パソコンを触りだした方にとって、パソコンがどういう構成で動いているか、どういう仕組みで動いているか等、興味があるけど、よくわからないという方がいると思います。
私もパソコンを本格的に触りだした時、知識が少なく、調べていた事もあります。しかし、パソコンについて、どこから調べたら良いかよく分からないという事も多くありました。
本記事は、概要レベルですが、パソコンの仕組みを知りたい方に対し、パソコンを動かす基本部分のソフトウェア、ハードウェアの関係について紹介します。
「パソコンについて仕組みを知りたい」と考えている方の導入として、参考になれば幸いです。
パソコンの構成概要
パソコンが動くためには、物理的なパソコンの部品と、部品を組み合わせて完成したパソコンの上で動作するプログラムが必用です。
パソコンの物理的な部分をハードウェアと言い、完成したパソコンの上で動くプログラムをソフトウェアと言います。
補足ですが、ソフトウェアは、OS(Windows、MacOS、LINUX等)とミドルウェア、アプリケーションの3つがあります。
まずは、ハードウェアとソフトウェアについて、それぞれの役割を紹介します。
ハードウェア
ハードウェアは、パソコンの物理部分を示します。
普段、メモリ、CPU、ハードディスクやSSD、GPU(グラフィックボード)、マザーボード、電源等、と言っている部分です。
物理部分はいくつかのパーツに分かれており、パーツを組み立てる事でパソコンが完成します。
パソコンに限らず、サーバーも同じ構成で動作している事がほとんどです。
最近は、仮想サーバー等がありますが、仮想サーバーを提供している企業も、物理部分は構築しています。その上でソフトウェアを動作させ、サーバーとして提供しています。
ソフトウェア
ソフトウェアは、ハードウェアの上で動作するプログラムです。
普段使っているパソコンのソフトウェアは、ソフトウェアが機能する事で、人間が便利に使える仕組みになっています。
規模感が違いますが、WindowsやmacOS、LinuxといったOS(オペレーションシステム)や、OS上で動作するアプリケーション、ミドルウェアがソフトウェアに含まれます。
アプリケーションは、ブラウザソフト、各種ゲームソフト、オフィス系ソフト、動画画像編集ソフト等があり、人がやりたい事を実現します。
ミドルウェアは、アプリケーションを利用する時にOSに足りない部分を補ったり、複雑な処理を行ったりする役割です。
パソコンでやりたい事をできる様にするためには、ハードウェアの上で動作するソフトウェアが必用です。
ソフトウェアを細かく紹介
ソフトウェア部分は、OS(オペレーションシステム)とミドルウェア、アプリケーションに分類できます。
ハードウェアと異なり、分かれている理由があるため、それぞれが何の役割で、何をしているか紹介します。
OS(オペレーションシステム)の役割
OSは、パソコンを動作させるために必要な基本的な制御を行うプログラムです。OSが行っている事は、多くあるため、一例を紹介します。
- ハードウェアとソフトウェアが行うデータのやり取りを制御する。
例＞メモリ制御、データをストレージに保管するといった動作 等。
- 人がパソコンを操作しやすい様な画面(ユーザーインターフェース)を提供する。
例＞ウィンドウ情報を表示、文字を表示、グラフィック表示、文字入力 等。
アプリケーションの役割
OS上で動作するプログラムの事です。
ほとんどのアプリケーションは、ハードウェア制御はOSに任せ、複雑なデータの処理はミドルウェアに任せています。
アプリケーションは、利用者に必要な機能を提供し、利用者が直接操作する部分です。
人が直接触って操作する部分で、人とパソコンがコミュニケーションを取る入口部分です。
アプリケーションは、何かしらの目的をもって作られるため、役割を達成するために仕組みが複雑になっている事もあります。
ミドルウェアの役割
ミドルウェアは、OSとアプリケーションの間で動作するプログラムです。
ミドルウェアは、OSの上で動作します。OSで実現できない、複雑な処理や、OSに足りない機能をミドルウェアが実行しています。
アプリケーションを使う時に、使う人が意識をしない部分ですが、アプリケーションの裏で動作しています。
例ですが、OSには、データベースを制御する役割は無いため、データベースの機能を持つミドルウェアを導入して、複雑なデータのやり取りを行える様にします。
一方、アプリケーションを利用する時、データベースそのものは見えず、利用者は、アプリケーションとのやり取りで、作業が終わります。
見えないところで、動作しているのが、ミドルウェアとなります。
データベースを例として示しましたが、ミドルウェアはサーバーで利用する事が多く、他にもWebサーバーやアプリケーションサーバー等が存在します。
まとめ
パソコンの動作概要として、ソフトウェアとハードウェアについて紹介しました。
パソコンを構成する要素として、ハードウェアとソフトウェア(OS、アプリケーション、ミドルウェア)があり、ソフトウェアが人とパソコンの橋渡しをすることで、様々な事が出来ています。
普段は、パソコンの内部の動きを気にしなくても使えるため、あまり意識していない事が多いと思います。
本記事が、パソコンを動作させるために必要な要素と、関係のイメージ構築が役立ちますと幸いです。
以上です。
