IT化が進む昨今、ビジネスを加速させるためには、コンピューターやプログラムに関する基礎知識は必須といえるでしょう。ジョブサポートのプロエンジニア育成コースでも基礎を学ぶ事ができるため興味のある方はご相談下さい。今回はプログラムとプログラミングの違いや、プログラムの作成の流れなどを、初心者・新卒、未経験エンジニア採用担当者の方にも分かりやすく解説します。

コンピューターとプログラムの関係

コンピューターはビジネスの現場で必須といえるデバイスですが、その仕組みがどうなっているか把握できている人は少ないのではないでしょうか。まずは基礎知識として、コンピューターとプログラムの関係を解説します。

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コンピューターは命令で動くもの

コンピューターは、与えられた命令を素早く正確に実行する装置です。マウスやキーボードなどの入力装置から入力を受け取り、命令を実行して、ディスプレイやスピーカーなどの出力装置に処理結果を出力します。

「プログラム」には命令（処理の手順・内容）が記述されますが、命令の解釈や実行の制御を行うのが「CPU（中央処理装置）」です。プログラムには一連の命令のほかに、命令が使用するデータも含まれています。

プログラムの命令・データは「メモリ（記憶装置）」に格納され、CPUが命令を逐次取り出しては解釈し、その内容を実行する仕組みです。

プログラムに記述する命令内容は、入力・計算・記憶・出力・処理の流れの制御という5種類に大別できます。これらの命令を組み合わせて、CPU・入出力装置・記憶装置を命令通りに動かしているのがコンピューターです。

プログラムは記述通り正確に実行する

現在のコンピューターは1秒間に数百万回も繰り返し計算（命令の実行）を行えます。さらに、コンピューターはプログラムに記述された命令を正確に実行する特徴があります。

つまり、単純な計算能力で見れば人間をはるかに凌駕しており、プログラムによって単純作業の自動化・高速化ができます。

たとえば、「マンパワーで行っていたアンケートのデータ集計を自動化・高速化」「ECサイトの注文受付・メール発送を自動化」「FAQと紐づけたサポート業務の自動化」などに対応可能です。

ただし、コンピューターはプログラムを記述通りに解釈・実行するため、プログラムに間違いがあってもコンピューターは命令通りに処理し続けます。コンピューターの特性を理解した上で設計することが必要です。

プログラムをより詳しく解説

身近なものと、コンピューターにおけるプログラムを対比して特徴を理解していきましょう。プログラムが利用されている機械の例も見ていきます。

プログラムの考え方をざっくり例えると

プログラムという単語は、入学式や入社式などの行事進行のほか、演劇やコンサートの演目・曲目にも見られます。

これらの場合のプログラムは、人間が人間に対して「自然言語」（日本語や英語など）で進行の手順を指定します。プログラム通りに行事や演目を進めるのも人間が行います。

コンピューターにおいては、あらゆる処理の手順や内容が「人工言語（コンピューター言語）」で指定されます。人間が機械に対してプログラムを与え、その記述通りに動くのがコンピューターということになります。

人間はプログラムがなくても行動できますが、コンピューターはプログラムがなければ動けません。また、人間はリアルタイムでプログラムを修正して行事を進行させられますが、コンピューターは事前に設計した通りに処理を続けます。

PCやスマホ、各種機器なども動かせる

プログラムは、処理装置・入出力装置・記憶装置を備えたさまざまな機械で利用されています。PCやスマートフォンのほか、ゲーム機・TVや電子レンジ・炊飯器・冷蔵庫・洗濯機、リモコンや電卓もプログラムが必要です。

自動車や工場で自動運転される工作機械、ATM・券売機・POS端末などでもプログラムが利用されています。機械の仕組みや機能が複雑であるほど、必要とされるプログラムも複雑です。

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プログラミングの意味を理解しよう

コンピューターにおけるプログラムをイメージしたところで、プログラミングの意味を理解しましょう。

コンピューターは人間とは異なり、英語や日本語などの自然言語を直接理解できません。そこで、機械語・プログラミング言語・マークアップ言語などのコンピューター用の言語を使って、命令を与えます。

プログラムはプログラミングにより作られる

コンピューターが動くために不可欠なプログラムは、原則としてコンピューター自身が生成するのではなく、人間による設計が必要です。

実際に手を動かしてプログラムを作ることを、広義では「プログラミング」と呼びます。その作業では「ソースコード」（プログラムを表現する文字列）を記述することから、実際にコードを書く作業を指して「コーディング」という表現も一般的です。

プログラミングは「こういうアプリを作りたい」「自社サイトにこういう機能を追加したい」といったニーズに応える作業であるため、IT（情報技術）における問題解決の手段ともいえます。

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機械への命令を人間が分かる形にしたのがプログラミング言語

