小学生でもわかる「コンピュータの部分について」
今回は3日連続投稿の最終日です！スマホはよく触るけどPCは全く触ったことない…PCこれから買う予定だけど、性能面の英語なんてあまりわからない…という方でも簡単に！ざっくりと！楽しく！紹介していきます！
はじめに
コンピュータのどの部分がなんの役割をしてるのか、小学生でもわかりやすいイメージ図を用意しましたので、小学生になったつもりでご覧ください。
1. 「コンピュータ」ってなあに？
本題に入る前に「コンピュータ」とは、入ってきた情報を処理して、結果を反映させる機械です。右の箱っぽいのがコンピュータです。
画面を映し出すモニターのことをコンピュータと呼ぶ人がよくいますが、それは大きな間違い！（一体型PCや2 in 1 PCなど例外あり）
ここから本題です。コンピュータに入っている部分をイメージ図を交えて紹介します！
2. 「CPU」ってなあに？
コンピュータの中でもまず知っておくべきなのが「CPU（Central Processing Unit、中央処理装置）」というものです。入ってきた情報を処理したり、計算を行い、その結果を反映する役割を担います。
小学校では新しいこと学びます。算数で足し算や引き算を覚えて計算します。また、図工では自分なりのアイデアをもとに作品を作ると思います。
その時に使うのは頭の脳ですよね？そう、「CPU = 脳」と考えればいいのです！
3. 「メインメモリ」ってなあに？
「メインメモリ（主記憶装置）」とは、アプリやゲームを起動しているときだけデータを保存する装置です。容量が多い程フリーズ（停止）やアプリの強制終了等のトラブルを抑えられます。CPUと直接繋がっており素早く取りかかれますが、アプリやゲームの終了or電源を落とした場合、そのデータは消えてしまいます。
小学校では、宿題（タスク）があります。ノート（データファイル）に計算内容や情報を書き込むときに勉強机を使います。単に計算するだけならばメインメモリの容量は十分ですが、図工の授業で大きな絵を描く場合、一つの机で描くのは大変ですよね？他の人の机も繋げれば（増設）わざわざ画用紙を動かす（停止）必要がなくなります。
4. 「ストレージ」ってなあに？
「ストレージ（補助記憶装置）」は、メインメモリとは異なります。CPUとは直接繋がっておらず、メインメモリより処理が遅いです。その分電源を切ってもデータが残り、大容量なデータファイルを保存できます。
但し永遠に使えるわけではなく、回数制限や寿命がありますので、長く使ってきたら、データが消える前に新しいストレージにデータを移し替えましょう。
身近なもので言えばCDやDVD / Blu-ray Disc、ハードディスク（HDD）、SSD、SDカード、USBメモリ等があります。「容量」とは一般的にこのストレージを指します。
小学校では、やり終えた宿題（タスク）を勉強机（メインメモリ）に置いたままにはしませんよね。ランドセルという沢山本が入る箱（ストレージ）に入れます。
よく先生からこのような話を聞きますよね？
「宿題を持ってくるのを忘れることはやってない（メインメモリのデータが消える）のと同じです。」
これだ！！！
5. 「GPU、グラボ」ってなあに？
最後に、「GPU（Graphic Processing Unit、「画像」処理装置）」とは、画像や3Dモデルといったグラフィックなど複雑なデータを処理する装置です。このGPUを外付けにしたグラフィックボード（グラボ）を使って文字や画像をキレイに映します！
CPUは骨組みで数字or文字を計算し、CPUは肉付けで画像や動きを綺麗に映します。
まとめ
今回はかなりざっくりと内容を紹介しましたが、いかがでしたでしょうか。
この記事を読んでくださったあなたにメッセージです。
自身の夢を頭に思い描き、それを実現させるにはどうすればいいのか人生を歩んでいくうえで見つけてみてください。
- コンピュータ：計算や入ってきた情報を処理する機械
- CPU（Central Processing Unit、中央処理装置）：計算や入ってきた情報を処理する部分
- メインメモリ（主記憶装置）：コンピュータを動かすうえで一時的にアプリや保存させる装置
- ストレージ（補助記憶装置）：大容量で長期的に保存する装置
- GPU（Graphic Processing Unit、画像処理装置）：画像を処理するための装置
- グラフィックボード（グラボ）：文字や画像をキレイに映し出すGPUの外付け装置
感想や質問などのコメント受付もしていますので、お待ちしております。
この3日間お疲れさまでした。またの機会にお会いしましょう！ここまでご覧くださいましてありがとうございました！
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スーパーマリオで学ぶ情報学！①
今回は3日連続投稿の2日目！プログラムってどうなってるの？情報学って？という方に向けて簡単に！ざっくりと！楽しく！紹介するコーナーです！それでは早速Let's-a GO!
