Inside your computer - Bettina Bair

3,110,631 views ・ 2013-07-01

TED-Ed


下の英語字幕をダブルクリックすると動画を再生できます。

翻訳: Hiroshi Uchiyama 校正: Tomoyuki Suzuki
00:15
Do you remember when you first realized
0
15353
1861
自分のコンピュータが
00:17
that your computer was more
1
17238
1397
モニタとキーボード
00:18
than just a monitor and keyboard?
2
18659
2059
それだけでないと 知った時を覚えていますか?
00:20
That between the mouse click and the video playing,
3
20742
2559
マウスのクリックから ビデオの再生が始まる間に
00:23
there was something that captured your intention,
4
23325
2334
あなたの意図を捉え
00:25
understood it,
5
25683
721
理解し
00:26
and made it real?
6
26428
1452
実現する何かがあります
00:28
What is that something?
7
28650
1596
それは何でしょうか?
00:30
Is it gremlins?
8
30270
1713
機械をいじる小鬼さん?
00:32
Let's imagine that we can shrink down
9
32007
1762
私たちの体を電子の大きさまで
00:33
to the size of an electron
10
33793
1324
小さくできると想像して
00:35
and inject ourselves into a click of a mouse.
11
35141
2729
クリックしたマウスの世界に 潜り込んでみましょう
00:37
If you took your mouse apart,
12
37894
1613
マウスを分解してみると
00:39
you'd see that it's really a very simple machine.
13
39531
2638
とても単純な機器であることが分かります
00:42
It has a couple buttons
14
42193
1227
1組のボタンと
00:43
and a system for detecting motion and distance.
15
43444
3279
動きの方向と距離を測る システムが入っています
00:46
You might have an optical mouse
16
46747
1477
光学マウスなら
00:48
that makes these measurements with lights and sensors,
17
48248
2596
光とセンサーによって 測定しますし
00:50
but older ones did this with a hard rubber ball
18
50868
2239
古いマウスだと 硬いゴムボールと
00:53
and some plastic wheels.
19
53131
1421
プラスチックの円盤を使います
00:54
Same concept.
20
54576
1725
どちらも考え方は同じです
00:56
When you click the button on your mouse,
21
56325
1565
マウスのボタンをクリックすると
00:57
it sends a message to the computer
22
57914
1778
マウスはコンピュータに
00:59
with information about its position.
23
59716
2085
位置の情報を含むメッセージを送ります
01:01
When your mouse click is received,
24
61825
1642
マウスのクリックが受け取られると
01:03
it's handled by the basic input/output subsystem.
25
63491
3365
基本入出力システム(BIOS)が 処理を担当します
01:06
This subsystem acts like the eyes and ears
26
66880
2540
このサブシステムはコンピュータの
01:09
and mouth and hands of the computer.
27
69444
2585
目や耳や口や手のように働きます
01:12
Basically, it provides a way for the computer
28
72053
2143
基本的にコンピュータが置かれた環境と
01:14
to interact with its environment.
29
74220
2199
相互作用する方法を提供します
01:16
But it also acts like a buffer
30
76443
1623
しかしBIOSはまた
01:18
to keep the CPU from being overwhelmed by distractions.
31
78090
3387
CPUがこれらの情報処理に忙殺されないための バッファーとしても機能します
01:21
In this case, the I/O subsystem decides
32
81501
2286
このケースではBIOSが マウスのクリックを
01:23
that your mouse click is pretty important
33
83811
2107
とても重要だと判断して
01:25
so it generates an interrupt to the CPU.
34
85942
2973
CPUに割り込みを発生させます
01:28
"Hey, CPU! Got a click here."
35
88939
2136
「ねえCPUくん クリックがあったよ」
01:31
The CPU, or central processing unit,
36
91952
2351
CPUは中央処理装置とも呼ばれますが
01:34
is the brains of the whole computer.
37
94327
2171
コンピュータ全体の頭脳です
01:36
Just like your brain doesn't take up your whole body,
38
96522
2526
あなたの頭脳が体中を占めていない様に
01:39
the CPU doesn't take up the whole computer,
39
99072
2481
CPUもコンピュータの 一部でしかありませんが
01:41
but it runs the show all the same.
40
101577
2661
CPUはいつも同じように 仕事をこなします
01:44
And the CPU's job, its whole job,
41
104262
2220
そしてCPUの仕事 仕事のすべては
01:46
is fetching instructions from memory
42
106506
1914
メモリーから手順を読み出して
01:48
and executing them.
43
108444
1983
それらを実行することです
01:50
So, while you're typing, typing, typing,
44
110451
1905
カタカタカタと タイプを続ける間に
01:52
maybe really fast,
45
112380
1206
とても早く
01:53
like 60 words a minute,
46
113610
1454
毎秒60語ほど打つ間に
01:55
the CPU is fetching and executing
47
115088
1978
並行してCPUは 1秒間に何十億の手順を
01:57
billions of instructions a second.
48
117090
2023
読み出して実行します
01:59
Yes, billions every second:
49
119137
3015
そうです 毎秒数十億です
02:02
instructions to move your mouse around on the screen,
50
122176
2782
スクリーン上でマウスを動かし回す 手順であったり
02:04
to run that clock widget on your desktop,
51
124982
2139
デスクトップ上の時計アプリの 表示手順であったり
02:07
