自由研究にパソコンの仕組みを調べてみよう!

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自由研究をする方で、パソコンの仕組みに興味がある方に向けて、今回はなぜ動くのか、それぞれの部品などの意味は何なのかということについてIT系でお仕事をしている筆者が、書いてみたいと思います。そうはいっても、ハード面ではなくプログラム面が本業ですが。個人的なことはここまでにしておき、パソコンの仕組みを知るためには、まず1つ1つの部品の意味について知らなければなりません。それをまずは知った上で、最終的なまとめとして、なぜ動くのかということを自由研究のまとめとして書いてみましょう。

パソコンはなぜ動く?

パソコンはなぜ動く?

自由研究でパソコンの仕組みを知るには部品を知ろう

さて、パソコンというのは様々な部品が集まって、1つの形になっております。それぞれにはしっかりとした意味があり、色々な解説サイトで詳しく書かれているものの、専門的すぎて何が何やらという方に向けて、自由研究でしっかりとしたことを書くためにも今回はわかりやすくをテーマにして書いております。そんなことから、多少の正確さは欠けております。ただ、完全に間違っているわけでもないのでご安心ください。技術的に書くとという意味です。また、宿題がかったるい方は丸写しOKとします。

・マウス
まずは、パソコンの仕組みを知る上で誰もが使うのがマウスです。実際に動かすと、マウスの矢印などがついてくるのは、当たり前のことですが、ちょっとの動きでも実は、内部で物凄いプログラムが動いております。今の座標はx=256、y=1024というような感じで、ほんのちょっとマウスが動くだけでも、これがパソコンの内部に書き込まれて、今どこにマウスのカーソルがあるのかといったようなことがあります。それで動いているように見えるのです。そう考えると、マウス1つでもちょっと置くが深いです。また、マウスはマウスでも、トラックボールと呼ばれる小さなスペースでも動かせるマウスや、マクロ機能がついたゲームがしやすいマウスがあります。

・キーボード
パソコンの仕組みはキーボードを知ることも重要です。考えてみると、このキーボードの上に並んでいる文字の並びには意味があるのかと思われるかもしれません。今は高速でタイピングしても、特に何の支障もなくパソコンは動きますが、昔はタイプライターというものを使っておりました。強く打ちすぎたり早く打ちすぎたりすると壊れたり、紙に穴があいたりというようなことがありました。これを回避するために、わざと分かりにくくしたというような話があります。有名な話ではありますが、これが本当なのかは実は謎に包まれたままです。

・ハードディスクドライブ
これはインターネットではHDDと略されたりもします。パソコンの仕組みを知る上で最も重要なものの1つで、ここに書いたデータだったりを保存したりする場所です。学生にもっと分かりやすく書いてみると、引き出しのようなものです。ここに色々なものを入れて管理します。また、ハードディスクにデータを書いて使える状態にすることをインストールといいます。

・メモリ
これは一時的に作業するための領域の部品です。自由研究向けにもっと分かりやすく例えるならばです。ハードディスク(引き出し)から出したデータ(物)は何かをする場合には机(メモリ)が必要です。そのためにあるのです。そして、一時的に何かを記憶したりするような機能もありますが、パソコンの仕組み上電源を切ったり、アプリを終了させたりすれば、このメモリの部分から消えます。また、メモリ不足というような言葉をスマホを使っているとよく聞くかもしれませんが、これは机の上に物が散らかりすぎということを意味しております。

・CPU
これもパソコンの仕組みを知る上では必要です。プロセッサーだったり、日本語に直せば中央演算処理装置(ちゅうおうえんざんしょりそうち)です。これはマウスやハードディスク、キーボードなどから受け取った情報を処理します。人間で言うところの脳にあたります。つまり、これの性能が低ければ、いくらメモリが充実していても、動作は遅かったりします。大人が算数をするのと、子供が算数をするのではもちろん、こなせるスピードが違います。大人になってもCPUが子供な人にはならないようにしましょう。もっとマニアックなことを解説すると、CPUの中にも実はメモリはあります。実際にはメモリとは呼ばれておらず、レジスタと呼ばれます。このあたりはプログラミングが得意な方が知っている部分です。自由研究を通して、情報系の先生に発表してみると、この部分が分からない人も多いため、勉強になったと喜ばれるかもしれません。

