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【当ブログ管理人からのお知らせ】


誰にでもパソコン」は、日頃パソコンを御使いの中でのちょっとしたお困り事を解決する、訪問型パソコンサービス  です。

パソコン教室、カルチャースクールでパソコン講師を務めた経験のある当ブログ管理人が御客様の元へ御伺いし、以下の3つのサービスでパソコンのお困り事にお応えします。

サービスエリアは、東京都(伊豆七島は除く)及び神奈川県です。

 サービス1<パソコン設定サービス>
 パソコンの初期化やインターネットの接続、プリンターの接続など、面倒で手間が掛かる作業を行います。

 サービス2<ピンポイントレクチャー>
 ”こんな事だけ知りたい”と言うピンポイントな御要望についてレクチャー致します。
<一例>
パソコンについてここだけを知りたい
ワード・エクセルは使った事が無いが簡単な文書や集計表を作る方法だけを知りたい
デジカメ写真をDVDに保存する方法を知りたい」

 サービス3<訪問パソコンレッスン>
 パソコンやワード、エクセル、パワーポイント、アクセス等についてマンツーマンでレクチャー致します。

 パソコン教室の様に授業回数や期限は設けず、御納得頂けるまで対応致します。


誰にでもパソコン」の詳細は、こちらのWebサイトを御覧下さい。
当ブログ管理人プロフィールも掲載しております)


御問い合わせ先は以下の通りです!

・御問い合わせ電話:070-4819-3682(荒井 迄)
・御問い合わせメール:darenidemo.gmail.com
・御問い合わせメールフォーム:こちら


【パソコン/ITの仕組み】:影武者が動いている!?~パソコン・スマートフォンのソフト・アプリの不思議!~(前編)

最近のノートパソコンには、購入した段階でワードやエクセル、電子辞書、ゲームなど、色々なソフトが沢山入っていますね。

そして、これらのソフトはパソコンのハードディスクに入っています。

さて、デスクトップ上のアイコンやファイル名をダブルクリックするとソフトが動きますが、この時、ハードディスク内のソフトが動いていると思いますか?

答えはNo。

実は私たちがソフトを動かす時に、ハードディスク内のソフトウェアがRAMと呼ばれるメモリーにコピーされて動くのです。

これはスマートフォンでも同じです。

スマートフォンの場合はアイコンをタップした時に、フラッシュメモリー内のアプリがRAMにコピーされて動くのです。

つまり、普段私たちがパソコン上で動かしているソフトやスマートフォンのアプリの正体は影武者だったのです。

では何故、ハードディスク内のソフトウェアを動かさず、わざわざRAMにコピーするのでしょうか?

今回と次回は、この謎についてお話しします。

前半となります今回は、デジタル製品の基本的な仕組みである「データの記憶」と「データを記憶するメモリーの種類と特徴」、そして「パソコンやスマートフォンのソフトやアプリが動くまでの仕組み」についてお話しします。

それでは、続きをどうぞ!
【データは記憶により活かされる】

本題のお話しに入る前に、先ずは記憶とは何かについて考えてみましょう。

学生時代、中間試験や期末試験の前夜、睡魔と闘いながら机に向かって一夜漬けで完徹したと言う経験はありませんか?

日頃の不勉強もこの時ばかりは猛省し、明日の試験に備えて英単語や数学の公式を頭に叩き込む。

しかし、試験が終わってホッとすれば昨夜の猛省はどこへやら。

その上、徹夜で覚えた事は綺麗さっぱりと忘れてしまい、既に頭の中は好きな趣味に没頭したいと言う思いでいっぱい。

学生時代に誰もが経験する情景ですが、この時、脳は徹夜で必死に覚えた英単語や数学の公式、更に不勉強を猛省した事はもう必要ないと判断して記憶を消去したのです。

これに対して、趣味で身に付けた知識や経験、能力などは、本人が興味を失なったり、脳がもう必要な情報では無いと判断しない限り、長い間、脳の中で記憶し続けるのです。

また、本能や性格、身体的特徴、性別、生理反応、細胞の再生、呼吸、睡眠、死への恐怖、高所の恐怖など、私たちが生きて行くのに必要な情報はDNAに遺伝情報として記憶されています。