スーパーマリオブラザーズとは？
本題に入る前に、念のためお話します。本作は1985年にファミリーコンピュータ（以下、ファミコン）用ソフトとして発売した横スクロールアクションゲームです。（当時のジャンル名はファンタスティックアドベンチャーゲーム）
大魔王クッパにさらわれたキノコ王国のピーチ姫を救うべく主人公であるマリオと双子の弟ルイージが陸海空を巡り、あらゆるアイテムを駆使しながら冒険に出るというストーリーです。
あの裏ワザ、実は…
「無限1UP」とは、一度も着地せずに連続で敵を踏み続けるとスコアが加算され、次第に残機が1ずつ増えていくという仕組みです。
作者の任天堂・宮本 茂さん曰く当時バグ（不具合）でそうなったそうです。現在では仕様に至りましたが、初代マリオはバグのため、128回以上残機を増やした後に1度でもミスをすると即ゲームオーバーになってしまいます。
今回は何故、無限1UPで128回以上してミスをすると即ゲームオーバーになってしまうのか？前回の復習も兼ねて学んでいきましょう！
コンピュータってなあに？
「コンピュータ」とは、計算や入ってきた情報を処理する機械です。
私たちが普段日常的に扱う数字は1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0の10種類を使います。
これを数学用語で「10進数（10進法）」といいます。
一方、コンピュータ内部では計算処理を行う際に0, 1の2種類しか使いません。
これを数学用語では「2進数（2進法）」と習います。（高校の数学Aなど）
表しかた
0と1は10進数も2進数も同じです。では、2以降は2進数でどう表現するのかといいますと…
「『10』（イチゼロ）！」※ジュウではありません！
要は足し算と値の繰り返しです。
- 10進数の3＝10と1を足して11。
- 10進数の4＝11と1を足して繰り上げて100。
- 10進数の5＝100と1を足して101…
というふうに計算していきます。
両手でわかる2進数
2進数なんて知らない！orもう覚えてない！といった方でも大丈夫です！この指で表す方法を学べば定期テストの得点にもつながりますので覚えててくださいね。
これはマリオたちも登場する「大乱闘スマッシュブラザーズSPECIAL」というゲームでディレクターを務めている有限会社ソラ・桜井 政博さんがキャラクターを紹介した際に紹介していたものです。
ビットってなあに？
前回もお話しした内容ですが改めて、ファミコンやスーパーファミコンといったゲーム機でよく聞く8ビットや16ビットというものは、処理の桁数のことです。
先程の5の2進数である「101」は
2進数はスイッチのON／OFFで捉えるとわかりやすいかもです。その数値に先ほど折り曲げた指が「ON = 1」ですので、その折り曲げた数値の数字を足せば前項の通りになります。うっそだーと思うかもしれませんが、1ずつ足してみてください。なるんです！
【本題】8ビットの制約
さて、本題です。128回以上無限1UPして1度でもミスをすると即ゲームオーバーになる仕組みを学んでいくわけですが、そのうえで欠かせないのはファミコンの処理性能です。ファミコンの処理性能は8ビット＝8桁の0、1で処理を行います。早速様子を見てみましょう。
01111111（127）+ 00000001（1）=
もうお分かりですね？1を足すと繰り上がっていくので、10000000になります！ということは、10進数では128になりま…
せん！！（…は？）
ビットの裏に潜む闇
実はビットの一番左先頭には重要な役割を担っています。改めて、2進数は0と1でしか表せません。つまり符号という概念がないんです。
しかし、私たちは電卓やコンピュータで「-（以下、マイナス）」という記号を目にします。では、マイナスを表現するとき、コンピュータはどう表現するかといいますと、ビットの一番先頭（左）でプラス（先頭が0）マイナス（先頭が1）を表現しています。
つまり、1000000は10進数における128ではなく-128になります。この、左先頭のビットのことを「符号ビット」といいます。
