RareTECH受講生ブログ

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【初級編】コンピュータの3要素

こんにちは。諒です。

IT経験は、一応4年目くらいです。
「2021年5月23日 授業テーマ:コンピュータ基礎と歴史」について書きます。

コンピュータ基礎と歴史

この記事を読むと以下の点がわかるようになります。

  • オンプレミス↔クラウド
  • PC↔Server
  • PCを構成する3つのパーツ
  • ハイパーバイザー
  • RAID
  • NAS/SAN

それでは、内容に入っていきましょう。

オンプレミス↔クラウド

オンプレミスとクラウドの違いについて、皆さんは説明できますか?
どちらもコンピュータであることには変わりないですが、この2つには以下のような違いがあります。

  • オンプレミス -> 物理的に存在するPCまたはサーバーのこと
  • クラウド -> 仮想的に存在する、自分の目には見えないPCまたはサーバーのこと

クラウドは、自分の目では確認できない場所に存在しているサーバーなどの設備を遠隔で操作することが出来るものです。
また、クラウドサービスはサービス形態のことを指し、利用者は各企業の提供している様々なサービスを手軽に利用することが出来ます。

近年では多くのクラウドサービスが存在していますが、その中でも特にAWSGCP, Azureというクラウドサービスは、世界中の方に使用されています。 皆さんの身近に存在するOffice365はSoftware as a Service(SaaS)という形でクラウドサービスとして提供されており、PCやモバイルなどのブラウザ上から気軽にいつでもWordやExcelを使うことが出来ます。
また、仮想サーバーを提供するEC2やGCEなどのクラウドサービスも、今後ITに関する学習をしていく際に触れる機会があるかもしれません。

PC↔Server

『PCとServerの違いって何だと思いますか?』
講師の質問に対して、生徒からいろんな答えが返ってきました。

  • 電話の母機と子機
  • サービスを提供するのと授受するの
  • 言われてみると説明できない

初心者に分かりやすく説明すると、以下のような違いになるそうです。

  • PC -> 個人用
  • Server -> 企業用

実際のところ、PCもServerも用途が違うだけで構成している要素は同じです。
ここでいう用途とは

  • PCは個人がサイトを閲覧したり、Youtubeを観るために使う
  • Serverは企業がサイトを運営したり、サイトに登録した顧客情報を管理するために使う

などのことを指します。
用途の違いが理解できたところで、PCとServerで同じと書いた構成要素に話題を移します。

PCを構成する3つのパーツ

  • CPU
  • メモリ(RAM)
  • ストレージ

以上の3つがPCおよびServerを構成する要素です。
それぞれについて授業の振り返りをしつつ、説明をします。

CPU

https://images.unsplash.com/photo-1555616635-96c8fef588c1?ixid=MnwxMjA3fDB8MHxwaG90by1wYWdlfHx8fGVufDB8fHx8&ixlib=rb-1.2.1&auto=format&fit=crop&w=1050&q=80 CPUとは、人間で言う所の頭脳に当たる部分です。
頭脳が良ければ処理も高速になります。
これは、一般によく言われることですね。
CPUと言えば、少し前に「インテル、入ってる?」というCMをよく見かけました。
あれは実際に存在しているIntelという企業のCMで、Intelは世界的に有名な
CPUメーカーです。WindowsのPCにもMacにも搭載されています。
しかし、最近ではIntel以外にもいくつかCPUメーカーとして名を上げているメーカーがあります。

CPUの機能は超高速で振動することによって電圧の強弱を変化させ、それによって
いろんな様々な命令を実行することができます。
1秒あたりに振動できる回数のことをHz(ヘルツ)という単位で表現します。
私のPCは2.90GHzなので、1秒あたり2900000000(29億)回振動することができます。
命令はこの振動によって制御されるので、振動数が多ければ多いほど
短時間に沢山の命令を処理することが可能になります。
ちなみに、振動する部品のことを水晶振動子というそうです。 正直知りませんでした。

余談ですが、CPUで焼肉を焼いたという事例を紹介します。
CPUはすごく熱を持ちやすく、以下の動画はその熱を利用して黒毛和牛を焼いたものです。

CPUで焼肉してみた! BBQ on AMD CPU (Meatsink)

メモリ(RAM)

https://cdn.pixabay.com/photo/2012/03/01/01/14/chips-20072_1280.jpg メモリはいわゆる通称のことで、正式名称を
Random Access Memoryと言います。
よく例えられるものとして、作業机の広さと言われます。
自分が机の上で作業をする際、広い方が同時に様々なことに取り組むことが出来ます。 メモリもそのようなイメージです。
メモリはPC上でExcelを開くときやメールをチェックするときなど常に使われる作業机です。
口述するストレージからデータを読み込むとき、アプリを起動するときなど
必ず作業机であるメモリに載せてからCPUでいろんな命令を下します。
ストレージからデータを直接読むのはCPUに取ってストレージの動作が劇的に遅いので、
ストレージよりは早いメモリにすぐに使いたいデータをいったん保持しておきます。

ストレージ

https://images.unsplash.com/photo-1531492746076-161ca9bcad58?ixlib=rb-1.2.1&ixid=MnwxMjA3fDB8MHxwaG90by1wYWdlfHx8fGVufDB8fHx8&auto=format&fit=crop&w=1267&q=80 先ほども出てきたストレージについてです。
これは机に関連するもので例えるなら、本棚に相当します。
沢山のデータを保存しておけるものとなっています。
沢山のデータを保存しておけるのですが、本棚から目的の本をさがすのに
少し手間がかかるのと同様に、ストレージからデータを読みだすのも少し時間がかかります。
そのため、一度使ったデータはメモリ上に保持されて、また使うときには
ストレージから読みだすよりも早い速度で使うことができます。

ハイパーバイザー

PCやServerを仮想化する技術のことを指します。
VMwareやVirtual Boxが有名です。

RAID

  • RAID0:冗長性ゼロデータへのアクセスは早い。ストライピング。
  • RAID1:冗長性高い。ミラーリング
  • RAID5:ストライピングしつつデータ復旧性も持たせたもの。
  • RAID10:RAID1とRAID0の融合版。最低でもストレージが4台必要。

NAS/SAN

正式名称はNetwork Attached Storageで、ネットワーク上に存在しているハードディスクのことを指します。 ネットワーク上にハードディスクを設置することにより、様々なデバイスでハードディスク内のデータを共有出来るようになります。



以上で「コンピュータ基礎の振り返り」の内容は終了です。
こうしてアウトプットすることで、とても良い復習になりました。
また元気と余裕があるときにブログを書きたいと思います。

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