アメリカの中学生が学ぶプログラミング言語超入門【全世界700万人が感動したプログラミングノート】

2016年の発売直後から大きな話題を呼び、中国・ドイツ・韓国・ブラジル・ロシア・ベトナムなど世界各国にも広がった「学び直し本」の圧倒的ロングセラーシリーズ「Big Fat Notebook」の日本版が刊行された。藤原和博氏（朝礼だけの学校 校長）「プログラミングは新しい言語の獲得だ」、野田クリスタル氏（お笑い芸人・マヂカルラブリー）「プログラミングがやりたくなる！ まるでゲームの攻略本みたい！」、尾原和啓氏（元グーグル・IT評論家）「プログラミングを通して、ビジネスにも応用できる考え方が見えてくる！」と絶賛されている。本記事では、全世界700万人が感動した同シリーズのプログラミング編『アメリカの中学生が学んでいる 14歳からのプログラミング』より、本文の一部を抜粋・掲載します。

　世の中には数百種類のプログラミング言語があって、プログラマは、しようとしている作業の種類に応じて、プログラミング言語を使い分けている。

　たとえば、JavaScript、PHP、Pythonといった言語は、ウェブページを作成するのに使われる。ウェブページとは、ウェブブラウザ（Google Chrome、Safari、Firefoxなど）に表示できる文書のこと。ウェブページを集めたものをウェブサイトという。

　それから、モバイルアプリケーションは、Swift、Java、Cといったプログラミング言語でつくられることが多い。

プログラミング言語を使う

　それぞれのプログラミング言語には、別々の強みがある（たとえば、サクサク動く言語、書きやすい言語、きれいなグラフィックスを表示できる言語、というふうに）。

　だから、巨大なプロジェクトになると、何種類かのプログラミング言語を使い分けることもあるのだ。たとえば、こんな感じだ。

　Facebookでは、Python、JavaScript、PHPなど。
　YouTubeでは、Python、JavaScript、C++など。
　Twitterでは、JavaScript、C++、Rubyなど。

　3つのウェブサイトとも、共通してJavaScriptが使われている。

　それは、JavaScriptが（HTMLやCSSと並んで）、主にフロントエンドの言語として使われるからなのだ。

　つまり、ウェブサイトのうち、画面上で実際に見える部分をつくるのに使われる言語、ということだ。

　一方で、Facebook、YouTube、Twitterのようなウェブサイトは、大量の情報（投稿、コメント、プロフィール写真、動画など）を保存している。

　だから、大量の情報を整理して、フロントエンドと結びつけるためのプログラミング言語、つまりバックエンドの言語が必要になる。

　目的によって、使われるバックエンドの言語も変わる。

　たとえば、C++は、ほかのプログラミング言語と比べて、すばやく実行される（つまり命令をこなす）けれど、書くのが難しい。

　だから、企業は、製品をまずPythonみたいな簡単な言語で書き、あとで部分部分をC++に置き換えて、情報の処理速度を高めたりするのだ。

　世界中の言語を話せる人がいないのと同じで、すべてのプログラミング言語がわかるプログラマなんて、もちろんいない。

　それでも、いくつかのプログラミング言語を知っておくと便利だ。

　たとえば、グラフィックスに優れた言語と大量のコードの処理に優れた言語を組み合わせる、なんてことができるようになるからだ。しかも、ほとんどのプログラミング言語は構造が似ている。

コンピュータはどうやってコードを読む？

バイナリ

　コンピュータは、オンとオフのふたつの状態を持つ電気回路を使って、情報を処理するけれど、コンピュータ科学者は、オンとオフの状態を表すのに、数字の1と0を使う。

　この1と0の列は、バイナリまたは機械語というエンコードの一種だ。

　バイナリには、0と1のどちらかの数字しかない、と覚えておけばわかりやすい。

　バイナリでは、数字の1と0が使われることが多いけれど、実は「オン」と「オフ」とか、「○」と「×」で表したってかまわない。

　単語、数値、文字、記号、画像、動画、プログラム、絵文字、音楽は、みんなバイナリで表現できるのだ。

　コンピュータのCPUは、機械語で書かれた命令しか読めない。

　だから、人間がコンピュータにプログラムを入力したあと、コンピュータプログラムは必ず、バイナリ形式の機械語に変換されるのだ。プログラムを機械語に変換する（置き換える）プロセスのことをコンパイルという。

　画面上に「Hello, World!」と出力するのに、どのプログラミング言語を使ったとしても、機械語はまったく同じになる。

数値をバイナリで表現する

　バイナリは、数値を使って数をかぞえたり、数値を表現したりする方法のひとつといえる。バイナリは、0と1の2種類の数字を使うことから、2進法とも呼ばれる。一方、みんながいつも使っている数のかぞえ方は、10種類の数字を使うので、10進法と呼ばれる。10進法の場合、それぞれの桁の値は、そのすぐ右の桁の値よりも、10倍大きくなる。数値が大きくなるたびに、左側に新しい桁を追加していくのだ。

　バイナリの桁の値：それぞれの桁の値は、その右の桁の2倍。

　数値1をバイナリで表すには、1の桁に「1」と書けばいい。

　じゃあ、数値2をバイナリで書くとしたら、どうすればいい？

　バイナリには、「2」という数字はない。だから、1の桁に0と書いて、左へひとつ移動し、2の桁に1と書けばいいのだ。

　1の桁は0なので、桁の値は0×1で0。

　2の桁は1なので、桁の値は1×2で2。

　ふたつの値を足すと、0+2なので、2になる。

　基本的な足し算を使うだけで、バイナリの値が求められる。

　コンピュータみたいに、バイナリを「1」と「0」の代わりに、「オン」と「オフ」で考えてもいい。

文字をバイナリで表現する

　最初、コンピュータは、数学の計算をするためだけに使われていたけれど、その後、文字や記号をバイナリで表現する方法も開発された。

　ASCII（アスキー）とは、一つひとつのアルファベットや記号に、専用のバイナリコードを割り当てたもののこと。

　それぞれの文字に数値を割り当て、それをバイナリへとエンコードしたものだ。

　たとえば、大文字のAには、65という数値が割り当てられている。

　これをバイナリで書くと01000001になるのだ。

ビットとバイト

　コンピュータの記憶装置の話で、「16ギガバイトのメモリ」とか「1テラバイトのハードディスク」なんて用語をよく聞く。こうした用語は、実はバイナリ形式の桁数を表しているのだ。

　ビットは、記憶の最小単位で、バイナリにおける1桁（1または0）のこと。

　その次に大きな単位が、バイトだ。

　1バイトは8ビットを表す。

　たとえば、01010101は、バイナリで8桁だから、1バイトになる。

　もっと大きなバイト数を表したいときは？ 頭にこんな言葉をくっつければいい。

◆キロバイト（KB）―約1000バイト（A5サイズのWord文書は、100KBくらい）
◆メガバイト（MB）―約100万バイト（音声ファイルは、数MBくらい）
◆ギガバイト（GB）―約10億バイト（高画質の映画は、数GBくらい）
◆テラバイト（TB）―約1兆バイト（最新のハードディスクは、1～3TBくらい。ハッブル宇宙望遠鏡が地球に送っているデータが、年間10TBくらい）