コンピュータの基礎知識/Webとネットワークの基礎知識【復習メモ】

急に、冷え込んできた。

まあ体中が分厚い皮下脂肪に覆われている超絶汗っかきのボクとしては、これほどうれしいことはない。

日記ということではあるけれども、一月ほど研修が続くので、しばらくは講義で学んだことを自分の言葉でアウトプットしていこうと思う。

なるべく初学者でもわかりやすいようにまとめるが、あくまで自分の復習用なので悪しからず。

コンピュータの5大機能

コンピュータには、大きくわけて5つの機能がある。

入力機能

キーボードやマウス、センサーによって機能する。

出力機能

モニターやスピーカー、プリンタによって機能する。

記憶機能

メモリによる一次記憶と、HDやフロッピーディスクによる二次記憶にわけられる。電気信号の変化を記憶する一次記憶は、記憶の速度は速く壊れにくいが、記憶は一時的で、静電気でショートする可能性がある。

物理的に記憶する二次記憶は、長期的に記憶することが可能だが、メモリに比べると書き込みと読み込みの速度が遅く、劣化したり壊れやすい特徴がある。

演算機能

0と1の電気信号を使ってCPU(Central Processing Unit)で処理をする。このため、コンピュータは処理は速いが頭がいいわけではない。

制御機能

CPUや、CPUが載っているマザーボード(基盤)でコンピュータ全体の統括をする。

この5つの機能を備えているのがコンピュータなので、パソコンに限らず、ゲーム機やスマホ、カーナビ、家電、改札機などもコンピュータと言える。

ハードウェアとソフトウェア

コンピュータを動かす装置は、ハードウェアとソフトウェアに分けられる。キーボードやディスプレイ、マウスなど目に見える物がハードウェアで、WindowsやLinuxなどのOSやWord、Excelなどのソフトなど、手に触れることができず、ハードウェアによって間接的に実行される物がソフトウェアである。

DVDプレーヤーでもフィルムでもクラウドでも同じ映画が観られるように、入れ物(メディア=媒体)が変わっても中身は同じである。映画を観るという行為は、ハードウェアを通じてソフトウェアの中身を観ていると言える。

OSとアプリケーション

OSとは、コンピュータを動作させるための基本ソフトのことで、WindowsOSやMacOS、Linuxなどがこれにあたる。

アプリケーションとは、OS上で動くシステムのことで、WordやExcel、Outlookなどのソフトウェアがこれにあたる。

アプリケーションはOSの上で同時に複数起動することができるが、OSは基本的に1つしか動かすことができない。

OSやアプリケーションには互換性があるが、これはあくまで親切心で保証されたものではないので、種類だけでなくバージョンも知っておく必要がある。

周辺機器とドライバ

コンピュータのハードウェアには本体と周辺機器があり、本体以外のモニターやキーボード、マウス、プリンタなどはすべて周辺機器である。

ドライバには、コンピュータを使えるようにするためのプログラム(=ドライバ)と、コンピュータを使いやすくするためのアプリケーション(=ユーティリティ)がある。ドライバはコンピュータの説明書のようなもので、マシン語で書かれているため人間には読めないが、コンピュータはこれを記憶することができる。

拡張子

WordExcelなどのアプリケーションや、ドライバ、OSなどのソフトウェアなど、すべてのファイルの種類を分類しているものを拡張子という。

拡張子を変更するとファイルの種類が変わるため、アプリケーションがファイルを読み込めなくなってしまう。

ファイル名は通常、誤って変更されるのを防ぐために非表示になっているが、設定によって表示することもできる。

拡張子は、.(ドット) + 3〜4文字の英字で表される。

たとえば、

.exe(エグゼ) プログラムを実行するためのファイル
.jpg(ジェーペグ) 画像ファイル
.bmp(ビットマップ) 画像ファイル
.gif(ジフ) 画像ファイル
.avi(エーブイアイ) 動画ファイル
.mpg(エムペグ) 動画ファイル
.html(エイチティーエムエル) ウェブページを表示するファイル
.txt (テキスト) テキストファイル