ちなみに-1を8ビットの2進数で表すと「11111111」になります。そこに1を足せば「00000000 = 0」に戻ると。電卓は実際こうやって動いているんですね。
結論
スーパーマリオブラザーズの無限1UPで128以上1UPしてミスするとゲームオーバーになるのは「先頭の符号ビットによる符号変換」が原因！私たちが操作しているその裏側では、「3, 4, 5…126, 127, -128, -127, -126…」となっていってるんですね。
余談
128回以上1UPをしたことがある方ならわかりますが、この後クリアすると残機が数字ではなくオブジェクトになっていますよね。
では、次世代機・スーパーファミコン向けに作った場合どうなるのかといいますと、スーパーファミコンはCPUが16ビットなので「0000000010000000」となり、符号ビットに触れることがなくなります。なお、符号ビットがなくなったわけではなく先頭のビットに1が来ればその式はマイナスになります。
まとめ
- コンピュータ：計算や入ってきた情報を処理する機械
- 10進数（10進法）：私たちが普段扱う数字1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0の10種類
- 2進数（2進法）：コンピュータ上で計算処理を行う際に使う0, 1の2種類の数字
- ビット：処理の桁数（例：101＝3桁＝3ビット）
- 符号ビット：左先頭にある、符号を表すビット
コメントでは感想や質問などのコメント受付も行っていますので、お待ちしております。では、今回は以上です。ご覧くださいましてありがとうございました！
マリオと「量子コンピュータ」をざっくり学んでいこう！
皆様ご無沙汰しています。スマ☆きらです！2021年初めての投稿となります。明けましておめでとうございます！
気づけば3月。卒業や受験真っ只中ですね。ファイトです！
今回は「量子コンピュータ」とは何かを簡単に！ざっくりと！楽しく！紹介していきたいと思います！。
コンピュータの世界
今となっては若い世代からお年寄りまで老若男女問わず、また幅広い分野で使われているもの。それはPCやスマートデバイスといったコンピュータです。現代において生活するにおいて非常に便利なものであり、必要不可欠なものです。
そしてニュースで耳にするスーパーコンピュータといった様々なものがありますが、今回は時代の最先端を見る「量子コンピュータ」についてお話します！
そもそも「コンピュータ」ってなあに？
「コンピュータ」とは、計算や入ってきた情報を処理する機械です。
私たちが普段扱う数字は1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0の10種類を使います。
これを数学用語で「10進数（10進法）」といいます。
しかし、コンピュータ上で計算処理を行う際には0, 1の2種類しか使いません。
これを数学用語では「2進数（2進法）」と習います。（高校の数学Aなど）
表しかた
0と1は10進数も2進数も同じです。では2進数の場合、2以降はどうやって表現するのかといいますと…
2の場合は…「『10』（イチゼロ）！」ジュウではありません！
ようは足し算と値の繰り返しです。
- 10進数の3＝10と1を足して11。
- 10進数の4＝11と1を足して繰り上げて100。
- 10進数の5＝100と1を足して101…
というふうに計算していきます。
「ビット」ってなあに？
ファミリーコンピュータ（通称ファミコン）やスーパーファミコンといったゲーム機でよく聞く8ビットや16ビットというものですが、正確には処理の桁数です。
先ほどの5の2進数である101は
000（0）, 001（1）, 010（2）, 011（3）, 100（4）, 101（5）, 110（6）, 111（7）の8回を処理することになります。
「量子コンピュータ」ってなあに？
さて、ここからが本題です。先ほどお話しした「コンピュータ」と「量子コンピュータ」は具体的に何が違うのか紹介していきます。
量子コンピュータで扱う単位はビットでも「量子ビット」というものになります。ではここで同じく3ビットを量子コンピュータで処理するとどうなるのかお話し致します。
