教材ライブラリ
授業で使うスライド、触って動かせる図解、レッスンの導入スライドをまとめています。 左のリストで絞り込むか、キーワードで検索してください。
10 本のスライド集 / 全 103 件
コンピュータサイエンス
電気信号とデジタル
電気信号とデジタル
今日のゴール
このレッスンを終えると、こう言えるようになります。
- コンピュータの中身は「電気」で動いている
- その電気を 0 と 1 だけで表している
- 文字も画像も、結局すべて 0 と 1 の集まり
コンピュータの中身は電気
コンピュータの正体は、無数のスイッチが集まった電気の箱です。
- 中身は「電気が流れる道」の集まり
- 頭が良いのではなく、電気を超高速で切り替えているだけ
- だから情報も「電気の状態」で表すしかない
電気の「ある / なし」で表す
コンピュータが扱えるのは、たった2つの状態だけです。
それが 0 と 1（ビット）
情報のいちばん小さい単位に名前がついています。
アナログとデジタルの違い
コンピュータサイエンス
2進数と10進数
2進数と10進数
今日のゴール
このレッスンを終えると、こう言えるようになります。
- コンピュータは0と1だけで数えている
- 2進数と10進数を行き来できる
- 16進数が便利な理由がわかる
普段使う10進数のしくみ
私たちは0から9の10個の数字で数を表しています。
- 9の次は桁が増えて10になる
- 右から1の位、10の位、100の位
- 位が左へ進むと10倍になる
なぜコンピュータは2進数？
コンピュータの中身は電気のスイッチだからです。
- 電気はオン(1)とオフ(0)の2状態
- 2状態なら間違えにくく作りやすい
- だから数も0と1だけで表す
2進数のしくみ（0と1だけ）
使える数字が0と1の2個しかない数え方です。
- 1の次はもう桁が増えて10になる
- 10進数の2を「10」と書く
- 位が左へ進むと2倍になる
桁の重み（1, 2, 4, 8 ...）
2進数は左の位へ進むごとに重みが2倍になります。
コンピュータサイエンス
進数と補数
進数と補数
今日のゴール
このレッスンを終えると、こう言えるようになります。
- 0と1だけでマイナスも表せる
- 「2の補数」という仕組みがある
- 引き算が足し算に変わる便利さ
復習 2進数のおさらい
コンピュータは数を0と1の並びで表していました。
- 1桁が増えるごとに重みが2倍
- 右から1・2・4・8と数える
- 例 1011 は 8+2+1 で 11
問題 マイナスはどう表す？
0と1しか使えないのに、マイナスの数はどう書けばいいのでしょう。
- 紙の上なら「−5」と書ける
- でも使えるのは0と1だけ
- マイナス記号も0と1で表すしかない
単純な方法とその欠点
補数という考え方
時計の針を例に、引くかわりに進める発想を見てみましょう。
コンピュータサイエンス
誤差と浮動小数点
誤差と浮動小数点
今日のゴール
このレッスンを終えると、こう言えるようになります。
- コンピュータは小数を「近い値」で持っている
- だから小さな誤差（ズレ）が出ることがある
- お金の計算では、その誤差に注意が必要
整数はできた、では小数は？
前回までで整数は0と1で表せました。問題はここからです。
- 整数（1, 2, 3…）はぴったり表せる
- 小数（0.1, 3.14…）は実はやっかい
- 0と1だけで小数をどう表すかが今日のテーマ
2進数での小数表現
10進数の小数点以下が「0.1の位」なら、2進数では「2分の1の位」です。
- 小数点の右は 1/2, 1/4, 1/8… の位
- 0.5 は 2進数で 0.1（2分の1）
- 0.25 は 0.01（4分の1）でぴったり表せる
固定小数点とは
まずは素朴な方法から見ていきます。
固定小数点と浮動小数点
コンピュータサイエンス
文字コード
文字コード
今日のゴール
このレッスンを終えると、こう言えるようになります。
- 文字も中身は番号（数字）でできている