などがある。

.exeはプログラムの実行ファイルで、コンピュータウイルスもこのファイル形式になっているため、メールなどに添付されている際にはむやみに開かないよう十分に注意する必要がある。

コンピュータネットワークの目的と歴史

コンピュータネットワークには4つの目的がある。

1 ハードウェア、ソフトウェア、データ等資源の共用
2 情報伝達と処理
3 分散処理による負荷の分散
4 リアルタイム性の向上

コンピュータネットワークは時代と共に進化してきた。

1960年代 1台のホストコンピュータで複数の端末をつないでいた
1970年代 電話回線を利用したネットワークが普及する
1980年代 LAN(ローカルエリアネットワーク)が導入される
1990年代 ISDNや無線LAN、WiMAX、NFC、赤外線など、公共回線が充実する

bitとByte

bit 0と1で表現されたデータ
Byte bit8個を1セットにしたデータで256通りの表現ができる

1B=1B
1000B=1KB
1,000,000B=1MB
1,000,000,000B=1GB
1,000,000,000,000B=1TB

※厳密には1KB =1024B(2の10乗でコンピュータにとってはキレイな数字)

情報量の目安として、新聞1枚で約50KB、写真1枚で2MB、CD-ROM1枚で700MB、DVD-ROM1枚で5GBの容量がある。

LAN

LAN(ローカルエリアネットワーク)は、情報の共有や伝達、リアルタイム性に優れたネットワークである。

LANにはクライアントとサーバーが独立したクライアント・サーバーシステムと、お互いがクライアント・サーバー両方の役割を持つピア・ツー・ピアシステムがある。

LANの接続形態(=トポロジー)

バス型(物理トポロジー)

リング型(論理トポロジー)

スター型(物理トポロジー)

ループ型(論理トポロジー)

トポロジーは、物理と論理の両方がきちんと設定されていないとネットワークにつながらない。

実際の現場では、スター型とリング型の組み合わせで接続されることが多い。

複数のスター型接続をつなぐことをカスケード接続という。

プロトコル

コンピュータには、情報通信を円滑に行うために、さまざまなプロトコル(ルール)が定められている。

OSI参照モデル

ISO(国際標準化機構)によって定められた開放型システム間接続のプロトコル。7層にわかれていて、どのようなシステムでも使えるようになっている。

レイヤ7 アプリケーション層
レイヤ6 プレゼンテーション層
レイヤ5 セッション層
レイヤ4 トランスポート層
レイヤ3 ネットワーク層
レイヤ2 データリンク層
レイヤ1 物理層

FTP

ファイルを転送するためのプロトコル。

HTTP

Webコンテンツを表示するためのプロトコル。

SMTP/POP3

メールを送信するためのプロトコル。
SMTPで相手のサーバーまで送信し、POP3でメールサーバのメールを取り出す。

DNS

ドメイン名や電子メールアドレスを、IPアドレスに変換するプロトコル。

DHCP

IPアドレスを自動設定するためのプロトコル。

SNMP

ネットワーク管理機器(SNMPマネージャ)とネットワーク機器(SNMPクライアント)をつなぐためのプロトコル。

TCP/IP

現在のインターネットで広く使われるプロトコル。

アプリケーション層(レイヤ5,6,7)
トランスポート層(レイヤ4)
インターネット層(レイヤ3)
ネットワークインターフェイス層(レイヤ1,2)

TCP/UDP

トランスポート層で使われる。TCPは固定的通信路のプロトコル、UDPはパケットで高速通信をするプロトコル。

ポート番号

データをどのアプリケーションに届けるかを規定する番号。

0〜65535番まである。

MACアドレスとIPアドレス

MACアドレス(物理アドレス)

機器のインターフェイス(LANケーブルを挿す部分)につけられた固有の番号で、世界に1つだけ存在する。

IPアドレス(論理アドレス)

ネットワーク上のコンピュータを識別するための番号で、随時変更することができる。

IPアドレスはコンピュータのためのアドレスで、これをアルファベットに置き換えた人間のためのアドレスをドメインと言う。

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