コンピュータをつくる技術

コンピュータの中心は、計算と命令の実行を受け持つ CPU と、作業中のデータを置くメモリです。どちらも、電気が流れるか流れないかの 2 つの状態、つまり 0 と 1 だけで動いています。

数も文字も写真も、すべて 0 と 1 の並びで表します。英字の「A」は 65 番で、2 進数では 01000001 です。よく使われる UTF-8 という決まりでは、日本語の文字の多くを、1 文字あたり 0 と 1 の 24 個(3 バイト)で表します。

1946 年に公開されたアメリカの ENIAC は、約 1 万 8,000 本の真空管を使い、重さは約 30 トンありました。それでも、手計算で 12 時間かかった弾道の計算を 30 秒で終えられました。いまのスマートフォンは、その何百万倍もの速さで計算します。

大学では、AND・OR・NOT などの論理回路を組み合わせて足し算の回路をつくり、CPU が命令を実行するしくみまでを順に学びます。高校の「情報 I」で学ぶ 2 進数が、その出発点です。

LINE で友だちに写真を送るとき、データは 1 つのかたまりのままでは届きません。パケットという小さな包みに分けられ、それぞれに宛先の番号(IP アドレス)が付きます。

パケットは、ルーターという中継の機械をいくつも経由して宛先に向かいます。途中で失われたパケットは送り直し、届く順番がばらばらでも元どおりに組み立てます。1 つのパケットは多くの場合 1,500 バイトほどなので、3MB の写真なら約 2,000 個に分かれます。

海外とのやりとりは、海の底に敷かれた光ファイバーのケーブルを通ります。総務省の情報通信白書(2020 年版)は、国際間のデータ通信の 99% が海底ケーブルに支えられているという調査を紹介しています。

日本のインターネットの始まりは、1984 年に東京工業大学・慶應義塾大学・東京大学のコンピュータをつないだ JUNET です。中心になった村井純さんは、「日本のインターネットの父」と呼ばれています。