この様に、私たちが目や鼻、耳、舌、皮膚から取り込む五感の情報や遺伝情報は、脳に記憶される事で活かされ、日常生活を円滑に送る事が出来るのです。

そしてこの事は、パソコンやスマートフォン、IT家電、IoT家電などのデジタル機器でも同じ事。

様々なデータがメモリーと呼ぶ半導体部品に記憶される事で活かされ、デジタル機器を正しく動かす為の指標とする事が出来るのです。

徹夜明けの野望


【データの種類により異なる記憶場所】

さて、脳に記憶されるデータと一言で言っても記憶される長さによって色々あります。

1つ目は一夜漬けの勉強や昨日の夕食の内容の様に「一時的に記憶されるデータ」。

2つ目は経験や能力、知識の様に「長く記憶されるデータ」。

3つ目はDNAの遺伝情報の様に「半永久的に記憶されるデータ」。

一時的に記憶されるデータは「海馬」と呼ばれる領域に記憶され、長く記憶されるデータは「大脳皮質」と呼ばれる領域に記憶され、半永久的に記憶されるデータは言うまでも無く「DNA」に記憶されています。

そして、デジタル機器の中を行き交うデータにも、同じく3種類のデータがあり、記憶される場所(メモリー)が異なるのです。

では、この事をデジタル機器の基本的な仕組みを通して見て行きましょう。

下のイラストは、パソコンやスマートフォン、IT家電やIoT家電などに共通する、デジタル機器の基本的な部分を示したものです。

この中で、RAMやROM、フラッシュメモリーは、データを記憶する「メモリー」と呼ぶ半導体部品です。

そして、3種類のデータはそれぞれ異なる種類のメモリーに記憶されます。

先ずは3種類のメモリーの特徴を見てみましょう。

RAM:

-特徴-
記憶したデータを新しいデータに書き換える事が出来ます。
電気の供給をやめると記憶したデータが消えます。
人間の組織に例えると、短期的な情報を記憶する、脳内の「海馬」に相当します。

-用途-
データの書き換えが可能な特徴を活かし、マウスカーソルの位置やキーボードから入力した文字、ブルーレイレコーダーのリモコン操作など、外部から入れ代わり立ち代わり入って来る新しいデータを一時的に記憶するのに適したメモリーです。


ROM:

-特徴-
一度記憶したデータは新しいデータに書き換える事が出来ません。
電気の供給をやめても記憶したデータは消えません。
人体の組織に例えると、遺伝子情報を記憶するDNAに相当します。

-用途-
一度記憶したデータは書き換える事が出来ないと言う特徴を活かし、ソフトやアプリの様な書き換わる事が無いデータの記憶に適したメモリーです。


フラッシュメモリー:

-特徴-
新しいデータへ書き換えが可能です。
電気の供給をやめても記憶したデータは消えません。
人体の組織に例えると、長期的な情報を記憶する、脳内の「大脳皮質」に相当します。

-用途-
データの書き換えが可能で、電気の供給をやめても記憶したデータが消えないと言う、ROMとRAMの特徴を併せ持っている為に、ブルーレイレコーダーの番組予約情報やスマートホンのアプリなど、書き換えの可能性があるデータを長期間記憶する用途に適しています。


では、ブルーレイレコーダーの仕組みを例としたデジタル製品の基本的な仕組みについてお話ししながら、3種類のデータがメモリに記憶された後、どの様にして利用されるかを見てみましょう。


ブルーレイレコーダーの場合、RAMには再生や停止、録画、チャンネル切り替えなど、リモコンから操作した内容がデータとして一時的に記憶されます。

また、フラッシュメモリーには録画予約情報が記憶されます。

そして、ROMにはブルーレイレコーダ全般の動作を指示する制御プログラムが記憶されています。

下のイラストの中で、CPUはデジタル機器の動作を司る部品で、RAMやフラッシュメモリーに記憶されているデータを読み、ROMに記憶されている制御プログラムの指示に従ってデジタル機器を動かす役目が有ります。