0／1 0／1 0／1
なんと、0と1を重ね合わせて処理します。結果が出るまでそのビットは0でもあり、1でもありあえて未確定にすることで1回の処理で済ましてしまうんです！
「量子」ってなあに？
量子とは「粒子と波の性質をあわせ持った、とても小さな物質やエネルギーの単位のこと」です。化学でも習いますよね。ただ、長年の研究を経ても量子力学を完璧に知る人は現状誰一人いません。
また、これを知るには「量子力学」を学ぶ必要があり、一般相対性理論などを用いるためその前提知識として高校で習う「化学」と「物理」を理解する必要があります。（高校生の皆さん、ファイト！）
しかしながら、それを紹介するとなるとかなり細かく説明する必要があるため、ここでは省略します。詳しく知りたい方はYouTubeにアップロードされている動画や大学で授業を受けるなどしていただければと思います。
量子コンピュータの利点
先ほど0か1のどちらでもある量子ビットを利用することで処理を1回で行うことができるといいましたが、もし量子コンピュータが実用されればスーパーコンピュータが2億年かかる計算が約3分半で終わらせることができるようになるそうです。（Ledge.aiより）
今ゲーム開発者や情報機関にとって最も恐れるもの、それはリーク（情報漏れ）。従来のコンピュータであれば回線や電波といった物理的に情報伝達を行うため、途中でランサムウェアなどといったコンピュータウイルスによる盗聴やハッキングが行われることにより情報が第三者に行き渡ってしまうこともあります。
しかし、この量子コンピュータを利用すれば、一方が作ったパスワードは相手側もそのパスワードとなるため伝える必要がなく取引先と交換している機密情報が世に出回るリスクを格段に抑えることができます。（まるで魔法ですね！）
このように離れている物体同士が一切触れなくても何かしらの相互作用を起こすことを「非局所性（ひきょくしょせい）」といい、それを用いた情報伝達を行うことを「量子テレポーテーション」といいます。
スーパーマリオで非局所性
非局所性とはいってもパッとイメージがわかないと思います。そこで、その性質を持つ二つのハテナブロックをキノコ王国（地点A）とサラサランド（地点B）に用意しました。中には同じアイテムが入っているはずなのですが、何が入っているのかは叩いてみないとわかりません。
まずはキノコ王国（地点A）にあるハテナブロックをマリオが叩くと「スーパーキノコ」が。
一方で遠く離れたサラサランド（地点B）にあるハテナブロックをルイージが叩いてみます。するとこちらも「スーパーキノコ」が。
要は、一方がわかるともう一方が何かわかるという仕組みです。
「地点AのものがXならば、地点BのものもXである」ということになります。
この技術を応用すれば物体の移動が可能になり、あの「ドラえもん」に登場するひみつ道具「どこでもドア」が実現するであろうと言われています。
量子コンピュータの欠点と今後
素早い伝達とセキュリティ機能の拡大が見込める一方で欠点が…0か1かは結果が出るまで未確定なものであるという話をしました。そう、作った情報が100%正確なものが届くのかというとそうではなかったりします。
そして、伝達距離も現時点では限られています。2016年にカルガリー大学が打ち出した研究によれば長距離の量子テレポーテーション世界記録は6kmでありかつ不安定なものでした。ところが昨年末、その壁を越える大きなニュースが届いたのです。
NASA科学者をはじめとしたアメリカ3大学（カリフォルニア工科大学、ハーバード大学、カルガリー大学）とAT&T、フェルミ国立加速器研究所の合同チームが長距離でも安定して高い転送忠実度を誇る量子テレポーテーションに成功したのだそうです。（INDEPENDENT（英語）より）
さらに、大手電機メーカー・NEC（日本電気株式会社）は2023年を目処に量子コンピュータを国内向けに実用化を進めているそうです。というのもNECは世界で初めて世界で初めて量子素子・量子デバイスの開発に成功した企業なんです。
コロナ禍で今これだけの技術が進歩しているのを見ると凄いと思いませんか？
