第3回まで無料

IT 基礎入門コース

ビットと情報量から、基数変換・2 の補数・論理演算・加算器・CPU・データベース・ネットワーク・仮想化とクラウドまで。全20レッスンで「用語を覚えた」を「動かして納得した」に置き換えます。コードと出力はすべて Python 3.14.2(標準ライブラリのみ)で実際に動かしたものです。

カリキュラム

全20レッスンを 5 つの章に分けています。第1章から順に進めるのがおすすめです。前の回の成果物が後の回で再登場する作りなので(第06回の XOR が第07回の加算器に、第07回の加算器が第08回の CPU に、第06回の XOR が第19回の RAID パリティになります)、拾い読みより通しで進めるほうが早く着きます。 ※ コードはブラウザ内でそのまま実行できます(外部ライブラリは使いません)。

Chapter 1 — 基礎理論(第1〜7回)

0 と 1 から始めて、足し算をする回路までを自分で組み立てます。情報量・基数変換・2 の補数・シフト・浮動小数点・論理演算・加算器。ここがこのコースの核です。

1

デジタルデータと情報量(1TB が 931GB になる理由)

1 ビットは 2 通り。n ビットで 2 の n 乗通り。単位のずれ、標本化・量子化・符号化、文字コードまでをコードで確かめる。

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2

基数変換(2 進数・10 進数・16 進数の行き来)

重みをかけて足す。割って余りを下から読む。2 進 ↔ 16 進は 4 桁ずつ区切るだけ。0.1 が書ききれないところまで。

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3

負数と補数(CPU に引き算回路は無い)

ビットを反転して 1 を足すと「足すと 0 になる数」ができる。引き算を足し算に変える 2 の補数と、桁あふれの見つけ方。

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4

シフト演算(本当に速いのか、測ってみる)

ずらすと 2 倍。論理シフトと算術シフトの違いは負の数を右にずらしたときだけ。そして「x << 3 は x * 8 より速い」を実測で確かめる。

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5

小数点を含む数(0.1 + 0.2 が 0.3 にならない理由)

固定小数点と浮動小数点。IEEE754 のビットを実際に開き、丸め・打切り・情報落ち・桁落ちの 4 つを起こして避け方まで。

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6

論理演算と論理図(NAND だけで全部作れる)

AND・OR・NOT・XOR・NAND・NOR。NAND 1 種類だけで全回路が作れることを確かめ、ド・モルガンの法則をフラグとマスクにつなげる。

🔒 ベーシック
7

半加算器と全加算器(65,536 通りで検算する)

XOR と AND だけで 1 ビットの足し算を作り、並べて 8 ビット加算器にする。全パターン検算と、同じ回路で引き算までやる話。

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Chapter 2 — 装置とソフトウェア(第8〜9回)

組み上げた回路が、どうコンピュータになるのか。5 大装置と CPU の動き、記憶階層、そしてソフトウェアの 3 分類と OS の役割を、計測しながら押さえます。

Chapter 3 — データベース(第10〜14回)

表と制約から正規化・SQL と索引・トランザクション・障害管理まで。更新の消失も、索引が効かない条件も、実際に起こして確かめます。

Chapter 4 — ネットワーク(第15〜18回)

伝送とパケット交換、OSI 参照モデル、IP アドレスとルーティング、DNS・DHCP・HTTP。パケットは自分でバイト列から組み立てます。

Chapter 5 — システム(第19〜20回)

システム構成と信頼性(稼働率・RAID)、処理方式と仮想化・クラウド。最後に全20回を 1 枚にまとめます。

全20レッスンを終えたら、次は言語そのものを深める Python 入門コース、データベースを手で動かす Django 入門コース、コンテナと仮想化の続きを扱う Docker 入門コース や Linux 入門コース へ。メンバーシップで全コースが解放されます。