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プログラムの動作原理

本格的にC++の学習に入る前に、準備体操として、プログラムがどうやって動くかについて、簡単に説明することにします。これを知ってからプログラミングの学習を始めるのと、何も知らないまま学習を始めるのでは、やはり理解のしやすさが異なります。以前にプログラミングの経験がある方は、このページを読み飛ばしてもかまいません。

図1

まずは、上の図1をご覧ください。あまり厳密な図ではありませんが、コンピュータの大雑把な概念を表しています。

コンピュータは、何をやるにもCPU(Central Processing Unit = 中央演算処理装置)が中心になって動作します。ハードディスク上のprogram.exeというプログラムを実行するには、その内容をいったんメモリの中に取り込みます(ロード)。そして、CPUが、そのプログラムの中に書かれた命令を順番に読み取りながら、ひとつひとつ実行していきます。プログラムを実行する途中で発生した計算結果などは、CPUで覚えきれる量はたかが知れているので、あたかもメモを取るかのように、メモリの中に保存します。ディスプレイやキーボードといった、外部とのやりとりを行う装置に対しても、CPUが指示を出します。上の図には表れませんが、プリンタや音源なども同様です。

実は、C++というプログラミング言語で直接記述することができるのは、普通、CPUとメモリに関することだけです。それ以外の部分(周辺装置といいます)、すなわちハードディスクやディスプレイやキーボードなどについては、あらかじめ用意されたライブラリ(関連性のある機能をまとめたソフトウェアの部品のようなもの)を使用することで対応します。ネットワークなんかもそうです。ライブラリの中では、周辺装置をコントロールするために、特殊な記述を行ったり、別のプログラミング言語(アセンブリ言語)を使って記述したりしています。

これから皆さんがC++を使って作成するのは、図1におけるprogram.exeの部分です。program.exeをメモリにロードするのは、オペレーティングシステム(=Windows)がやってくれます。周辺装置をコントロールするためのライブラリは、コンパイラに付属しています。難しいところは、全部あらかじめ用意されていますので、気楽にプログラミングを始めてみましょう。

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