コンピュータの仕組みの基礎
OS、
プロセッサ、メモリ、文字コード、論理演算、
2の補数
コンピューターの基本構造
と動作原理、デジタルデータの表現方法（二進
数、十六進数）、論理演算の基本と応用、メモ
リとアドレッシング、文字コード
2
アウトライン
1. OS
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
3
•プロセッサ: コンピュータの頭脳
•メモリ: 記憶
•文字コード: A0!文字を，
数字に置き換えるルール
•論理演算AND, OR, NOT
4
13-1 OS
5
OS
OSコンピュータシステム中心部分
•ハードウェア他のソフトウェア間インター
フェイス（接続部）
OS
•OSが提供
する統一的な方法で，ハードウェアを利用
6
OS
•種類が豊富WindowsLinuxAndroidLinux
macOS
•基本的な操作コマンドラインインターフェイス
•多くのOS
7
ソフトの起動や終了，ファイ
ルの操作，ソフトのインス
トールなど
OS
•マルチタスク同時に実行
CPU
•マルチスレッド1複数のタ
スク（スレッド）
•セキュリティ: ID
システムとデータの保護
•ネットワーク:
データの送受信
8
13-2
9
•プロセッサ計算制御
•メモリデータやプログラムの一時的な保存
10
•プロセッサコンピュータの「脳」
•**微小な電
子スイッチ（トランジスタ）
•「AND」「OR」
「NOT」などの論理演算
•論理演算を組み合わせる
11
Core i7
•メモリコンピュータの「作業台」データやプログラ
ム一時的に保存
•
SSD
•プロセッサはメモリにアクセスデータの書き込み（記
憶）と読み出し、プログラムの読み出し
12
メモリもプロセッサと同様に電子回路で構成されてい
るが，その役割は一時的なデータの保存である．
13
14
プロセッサコンピュータの
「脳」
15
メモリデータやプログラム一
時的な保存
16
17
13-3
18
•デジタル二進数コンピュータが情報を表現・処理
•コンピュータすべてのデータとプログラム
「0」と「1」の形式で表現
•0」または「1」の組み合わせビット列
19
•一つの「0」または「1」一ビット（Bit）
•ビット情報の最小単位
0011010111101110101011 23
•ビット二進数の一桁
20
•１６進数データを効率的に表現
•0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F
0065FDF0
21
A
B
C
D
E
F
22
•二進数の4桁16進数の1桁16が2の4乗
C
•16164
23
A
B
C
D
E
F
24
13-4
25
26
27
•メモリバイト（８ビット）区切ら
れて
•バイト０から始まる通し番号
アドレスという
28
•読み出し
アドレス
書き込み
アドレス
29
30
？？
？？
？？
？？
？？
？？
？？
？？
？？
31
？？
？？
？？
？？
？？
？？
？？
？？
？？
？？
？？
？？
？？
？？
？？
？？
０ ４
０ ０
32
2
2
2
33
2
2
2
34
13-5
35
ASCII
•ASCII文字情報を数値で表現する
•7ビットの二進数
•128種類の文字
36
０ １ ２ ３ ４ ５ ６ ７
０NULL DEL SP ０ ＠ P p
１SOH DC1 ！ １ A Q a q
２STX DC2 “ ２ B R b r
３ETX DC3 ＃ ３ C S c s
４EOT DC4 ＄ ４ D T d t
５ENQ NAK ％ ５ E U e u
６ACK SYN ＆ ６ F V f v
７BEL ETB ’ ７ G W g w
８（BS）CAN （ ８ H X h x
９（HT) EM ） ９ I Y i y
A（LF) SUB ＊ ： J Z j z
B（VT) ESC ＋ ； K［k {
C（FF) （FS) ， ＜ L￥l |
D（CR) （GS)－ ＝ M］m }
ESO （RS) ． ＞ N＾n ~
FSI （US) ／ ？ O＿oDEL
ページ３７～３８
【トピックス】
•trinket の利用
•文字コードの表示
37
13-6
40
0 1
41
右手が下がっている 右手が上がっている
二通り
0 1
42
右手が下がっている 右手が上がっている
０ １
※ 0 と1 が逆になる場合もある
43
右手と左手の
両方を考えると
４通り
44
０と０ 1 と０
0 と11 と1
45
０と０ 1 と０
0 と11 と1
論理積は
両方とも１
46
０と０ 1 と０
0 と11 と1
論理和は
少なくとも
片方には
１がある
47
・焼き芋大会があるんだけど、
・土曜日と日曜日、どっちが良い？
両方、申し込んでよ ♡
日曜日
落選：０当選：１
土曜日
落選：０
当選：１
両方参加しても OK!
土曜日と日曜日の選択では無
い
48
０
１
０
０
０
１
０
１
０
１
０
０
１
１
１
１
AND OR
ページ４９～５０
【トピックス】
•trinket の利用
•AND
•OR
49
51
００１１
x
０１０１
y
全部で４ビット
クイズ
x とy の論理積は？
論理和は？
52
００１１
x
０１０１
y
論理積 AND
０００１
００１１
０１０１
論理和 OR
０１１１
ABC 01
A 0 1 0 1 0 1 0 1
B 0 0 1 1 0 0 1 1
C 0 0 0 0 1 1 1 1
0 0 0 1 0 1 1 1
53
ANDOR
A 0 1 0 1 0 1 0 1
B 0 0 1 1 0 0 1 1
C 0 0 0 0 1 1 1 1
0 0 0 1 0 1 1 1
54
A AND B 0 0 0 1 0 0 0 1 ①
B AND C 0 0 0 0 0 0 1 1 ②
C AND A 0 0 0 0 0 1 0 1 ③
①OR ② 0 0 0 1 0 0 1 1 ④
③OR ④ 0 0 0 1 0 1 1 1
13-7
55
56
０
１
０
１
０
１
０
１
AND OR
NOT)
57
NOT
NOT(0) = 1
NOT(1) = 0
0 + 0 = 00
0 + 1 = 01
1 + 0 = 01
1 + 1 = 10
58
0 + 0 = 00
0 + 1 = 01
1 + 0 = 01
1 + 1 = 10
59
０
１
０
１
０
１
０
１
x AND y
AND((x OR y), NOT(x AND y))
AND, OR, NOT
論理演算（AND, OR, NOT）
•単純な論理演算の組み合わせ
AND, OR, NOT
•コンピュータ論理回路の組み合わせ
•
60
13-8
61
62
•
•
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
1
0
10
10
10
10
10
63
45
0
0
1
0
1
1
0
1
-45
1
1
0
1
0
0
1
1
45 + (-45)
0
0
0
0
0
0
0
0
１繰り上がる
1
２の補数では，
マイナスの数は
最上位ビットが１
•OS（オペレーティングシステム）ハードウェアソフト
ウェアインターフェイス
•プロセッサコンピュータの頭脳
•メモリ一時的にデータやプログラムを保存する場所
各バイト（8ビッ
ト）通し番号（アドレス）が割り当てられている
•16進数データを効率的に表現するための重要な概念16
0F
•文字コード文字（'A'や'0'、'!'、'あ'など）数字に置き換え
る
•論理演算AND, OR, NOTビットに関する演算情
報処理の基礎
•複数のビットに対する論理演算多数決論
理積（AND）と論理和（OR）の組み合わせ
•2の補数負の整数最上位ビットが
符号ビット0なら正または01なら負
64
技術的理解と基礎スキルの向上
OS
2
デジタルリテラシーの向上
テクノロジーへの興味の向上コンピュー
ター内部動作の理解
将来の新技術への適応力確かな基礎を理
解
65