・マザーボード
さて、かなり難しそうな言葉が出てきました。かなり分かりやすく書いてみると、ここまで出てきた部品を乗せるところです。そして、接続してそれぞれが動くような仕組みになっております。しかし、マザーボードに何の部品を乗せてもいいというわけではなく、相性だったりがあります。この仕組みが違っていても、パソコンが動かないことになってしまうので、将来自作を考えている方は、このあたりをしっかりと勉強するようにしてください。

・電源ユニット
これは今すぐあなたでも確認できる部分にあります。デスクトップパソコンなどの裏側をよく見てみると、コンセントというよりプラグが接続されているのを確認できると思います。パソコンはもちろん電機で動くので、電源を供給するための場所です。パソコンの仕組みを知る上では当たり前かもしれませんが、念のため説明しておきました。自由研究での文字稼ぎにもなると思います。ただ、電源ユニットと呼ばれるのは分からなかったと思います。多分。

・グラフィックボード
グラフィックカードなんて呼ばれたりもします。また、最近はグラボと略されて呼ばれるのが一般的です。簡単に書いてみると、画面に文字、画像、映像、などを表示させるためのものです。特にゲームに興味がない方は、あまり必要はありませんが、ゲームを楽しむ場合にはこれが必要だったりもします。それじゃあ、無くてもいいのかと問われるとそうでもありません。これらがないと、画面が物凄い見たこと内容なストレスを感じるような動きをします。かなり動きが遅い時のパソコンを想像してくれるとわかりやすいと思います。自由研究を通して、実際に見方を教えたいところですが、大人が居るようなところで試すことをおすすめします。感電の可能性があったり、静電気で壊れることもあります。

・ヒートシンク
パソコンが動いている以上は熱が発生してしまいます。その熱を逃すための仕組みです。パソコンをあけてみるとグラボやCPUなどに主に鉄の板が何枚も等間隔で置かれたものがありますが、まさにそれがヒートシンクです。本当にこんなので冷めるのかと思うかもしれませんが、熱々のご飯の上にヒートシンクを置いて、覚ますのと、そのまま覚ますとでは違いがあります。冗談と思われるかもしれませんが、本当です。

・ファン
これらはCPUだったり、電源ユニットだったり、グラボなどに取り付けられております。パソコンは基本的に仕組み上、熱を発して暑がりなので、冷やしてあげることが必要です。そのため、パソコンを起動すると風が出てきたりするのです。また、パソコンと共に暮らしているような方は、ファンの音がうるさく感じることもあります。それによって、ファンではなく水だったり油だったりを利用する、水冷PC、油冷PCと呼ばれるものも出てきております。実際にどれを見てみても、特に男の子ならばカッコイイと思うかもしれません。筆者は男の子というよりおっさんですが、カッコイイと思っております。自由研究がてら、検索してみてください。

自由研究のパソコンの仕組みまとめ

で、結局なんで動くのということですが、これらが1つ1つ組み合わさっているから動くのです。どれか1つでも無くなると、壊れたり動かなかったり、そもそも起動しなかったりします。人間も同じです。頭や腕や足などがあって、色々な行動ができますが、1つでも無くなると普通に物事はこなせないということまでもないですが、難しくなったりします。もちろん、場合によっては動かなくなることだってあります。それと同じことなのです。これらを通して、パソコンの仕組みや、なぜ動くのかということが、自由研究で分かったかと思います。このあたりをまとめとして、自由研究を仕上げてみてください。

また、ここに書いたのはハード面でのお話です。実際に中ではプログラムが動いて動きます。そのプログラムというのは、人間で例えてみると、教えられることです。例えば、今どうやってあなたは足し算ができるのでしょうか。それは、親や先生に教えられたからです。教えられたとおりに動くものをプログラムと呼びます。このあたりは書いているとややこしくなってしまうため、過去に書いた自由研究でのプログラミングなどのカテゴリを参考にしてください。筆者の得意分野です。


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