play your internet radio,
52
127145
1723
ネットラジオを再生する手順や
02:08
manage the files you're editing on the hard drive,
53
128892
2381
ハードディスクのファイルを編集する手順に
02:11
and much, much more.
54
131297
1579
その他もろもろの手順です
02:12
Your computer's CPU is one heck of a multitasker!
55
132900
3260
あなたのコンピュータのCPUは とんでもない並行処理の実行者なのです
02:16
"But oh my gosh
56
136439
1150
「でも 何と たった今
02:17
there's a very important mouse click
57
137613
1272
重要なマウスのクリックが
02:18
coming through now!
58
138909
1097
ありました!
02:20
Let's drop everything now and deal with that!"
59
140030
2530
他のことはさておいて クリックを処理しなくちゃ!」
02:23
There are programs for everything
60
143207
1572
CPUが処理すべきプログラムは
02:24
that the CPU does.
61
144803
1509
ほかにもあるのです
02:26
A special program for the mouse,
62
146336
1698
マウスの処理に特化したプログラム
02:28
for the clock widget,
63
148058
1010
時計のプログラム
02:29
for the internet radio,
64
149092
1187
ネットラジオのプログラム
02:30
and for dealing with letters sent by the keyboard.
65
150303
2809
そしてキーボードから送られる 文字を処理するプログラムなどです
02:33
Each program was initially written by a human
66
153136
2528
そのようなプログラムは 元は人間によって書かれました
02:35
in a human-readable programming language,
67
155688
2194
人間が可読なプログラム言語でです
02:37
like Java,
68
157906
835
Javaとか
02:38
C++,
69
158765
1009
C++とか
02:39
or Python.
70
159798
1397
Pythonとかです
02:41
But human programs take up a lot of space
71
161219
2498
しかし人間の書いたプログラムは たくさんの場所を占有して
02:43
and contain a lot of unnecessary information to a computer,
72
163741
3685
コンピュータにとって不必要な 情報を多く含んでいます
02:47
so they are compiled and made smaller
73
167450
1762
そのため プログラムは
02:49
and stored in bits of ones and zeros in memory.
74
169236
3393
コンパイルされ小型になり メモリに1か0かのビットで記憶されます
02:52
The CPU realizes that it needs instructions
75
172653
2733
CPUはマウスのクリックをどう処理するか
02:55
for how to deal with this mouse click,
76
175410
1977
手順が必要なことに気づき
02:57
so it looks up the address for the mouse program
77
177411
2286
マウス用プログラムの アドレスを検索して
02:59
and sends a request to the memory subsystem
78
179721
2351
メモリサブシステムに対して 手順を要求する―
03:02
for instructions stored there.
79
182096
2083
リクエストを送出します
03:05
Each instruction in the mouse device driver
80
185287
2048
マウスのデバイスドライバーの 個々の手順は
03:07
is duly fetched and executed.
81
187359
2359
つつがなく読みだされ実行されます
03:09
And that's not nearly the end of the story!
82
189742
2347
でもそれで物語は終わりません!
03:12
Because the CPU learns that the mouse was clicked
83
192113
2517
なぜならCPUはマウスが クリックされたことを認識し
03:14
when the cursor was over a picture
84
194654
1620
その時カーソルがスクリーン上の
03:16
of a button on the monitor screen,
85
196298
1855
あるボタンの画像の上にあったことを知り
03:18
and so, the CPU asks memory for the monitor program
86
198177
3047
すると CPUは そのボタンが何だったかを知るために
03:21
to find out what that button is.
87
201248
2081
モニタプログラム用のメモリに アクセスします
03:23
And then the CPU has to ask memory
88
203353
2224
次にCPUは そのボタンのプログラム用の
03:25
for the program for the button,
89
205601
1812
メモリにアクセスする必要があります
03:27
which means that the CPU needs
90
207437
1487
なぜなら CPUはもう一度
03:28
the monitor program again
91
208948
1716
モニタプログラムに問い合わせて
03:30
to show the video associated with the button,
92
210688
2148
そのボタンに関連づけられている 動画を表示するためで
03:32
and so it goes.
93
212860
1858
そして 再生されます
03:34
And let's just say there are a lot of programs involved
94
214742
2721
つまり マウスをクリックして スクリーン上のボタンが
03:37
before you even see the button on the screen
95
217487
2096
光るまでの間に 実に たくさんのプログラムが
03:39
light up when you clicked it.
96
219607
1748
動作しているのです
03:41
So, just the simple task of clicking your mouse
97
221379
2445
マウスをクリックするという 簡単な行為でも
03:43
means visiting all of the critical components
98
223848
2344
あなたのコンピュータを構成する
03:46
of your computer's architecture:
99
226216
1956
重要な要素のすべてを巡ります
03:48
peripherals,
100
228196
1018
周辺機器
03:49
the basic input-output system,
101
229238
1785
BIOS
03:51
the CPU,
102
231047
1308
CPU
03:52
programs,
103
232379
751
プログラム
03:53
and memory,
104
233154
962
そしてメモリですが
03:54
and not one gremlin.
105
234140
1993
小鬼さんは含まれていませんよ
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