まとめ
- コンピュータ：計算や入ってきた情報を処理する機械
- 10進数（10進法）：私たちが普段扱う数字1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0の10種類
- 2進数（2進法）：コンピュータ上で計算処理を行う際に使う0, 1の2種類の数字
- ビット：処理の桁数（例：101=3ビット）
- 量子コンピュータ：量子力学を計算過程に用いることで圧倒的な処理能力を持つ次世代コンピュータ
- 量子：粒子と波の性質をあわせ持った、とても小さな物質やエネルギーの単位
- 量子力学：一般相対性理論と共に現代物理学の根幹を成す理論として知られ、主として分子や原子、あるいはそれを構成する電子など、微視的な物理現象を記述する力学
- 非局所性：離れている物体同士が一切触れなくても何かしらの相互作用を起こすこと（対＝局所性）
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スマ☆きらINFOR 2020年12月-2021-1月
皆様ご無沙汰しています。スマ☆きらです！2020年も残りわずかとなりましたが、いかがお過ごしでしょうか。
年末年始…師走。もうお坊さんでも走るほど忙しい時期ですね。今年にやるべきことやりきりましたか？
話は変わりますが、日本でも新型コロナウイルスの変異種の感染が確認されました。慎重になり引き続き感染対策の方を行っていきましょう。（ミンナ、エライ！）
①スマ☆いら投稿スケジュール1月
1月中に投稿する新作イラストについてお伝えいたします。
今回も最低の投稿数です。もしかすればどこかのタイミングで追加投稿を行う可能性があります。
②OMIKUJIHANAKO Project 2020
あんハピ♪主人公・花小泉 杏のおみくじのリメイク製作にあたり、おみくじにあったらいいなというワードを募集しておりますが、間もなく2020年12月31日（木）16:59を持ちまして締め切りとさせていただきます。
また、絵柄も新しいものになりますのでお楽しみに！そして、おみくじを引いて2021年の運勢を占ってみましょう！
③スマートフォンアプリのフレンド承認について
For Japanese Smartphone Game Players
現在私がプレイしているスマートフォンアプリ3種類のフレンド（or フォロー）受付を行っています。
初めての方でもベテランの方でもレベルに関わらず承認いたします。ぜひ私のサポートキャラをお使い頂ければと思います。
なお、各アプリには上限があります。上限が来ましたらフレンド登録を受け付けられなくなりますのでお早めに。また、ログイン日数が100日前を超えた場合はフレンド登録を解除いたしますので予めご了承ください。
①きららファンタジア（Aniplex）
②マギアレコード 魔法少女まどか☆マギカ外伝（Aniplex）
③プリンセスコネクト！Re:Dive（Cygames）
④「スマ☆いら キャラくじ」配信！
OMIKUJIHANAKOと同時に発表して以来音沙汰がなかったものですが、現在製作中です！
改めて紹介しますと、OMIKUJIHANAKOでは花小泉杏で吉凶を占うのですが、こちらではシリーズ問わず、過去に描いてきた個別イラストをおみくじとしてまとめ上げて投稿します。それを今日のあなたのラッキーキャラはなにかとして使うもよし、イラストを眺めていただくもよし、スクリーンショットしてSNSで共有するのもよしです。
続いて収録数ですが、今までに描いた殆どのイラスト50シリーズ以上、140キャラクター以上が収録されます！（詳細は配信当日に！）
更にサプライズ！実はこのくじの中に2021年1月中に投稿するイラストを先行でご覧いただけます！どんなキャラがいるかはお楽しみに！
そしてくじがどんなものか1枚お披露目したいと思います。こちらをどうぞ！
こちらも2020年12月31日投稿予定です。お楽しみに！
いかがでしたでしょうか。本日、そして今年お知らせする内容は以上です。ご覧頂きましてありがとう御座いました。それではまた良いお年を！
