回は、『ネットワーク』についてまとめます。

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・ネットワークの種類
コンピュータ、そしてそれを繋ぐ線などの一定の範囲は、【セグメント】という単位で数えます。
さて、ネットワークにはいくつかの接続形態があります。

【BUS型ネットワーク】



一本の情報を伝える線の周りに、コンピュータが繋がっている型です。
利点は線の数が少なくてすむこと。
欠点は、
・線につながっているコンピュータ全て（図でいうABCD）に情報が流れるので必要ない情報を送受信する時間がかかる
・一か所に障害があった場合すべてのコンピュータに影響がでる
・コンピュータ同士（図でいうAとB）が通信中、他のコンピュータ（CとD）は通信できない
などがあります。

欠点が多いのが目立ちますね。
しかし、この欠点がなくなる接続形態があります。

【HUB型ネットワーク】



中央にハブと呼ばれるコンピュータを置き、それと他のコンピュータを繋ぐ型です。
この型の利点は、BUS型でできなかった複数のコンピュータ同士の通信が可能な点です。
ハブがスイッチのような役割を果たし、コンピュータ同士を自由に繋いでくれます。

そして、このHUB型ネットワークは、二つのセグメントを【GW（ゲートウェイ）】というコンピュータでつなぐことで多くのコンピュータを繋ぐことが可能になります。



私の学校でもこのHUB型は利用されているらしく、
一つの教室を一セグメントとし、他の教室とGWで繋がっているそうです。
なので、どこの教室を使っても一つの情報を共有できます。

接続形態はこのあたりにしておき、続いて【IPアドレス】について少しまとめます。

IPアドレスとは…コンピュータを識別するために割り振られる、番号のようなものです。

現在、世界中にコンピュータが存在していますが、それらを識別するためには番号が必要です。
しかし、番号の桁数には制限があるため、無限にIPアドレスがあるわけではありません。
この問題点を解決したのが、【VPN（仮想プライベートネットワーク）】です。

VPNとは…会社、学校などがそれぞれ一つの仮想世界を作り、その中でしか使えないIPアドレスをコンピュータに振り分ける、という技術です。

全世界で通用するIPアドレスは【グローバルIPアドレス】といいます。
そのグローバルIPアドレスをVPNの代表コンピュータに振り分けることで、多くのコンピュータをあたかも一つのコンピュータのように見せることが可能なのです。



世界には多くのVPNがあります。

IPアドレスのまとめはここで終わります。
後期ゼミ中にて学内のサーバールームを見学させてもらったので、その写真を少し紹介します。


コードがたくさんあります。
これを抜くと、学内でネットが使えなくなるそうです。


2メートルほどの大きさの箱が並んでいます。


ちょうど線の繋ぎ換え工事をしていました。
コンピュータを繋ぐ大量の線は、天井（床）に隠されていたようです。

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以上がネットワークに関するまとめです。
今回だけに限らず、後期ゼミまとめは細かい情報など書ききれないものも多くありましたが、
少しでも分かりすく伝えることができたらと思っています。

メモリとHDD

前回に続きまして、後期ゼミで学んだことのまとめをしていきます。
今回は、メモリはなぜデータを記憶することができるのか、HDDとの違いについてまとめたいと思います。

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まず、データとはなんでしょうか。
テキストファイルや動画、音楽など色々ありますが、
コンピュータ内部でそれらの情報は全て、0か1という数字に変わっています。
（この考えを【二進法】といいますが、今回は説明を省きます。）
0と1の数字の羅列をコンピュータが読み取り、動いています。

さて、コンピュータでのデータは全て1か0で表現される。
ここがポイントです。

メモリは、電気の有無でデータを記憶しています。
電気があれば1。無ければ0です。
メモリには、【コンデンサ】という一対の二枚の板があり、その板の間に電気を溜めます。


二枚の板、コンデンサ。
電気を流すと、それぞれ＋と－の電気を帯びます。
結果、板の間には電流が発生します…1の状態


電源（図では電池）を離しても、板の間の電流は残ります。


二つをくっつけると、電流は無くなります…0の状態

メモリにはこのコンデンサが約10億ペアあり、
それぞれが入ってくるデータに合わせて、1か0の状態に変化します。
前回書いた、CPUは、この変化させる電源の役割をしているのです。



メモリは『電気で記憶』します。
それに対し、『磁気で記憶』するものもあります。
それが、HDDです。

【HDD（ハードディスク）】とは…データを記憶しておくための機器のことです。メモリがコンピュータが起動中に使われる一時的なものに対し、HDDは電源を付けてなくともデータを保存することが可能です。容量が大きいほど、保存できる量が多くなります。



HDDは、磁気を帯びているか否かで1か0を表しています。
磁化を利用し、電磁石を操作することでディスクに磁気を帯びさせます。


電気を流したコイルを近づけ、ディスクに磁気を帯びさせる…1の状態


普通のコイルを近づけ、ディスクの磁気を確認…データを読み取り


1と逆の電気を流したコイルを近づけ、ディスクの磁気を消す…0の状態

HDDはその作業を高速で行っており、
一秒間に約100回転するディスク上の目的の『点』の上にコイルを近づけています。
ちなみにとても繊細な機械なので、ウイルス大の異物が隙間に入っただけで故障してしまいます。
しかしそんなに高速なら動きを見てみたい、ということで…
あえて蓋をあけてHDDの動きを確認している動画があったので紹介します↓


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以上、メモリとHDDの仕組みについてのまとめでした。
次回はネットワークについてまとめようと思います！

CPUと繋がり

久々の更新です、どうも蜜柑です。
今回の記事から数回にわたり、後期のゼミで学んだことについてまとめてみようと思います。

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『CPUと繋がり』
【CPU】とは…Central Processing Unitの略で、中央処理装置と呼ばれています。簡単にいうと、PCの脳です。これの性能がいいと、処理速度が速くなります。



とても小さいこのCPU。大きさは一般的に4×4cmほどで、手のひらにのるサイズです。
しかし、実はこの中に10億個の部品が入っています。
作るのがとても難しいそうで、何百個と作るうち実際に使い物になるのは数個だとか。
（それゆえに値段も高めに…）

こんなに凄いもの、誰が考えたのでしょうか。
ベースとなる機械を思いついたのは、イギリスの
【アラン＝チューリング】という数学者さん。
こういうものがあれば凄いぞ！という抽象的なイメージだそうです。
チューリングさんの脳内では、
【テープ】というデータを置いておく場所まわりで
【オートマトン】というものが働いているという
【チューリングマシン】という仮想機械モデルだったそうで…



※イメージ図です

このチューリングマシンを、実際に作ってみると…
オートマトンはCPUに、テープはメモリへと名前を変え、
チューリングマシンはPCということになりました。（PCを計算機と考えた場合）



※イメージ図です

さて、ここからは先ほどでてきたメモリについての説明もしようと思います。
【メモリ】とは…主記憶装置と呼ばれる、データを一時的に記憶しておく場所です。例えると、データを置いておく作業台。容量が大きいほど処理速度があがります。



確かにテープ（帯）状ですね

CPUはメモリ内のデータを、指示に従って移動させます。
また、指示にはメモリの【アドレス】が必要となります。つまり…

操作者「８番のデータを、３番に移動」
CPU「分かりました！（メモリの８番boxに行き、データを持ち、３番boxに置く）」

ここでいう、８・３という番号がメモリのアドレスです。
データを移動させる場所の指定が必要なんですね。

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以上が大まかなCPUとその周辺の繋がりについてのまとめです。
次回は、『メモリが記憶する仕組みとHDD』についてまとめようと思います！