本記事では、Python を学ぶ以前にやるべきこと、という内容で解説していきます。本記事からプログラミングを始めた、という方は、こちらのサイトを参考にしてください。
プログラミング以前の話
まず、プログラミングを学ぶ前に、パソコンについて勉強しましょう。
プログラミングの勉強をしているのに、なぜパソコンを学ぶのか？？？という方が大半かと思います。なぜパソコンからやるのか。それはプログラミングは、パソコンを動かすための手段の一つだからです。
まず当たり前の話ではありますが、パソコンは自分 1 人で動くことはできません。買ったばかりのパソコンが、急に起動したり、文字を書いたりし始めませんよね？(もしこのようなことが起こるなら、ハッキングされてたり、不良品の可能性が高いので、修理や買い替えをお勧めしますが。。。)
いまあなたが見ているパソコン・スマートフォンは、キーボードの入力後に表示する文字、マウスの位置、タッチした場所など、これらすべてがプログラムされたものを基に機能させています。
またパソコンは様々な部品から構成されています。
プログラミングでは、パソコンのどの部品にどのような作業をさせるのかを明確に定義する必要があります。また後述しますが、パソコンが読み取れるように、精確に文字の定義を行う必要があります。
これらを踏まえたうえで、 1 つ言わなければならないことがあります。Python はこれらの機能を記載しなくても、プログラミングを行うことが可能です。
これは機能の点では優秀ですが、学習の点では不利になる点があります。なぜなら、何をやってはいけないかを理解する機会が減るからです。説明書を見ずに、掃除用洗剤を混ぜ合わせるくらい危険なことだと言われると分かりやすいでしょうか。
掃除用洗剤は説明書を見なくても、容易に使えますが、説明書を見なかったら毒ガスが発生したりします。Python では生命の危機になるようなことはありませんが、重大な見落としや理解不足を生みやすい要因となってしまいます。
これらを防ぐにはどうすればよいのか。他言語でもやっている、簡単な機能について理解しておけばよいのです。以上の理由から、本記事では Python を勉強する前に、パソコンの勉強から始めます。
パソコンの勉強
最初に
さて、パソコンの勉強を始めていきましょう。ただし本サイトでは、パソコンを勉強することが主ではないため、概要のみ説明します。詳細が知りたい方はこちらの本を参考にするとよいでしょう。
筆者も勉強中ですが、全て丁寧に書いてあるので、理解しやすいかと思います。
パソコンの歴史
パソコンは計算を早くかつ正確にするために作成されました。初期のコンピュータが電気を使用したことから、電気が使用されています。電気が採用された理由としては、速度、情報の転送や記憶に効果的だったからからです。
しかし、電気自体は情報を直接記憶することはできません。この問題を解決するために、パソコンでは電気が通っているか、通っていないか、この2つの状態を利用して情報を表現することにしました。具体的には、スイッチのオン、オフの 2 種類で判断します。
パソコンでの文字表現
スイッチのオン、オフで情報を保存することは分かりましたが、この情報を数値や文字に変える必要があります。パソコンの場合、オンを 1 、オフを０とします。この 0 と 1 の組み合わせによってパソコンは数字を表現することができます。この 0 と 1 の数値を 2 進法と言い、この 2 進法の数値を 10 進法に直したものがパソコンで表示される数値になります。2 進法と 10 進法はこちらのサイトがわかりやすかったので、参考にしてください。
さて、数字の表現ができましたので、次は文字の表現に進みます。文字の表現は、特定の数値をある文字として解釈するという方法で行います。山を0、猫を1といった具合です。このような数値と文字の対応の方法の一例として、UTF-8 が代表的です。
文字と数値が表現できました。じゃあ問題です。猫という文字を 0 という風に当てはめた、と仮にしましょう。数字の 0 とどうやって区別しますか？
結論から述べると、パソコンは区別できません。この問題を解決するために、コード内で特定の規則や頭文字を使って区別します。例えば、文字の「0」と数値の「0」を区別するために、特定の方法で定義します。
これらのルールはプログラミングにも適用されます。すべてのプログラミング言語では、変数の定義はプログラマーが行います。一部の言語では変数を明示的に定義しなくても、自動的に定義される場合がありますが、その場合でもパソコン内部で適切な処理が行われます。このように、パソコンが認識する文字と人間が認識する文字は違いが存在します。パソコンが定義できる文字をデータ型、人間が認識できる文字のことをリテラルと呼びます。
パソコンでデータの記憶をする
当然ですが、パソコンで保存したデータが次の日消えることはありません。保存した写真が次の日になくなってってことは基本的にないと思います。このように、作成した電子データは、パソコン内の部品の中に記憶されます。この部品を「メモリ」と呼びます。
メモリは電子チップ内に存在します。したがって、メモリは物質の一つであり、物質は容量に限界があるため、保存できるスペースも限られています。この保存できる容量の限界を「メモリ容量」と言います。
プログラミングでは、あるデータをメモリに移し、そのメモリのデータを呼び出し、より高度な処理を行っていきます。
プログラミングまとめ
さて、長くなりましたが、以下の事が理解できれば本記事の理解は完璧です。
・プログラミングには共通のルールがあり、それはパソコンのルーツから学ぶことができる
・パソコンは 0, 1 で文字を認識し、数値と文字を分けるために接頭語が必要になる。
お疲れさまでした。そして長文にお付き合いいただき、誠にありがとうございました。
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