社内勉強会用

1. コンピューターって
どう動いているの？
2020/06/08 たなかひかる
Holyday技術基礎勉強会

2. 今日のお話
・コンピューターって何？
・ハードな話
・ソフトな話
・質疑応答

3. そもそもコンピューターって何？

4. そもそもコンピューターって何？
困った時のwikipedia
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%B3%E3%83%B3%E3%83%94%E3%83%A5%E3%83%BC%E3%82%BF
コンピュータ（英: computer）は、主にトランジスタを含む電子回路を応用し、数値計算、情報処理、デー
タ処理、文書作成、動画編集、遊戯など、複雑な（広義の）計算を高速・大量におこなうことを目的として
開発された機械である。

5. そもそもコンピューターって何？
コンピューター
サーバー
パソコン

6. コンピューターは何で構成されているの？
コンピューターでは演算を行うために以下の要素が組み込まれていることが多い
・CPU(演算処理装置)
・HDD/SSD(不揮発性記憶媒体)
・メモリ(揮発性記憶媒体)
・入力装置(キーボード/マウス等)
・出力装置(ディスプレイ等)
・電源装置

7. コンピューターは何で構成されているの？
コンピューターでは演算を行うために以下の要素が組み込まれていることが多い
・CPU(演算処理装置)
・HDD/SSD(不揮発性記憶媒体)
・メモリ(揮発性記憶媒体)
・入力装置(キーボード/マウス等)
・出力装置(ディスプレイ等)
・電源装置
今日は上の3つの関係性に焦点を当ててお話をしていきます

8. 基本的なお仕事の流れ

9. HDD/SSDのお仕事

10. CPUのお仕事

11. メモリのお仕事

12. 基本的なお仕事の流れの振り返り

13. 記憶媒体の差について
お名前 電源を落とすと
データが消える
読み書きの速さ お値段
HDD × × ◎
SSD × 〇 〇
メモリ 〇 ◎ ×
※但し値段については近況では一概に言えない状況にある

14. ここまでがハードなお話
ここからソフトなお話

15. コンピューターは人間ほど賢く無い？！
コンピューターは0と1でお仕事をしています
そのため、0と1で判断出来ないものについてとても弱いです
プログラムを書く上では常に「Closed Question」を意識しなければなりません

16. コンピューターは
人の書いたプログラムを読めない？！
コンピューターは0と1でお仕事をしています
そのため、実行するプログラムは0と1で表現されたバイナリデータの必要があります
プログラムファイルは人が読める形で書かれるためバイナリデータではありません

17. プログラム言語をマシン語に変換する
プログラマーが書いた「プログラム言語」は
OSが実行出来る形式「マシン語」に変換する必要がある
・プログラム言語を読みながら変換しつつ実行する
・事前に変換しておいて実行ファイルを作っておく
・どのOSでも実行出来る中間ファイルを作っておく

18. インタプリタ言語
実行ファイルがプログラム言語を読み込みながら実行出来る形式に変換しつつ実行する
主な言語
・PHP
・nodejs
・Ruby
・Python
・etc...

19. コンパイル言語
プログラムファイルを事前にマシン語へ変換(コンパイル)して実行ファイルを生成し
実行ファイルを実行する
主な言語
・C
・C#
・C++
・Objective-C
・Go
・etc...

20. VM系言語
プログラムファイルをVMが実行出来る形式へ変換(コンパイル)して実行ファイルを生成し
実行ファイルをVM上で実行する
主な言語
・Java
・Scaler
・Hack
・etc...

21. 言語の実行方法による差
実行までの早さ 実行速度 プログラム上の
制約の少なさ
実行環境の多さ
インタプリタ言語 ◎ × ◎ △
コンパイル言語 × ◎ × △
VM系言語 × 〇 × ◎

22. プロセスとスレッド
凄く雑に説明すると
・プロセスはCPUに直接命令するプログラムの実行単位
・スレッドはプロセスに複数ぶら下がってプログラムを実行する単位
になります

23. マルチプロセスって？
プロセスはCPUに対して原則1つの仕事しか依頼できません
そのためメインプロセス(親プロセス)が複数のサブプロセスを持つ事によって
並列してたくさんの仕事を捌く方法です

24. マルチスレッドって？
プロセスはCPUに対して原則1つの仕事しか依頼できません
そのためメインプロセス(親プロセス)が複数のスレッドを持つ事によって
並列してたくさんの仕事を捌く方法です

25. マルチスレッドって？
プロセスはCPUに対して原則1つの仕事しか依頼できません
そのためメインプロセス(親プロセス)が複数のスレッドを持つ事によって
並列してたくさんの仕事を捌く方法です
但しスレッドはプロセスで確保したメモリを他のスレッドと共有することがあります
(スレッドセーフではない状態)

26. マルチスレッドって？
プロセスはCPUに対して原則1つの仕事しか依頼できません
そのためメインプロセス(親プロセス)が複数のスレッドを持つ事によって
並列してたくさんの仕事を捌く方法です
但しスレッドはプロセスで確保したメモリを他のスレッドと共有することがあります
(スレッドセーフではない状態)

27. プロセスとスレッドの注意点
プロセスはスレッドと比べて起動と終了の負荷が高い
プロセスを実行しているのはCPUなので
プロセスの実行数はCPUのCore数を超えない方が効率が良い
スレッドはプロセス内でメモリを共有する事がある(プログラムによる)

28. ちなみに・・・
最近のwebブラウザはマルチプロセス形式が取られている事が多く
その点に置いて悪名高き有名なGoogleChromeは大量の子プロセスを発生させます
PCの動作が重くなった時にはプロセス数の制限をかけたり
不要な実行プロセスを削除するなどの対応をしましょう

29. 質疑応答