ソフトウェアの仕組み
授業の後に 15 分。要点を読み、5 問で確かめ、一つ書く。最後に自分の探究へつなぐ
15分 ｜ ひとりで、端末で授業で確かめた答えと比べる
- プログラム内蔵方式: 命令もデータも同じ記憶装置（メモリ）に置き、CPU が番地を進めて順に読んで実行する。命令とデータは同じ 0 と 1 で、どう読むかは CPU が決める
- CPU の動きは「命令を読む → 解読する → 実行する → 次の番地へ」の繰り返しだけ。それを 1 秒に数十億回繰り返す（クロック）。命令の並びを変えれば、同じ機械で別の仕事ができる
- 人は機械語を直接書かない。プログラミング言語（Python など）で書いたソースコードを、機械語（0 と 1）に翻訳して CPU が実行する。人の言葉と違って、曖昧さは書けない
- CPUは頭脳（速さ。クロック周波数とコア数）、メモリは机の広さ（作業中のものを置く。電源を切ると消える）、ストレージは引き出し（写真やアプリをしまう。消えない）
- プログラムはストレージからメモリに読み込まれ、CPU がメモリから 1 命令ずつ読む
授業の小さな CPU が「7 + 5 を表示する」までに実行した 4 つの命令を、番地の順に言葉で書く。最後に「CPU がしていたのは何の繰り返しか」を 1 文で足す。
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例: 0 番地で 4 番地の 7 を A に読む。1 番地で 5 番地の 5 を A に足して 12 にする。2 番地で A を出力する。3 番地で止まる。CPU がしていたのは「番地を 1 つ進めて、命令を読んで、実行する」の繰り返しだけ。
探究で「作業を機械に任せる」とき、機械は 1 命令ずつしか動かない。人なら「いい感じにまとめて」で通じることも、機械には「1 番目を読む、2 番目を足す、結果を出す」と 1 手ずつ書く必要がある。自分の作業を 1 手ずつに分けて書けるかどうかが、任せられるかどうかの分かれ目になる。
- 自分の探究で、毎回同じ手順で繰り返している作業は何か。それを「読む・計算する・出す」の 1 手ずつに分けて書けるか
- その手順の中で、「ここは人が判断している」と気づく場所はどこか
ここに書いたメモは 探究ノート に集まる。総合的な探究の時間のテーマ決めや、調べ方を考えるときに開く。まだテーマが決まっていなくても書ける。いま気になっていることを一つ思い浮かべて、そこに当てはめてみる
次回は「演算の仕組みとコンピュータの限界」。今日、CPU には ADD（足す）という命令があった。では CPU の中で、足し算はどう行われているのか。答えは電気のスイッチの組み合わせ。その足し算が 0.1 + 0.2 を間違えることを、自分の端末で確かめる。
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