- なぜ文字化けが起きるのかわかる
- Unicode や UTF-8 という言葉がわかる
コンピュータは数字しか分からない
前回までで学んだとおり、中身は0と1の数字の集まりです。
- 文字をそのまま覚えることはできない
- 扱えるのは数字（0と1）だけ
- だから文字も数字に置きかえる必要がある
文字に番号を割り当てる
文字を数字で表すための「対応表」が文字コードです。
ASCII（英数字の基本）
英数字と記号を番号で表す、いちばん基本の対応表です。
日本語の難しさ（文字が多い）
日本語は文字の種類がとても多く、番号が足りません。
- 英数字と記号は100個ほどで足りる
- 日本語は漢字だけで数千〜数万種類
- もっと大きな対応表が必要になる
コンピュータサイエンス
論理回路
論理回路
今日のゴール
このレッスンを終えると、こう言えるようになります。
- 0と1を組み合わせて「判断」ができる
- AND・OR・NOT の3つの基本がわかる
- その積み重ねで足し算までできる
0と1で何ができる？
0と1はただ記録するだけでなく、組み合わせて答えを出せます。
- 0と1を入れると、別の0か1が出てくる
- この「入力→出力」が判断のもと
- 判断を重ねると計算になる
論理とは（真・偽）
コンピュータの「正しい・正しくない」は、たった2つで表します。
AND（両方そろえば1）
AND は「両方そろって初めてOK（2つの鍵が必要な金庫）」です。
OR（どちらか1つで1）
OR は「どちらか1つでOK（2つある入口）」です。
コンピュータサイエンス
OS × アーキテクチャ入門
OS × アーキテクチャ入門
コンピュータは「厨房」と同じ
コンピュータの部品構成をレストランの厨房に例えてみましょう。役割がハッキリ見えてきます。
OSがない世界 vs ある世界
OSはハードウェアとアプリの間に立つ「通訳」。OSの有無でプログラミング体験がまるで違います。
Webアプリのリクエストフロー
ブラウザからデータベースまで、データがどう流れるかを見てみましょう。
アーキテクチャ＝部品の設計図、OS＝それを動かす司令塔。 この2つがわかると「なぜ遅い？」「なぜ落ちた？」に自分で答えられるようになります。
コンピュータサイエンス
アルゴリズム入門
アルゴリズム入門
目次
今日のゴール
この授業が終わったとき、みなさんができるようになること。
- 「アルゴリズム」という言葉を自分の言葉で説明できる
- フローチャートの4つの記号を使い分けられる
- 順次・分岐・繰り返しの違いがわかる
- 日常の手順をフローチャートに変換できる
アルゴリズムってなに？
アルゴリズムの定義
難しそうに聞こえるけれど、実はとてもシンプルな概念です。
料理のレシピで考えてみよう
カレーの作り方は立派なアルゴリズム。順番通りに、あいまいさなく書くことが大切です。
コンピュータサイエンス
アルゴリズム入門2：データ構造
アルゴリズム入門2：データ構造
目次
前回の復習
前回学んだこと
アルゴリズム入門1のポイントを振り返りましょう。
今日のテーマ：データの「入れ物」
アルゴリズムが「手順」なら、データ構造は「データの整理のしかた」。どんな入れ物を選ぶかで、処理の効率が大きく変わります。
- データ構造 = データを効率的に保管・取り出す仕組み
- 同じデータでも入れ物が違えば、得意な操作が違う
- まずは「データの種類」を知ってから、「入れ物」の話へ進みます
変数とデータ型
コンピュータサイエンス
組み込みシステム入門
組み込みシステム入門
目次
組み込みシステムってなに？
組み込みシステムとは
特定の用途のために機器に内蔵されたコンピュータシステムのことです。汎用コンピュータと違い、決まった仕事だけを行います。
身近にある組み込みシステムの例
実は、私たちの生活のあらゆるところに組み込みシステムが使われています。
PCと組み込みシステムの違い
パソコンと組み込みシステムは、同じ「コンピュータ」でも目的がまったく異なります。