プログラムを解釈・実行するCPUは、0と1の二進法で表現された「機械語」のみを理解します。機械語で記述された命令は数字の羅列であるため、人間が直接機械語でプログラミングを行うのは困難です。

そこで、多くのプログラマーは人間に理解しやすい「プログラミング言語」を用いてプログラミングを行います。

プログラミング言語は自然言語に近いので、命令文のルールを理解すれば誰でもプログラミングが可能です。ルールによって、データベース向き・アプリ向き・自動車向きなど、さまざまな種類があります。

マークアップ言語の意味も知っておこう

プログラミング言語は、処理の手順や内容を記述するためのコンピューター言語ですが、人間の目によって判別できる文書構造や視覚表現などは「マークアップ言語」で記述します。

有名なマークアップ言語は、Webサイトで多用される「HTML」や、HTMLの機能拡張版「XML」などです。

新聞や雑誌では文字・写真・図版などを配置する「組版」を行いますが、マークアップ言語を使えばコンピューター上で組版が行えます。

計算処理などを担うプログラミング言語とは役割の違いがあるため、Web制作の現場などでは両方の言語を利用することが一般的です。

プログラムはどのように作成されるのか

プログラムを作ることがプログラミングである、と理解したところで、実際にプログラミングをしている現場でどのような作業を行っているのか見ていきましょう。プログラミングを始める前の準備と、プログラマーに要求される仕事内容を解説します。

開発ができるよう準備をする

プログラムの作成にあたっては、まず要求仕様に合った設計を行うことが必要です。そのプログラムに求められる機能を間違いなく実現できるように、データ構造の設計やフローチャートの作成などを事前に行います。若手、新人エンジニアの成長を阻む 人材育成5つの失敗と解決策

また、プログラミング後のメンテナンスについても熟考することが重要です。プログラムは、書き終わった後にも「デバッグ」（バグ訂正）や仕様変更などに対応する必要があります。

プログラミングを担当した本人しか分からないコードを記述すると、後々の工数が肥大化する恐れがあるため、運用期間が長く大規模なプログラムであるほど事前準備が重要です。

プログラミング言語でコードを書く

設計が完了したら、プログラマーは実際にプログラミング言語を使用してコーディングを行います。複数のプログラマーが所属するチームなら、スキルに応じてそれぞれの機能・演出を担当するのが一般的です。

書き終わったコードは、要求仕様を満たしているかどうかに加え、プログラムを実機に搭載した際の挙動や処理負荷などもチェックします。

アプリ制作などのデザインが重要なプロジェクトでは、デザイナーと連携して演出の調整が必要なケースもあるでしょう。

コンピューターに「どのように計算させるか」をコントロールして、難しい機能を簡単に実現し、より魅力的な演出に仕上げるられるかどうかもプログラマーの腕の見せ所です。

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コードを書くだけでは基本的に動かない

プログラミング言語を用いてコーディングを行ったら、動作確認やデバッグをするために、コンパイルやリンクといった作業が必要です。ソースコードの完成後に、実行ファイルを作成する方法を見ていきましょう。

コンピューターが理解できる言語にする

プログラミング言語にはコンパイルが必要な「コンパイラ言語」と、コンパイルを必要としない「インタプリタ言語」があります。

コンパイラ言語でで記述したソースコードは、そのままではCPUが解釈・実行できません。完成したソースコードは、機械語に翻訳する作業が必要です。

翻訳には「コンパイラ」と呼ばれるプログラムを使用します。コンパイラでソースコードを翻訳（コンパイル）すると、機械語で記述された「オブジェクトファイル」が出力される仕組みです。

一方で、インタプリタ言語で記述したプログラムは、CPUがソースコードを直接読み込んで解釈・実行が可能です。読み込みの際に逐次解釈しながら実行するため、動作確認は容易ですが、コンパイラ言語より処理速度は低下します。

実行できる形にする

コンパイルを行うとソースコードを機械語に翻訳できますが、「.exe」形式などのファイルの状態ではまだコンピューターが実行できません。

実際に使用できるプログラムの完成させるには、「リンカ」と呼ばれるプログラムを使用して、複数のオブジェクトファイルや、命令で使用するデータを一つの実行ファイルとしてまとめる必要があります。この作業過程を「リンク」と呼びます。

また、「統合開発環境（IDE）」でプログラミングを行い、コンパイル・リンク・テスト実行などを一括して行うことを「ビルド」と言います。

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IT化が進む昨今、必要不可欠な基礎知識

「IoT（モノのインターネット）」の導入が進み、4Gに続く移動通信システム「5G」の運用が始まるなど、IT化はますます進行しています。

今後のビジネスでは、さらにプログラムやプログラミングの知識が重要になっていきます。一方で、IT業界では近年慢性的な人材不足に陥っており、人材育成や確保も経営的に大きな課題となっており、対策は急務と言えるでしょう。若手、新人エンジニアの成長を阻む 人材育成5つの失敗と解決策