云わばCPUは人体の組織に例えると、計算や理論的な思考を司る、脳の「左脳」に相当します。

CPUは、ROM内の「予約開始時間になったら録画を開始せよ」と言うプログラムの指示を受けて、現在時刻と予約開始時間が同じになったタイミングで録画を開始します。

更にCPUは、ROM内の「予約終了時間になったら録画を終了せよ」と言うプログラムの指示を受けて、現在時刻と予約終了時間が同じになったら録画を終了します。

また、録画中にリモコンから録画停止のボタンを押したと言うデータがRAMに記憶された場合、CPUはROM内の「録画停止ボタンが押されたら録画を停止せよ」と言うプラグラムの指示を受けて録画を停止します。

この様にデジタル機器と言うのは人間の脳と同じく、データが記憶される事で初めてデータとしての価値を持ち、デジタル機器全体の動作が滞りなく動く事が出来るのです。

そして、それぞれのデータは、先程お話ししました3種類のデータ別にRAMやROM、フラッシュメモリーと言う異なるメモリーに記憶されるのです。

IT機器の仕組み

【RAMがROMの代わりに働くパソコン・スマートフォンの世界】

先程はソフトやアプリの様な書き換わる事が無いデータはROMに保存されるとお話ししましたが、パソコンやスマートフォンの場合はソフトやアプリはROMに記憶されず、RAMに記憶されるのです。

その理由は、パソコンやスマートフォンで動かすソフトやアプリは1つでは無く、色々ある為です。

例えばパソコンの場合、ある時はワードで文書を作ったり、また別の時はブラウザでWebサイトを見たり、ゲームで遊んだりします。

またスマートフォンの場合、ある時はゲームアプリで遊んだり、また別の時はSNSアプリで情報発信したり、音楽再生アプリで音楽を聴いたりします。

では、もしパソコンやスマートフォンで動かすソフトやアプリがROMに入っていたらどうなるでしょうか?

その場合、ROMに入っているソフトやプリしか動かせないと言う事になってしまいます。

更にROMに入っているソフトやアプリの更新(バージョンアップ)も出来なくなってしまいます。

この様にパソコンやスマートフォンの場合、CPUから見るとソフトやアプリは固定したデータでは無く、常に入れ替わるデータとなる為にROMでは無くRAMに保存されるのです。

所でRAMに記憶される前、つまりソフトを動かす前はソフトやアプリはどこに保存されているのでしょうか?

それはパソコンの場合はハードディスクで、スマートフォンの場合はフラッシュメモリーです。

先程はソフトやアプリはRAMに記憶されるとお話ししましたが、正確には「ソフトやアプリのコピー」がRAMにコピーされるのです。

では何故、ハードディスクやフラッシュメモリーのソフトやアプリをRAMに移動しないでコピーするのでしょうか?

それは先程お話ししました様に、RAMは電気の供給をやめてしまうと、瞬間的に記憶していたデータを消去する特徴がある為です。

もし、ハードディスクやフラッシュメモリー上のソフトやアプリをRAMに移動したら、パソコンやスマートフォンの電源を切った瞬間にRAMに記憶されていたソフトやアプリは消えてしまいます。

それなら電源を切る前にRAMにコピーされているソフトやアプリをハードディスクやフラッシュメモリーに戻せば良いのでは?と思われるかもしれませんが、コピーならばソフトやアプリを戻す手間が無く、二度手間を省ける訳です。

プログラムのデータ処理の流れ(パソコン編)
プログラムのデータ処理の流れ(スマホ編)

今回お話ししました様に、IT機器にとってデータはメモリーに記憶されて初めて利用する事が出来、メモリーと言うのはIT機器の動作には無くてはならない存在なのです。

また、パソコンやスマートフォンでは、ソフトやアプリがROMに記憶されるのでは無く、コピーがRAMに記憶されると言う事は、色々なソフトやアプリを動かす為の実に巧妙な仕組みであると言えるでしょう。

さて次回は、今回のテーマである「ソフトやアプリはハードディスクやフラッシュメモリーから動かす事は出来ないのか?」についてお話しします。

また、ハードディスクにRAMの肩代わりをさせる「スワップ」と言う機能についてもお話しします。

お楽しみに!
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[ 2018/06/08 18:23 ] パソコン/ITの仕組み | TB(0) | CM(0)

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