STEP 3: プログラム知識

【IT入門】プログラムって何?初心者向けにわかりやすく解説!

IT入門シリーズ

🟢 STEP 1: ITの基礎を知る(ITとは何か?)
├─【IT入門】ITとは?仕組みや活用方法をわかりやすく解説
├─【IT入門】インターネットとは?仕組み・使い方をわかりやすく解説
├─【IT入門】オペレーティングシステム(OS)とは?役割や種類を解説
├─【IT入門】クラウドとは?仕組みやメリットをわかりやすく解説
└─【IT入門】ネットワークとは?LAN・WAN・Wi-Fiの違いを解説!
🟡 STEP 2: PCの基本を知る(パソコンを扱えるようにする)
├─【IT入門】パソコンの基本をゼロから解説!できること・使い方も紹介
├─【IT入門】PCの選び方!Windows・Mac・Linuxを比較解説
├─【IT入門】Windowsの基本操作|初心者向けにわかりやすく解説!
├─【IT入門】Macの基本操作|Windowsとの違い&初心者向け使い方ガイド
├─【IT入門】キーボード&マウスの基礎知識+意外と知らないキーの豆知識!
└─【IT入門】エンジニアに必要なPCスキルとは?
🔵 STEP 3: プログラミングの概念を理解する
├─【IT入門】プログラムって何?初心者向けにわかりやすく解説!
├─【IT入門】プログラムとスクリプトの違いとは?
├─【IT入門】インタプリタとコンパイラの違いは?網羅的に解説
├─【IT入門】シェルとシェルスクリプトの違いとは?シェルの種類について
├─【IT入門】アルゴリズムって何?基本の理解と活用方法
├─【IT入門】プログラミング言語とは?どんな種類がある?
├─【IT入門】フロントエンドとバックエンドの違いとは?将来性は?
└─【IT入門】初心者におすすめのプログラミング言語は?
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└─【IT入門】便利で役立つ!知っておくべきIT専門用語辞典

✅ そもそもプログラムって何?

プログラムとは、コンピューターに指示を与えるための 「命令の集まり」 です。私たちが普段使っているスマートフォンやパソコンのアプリ、ゲーム、家電製品など、ほとんどのデジタル機器はプログラムによって動いています。では、コンピューターはどのように動き、プログラムがどんな役割を果たしているのかを詳しく見ていきましょう。

👉 コンピューターが動く仕組みを知ろう

コンピューターは、人間が理解できる言葉をそのまま理解できるわけではありません。コンピューターが理解できるのは、「0と1」のみで構成されたデータ(機械語) です。この「0と1」の組み合わせによって、あらゆる処理が行われています。

しかし、私たちが直接「0と1」で指示を出すのは難しいため、プログラミング言語 というツールを使って、コンピューターに分かりやすい形で命令を伝えます。

例えば、パソコンで 「Hello, World!」 と表示させる場合、Pythonというプログラミング言語では以下のようなコードを書きます。

print("Hello, World!")

このコードは、「Hello, World! という文字を画面に表示しなさい」 という命令を意味します。コンピューターはこれを解釈し、結果を画面に表示します。

👉 プログラムは「命令のリスト」

プログラムは、「コンピューターに対して行う一連の指示をまとめたもの」 です。コンピューターはプログラムの指示通りに処理を実行します。

📌 プログラムの基本的な流れ

  1. ユーザーが指示を入力する
  2. コンピューターがその指示を解釈する
  3. 適切な処理を実行する
  4. 結果を表示または出力する

例えば、「コーヒーメーカーの動作」をプログラムに例えると、以下のような手順になります。

  1. 水をタンクに入れる
  2. コーヒーの粉をセットする
  3. スタートボタンを押す
  4. お湯を沸かして抽出を開始する
  5. カップにコーヒーが注がれる
  6. 完了!

このように、一つ一つの手順を順番に処理するのがプログラムの基本です。

また、プログラムには 「条件分岐」 という考え方もあります。例えば、エアコンの動作をプログラムで表すと、

  • 室温が25℃以上なら 冷房をON
  • 室温が18℃以下なら 暖房をON
  • それ以外なら エアコンをOFF

というように、条件に応じて異なる動作をさせることができます。このような命令の組み合わせによって、さまざまなシステムやアプリが動いています。

👉 私たちの生活とプログラムの関係

プログラムは、私たちの生活のあらゆる場面で使われています。身近な例を挙げると、

  • スマートフォンのアプリ(LINE、Instagram、Google Maps など)
  • 家電製品(洗濯機、エアコン、電子レンジ など)
  • 自動車の制御システム(自動運転、カーナビ など)
  • ECサイト(Amazon、楽天市場 など)
  • 交通システム(電車の運行管理、ETCシステム など)

例えば、スマートフォンで「天気予報アプリ」を開くと、以下のような流れでプログラムが動いています。

  1. ユーザーがアプリを開く
  2. GPS機能で現在地を取得
  3. 天気情報を提供するサーバーにデータを要求
  4. サーバーから受け取った情報を整理して画面に表示

これらの処理はすべて、プログラムによって自動で行われています。

私たちの身の回りの技術は、すべて「プログラム」のおかげで成り立っています。つまり、プログラムを学ぶことは、単にコンピューターを操作するスキルを身につけるだけでなく、現代社会の仕組みを理解すること にもつながります。

プログラムは 「コンピューターに指示を出すための道具」 であり、それによって私たちの生活は便利になっています。次の章では、「プログラムがどのように動くのか」 を詳しく見ていきましょう。

🖥️ プログラムが動く仕組み

プログラムは、コンピューターに指示を出し、それを実行させることで動作します。しかし、人間が書いたコードをそのままコンピューターが理解できるわけではありません。では、どのような流れでプログラムが動くのか、詳しく見ていきましょう。

👉 プログラムはどうやって動くの?

プログラムが動く仕組みは、大まかに以下のような流れになります。

  1. プログラムを作成する(コードを書く)
  2. コードを翻訳する(コンピューターが理解できる形に変換)
  3. 命令を実行する(コンピューターが処理を行う)
  4. 結果を表示する(画面やデバイスに出力)

例えば、Pythonで「Hello, World!」と表示させるプログラムを書くとします。

print("Hello, World!")

このコードを実行すると、コンピューターが翻訳を行い、画面に 「Hello, World!」 と表示されます。

👉 人が書いたプログラムをコンピューターが理解する流れ

人間が書いたコード(ソースコード)を、コンピューターは直接理解できません。そこで、コードを 翻訳(変換) する工程が必要になります。この翻訳の方法には、大きく分けて コンパイル型インタプリタ型 があります。

🔹 コンパイル型

  • プログラム全体を一括で翻訳してから実行
  • 実行速度が速い(事前に最適化されるため)
  • エラーを事前にチェックできる
  • 例:C, C++, Java

🔹 インタプリタ型

  • コードを1行ずつ翻訳しながら実行
  • 実行速度は遅いが、修正がすぐ反映される
  • エラーがあると、その場で実行が止まる
  • 例:Python, JavaScript

例えば、Python(インタプリタ型)のコードは…

print("Hello, World!")

そのまま実行 され、すぐに結果が表示されます。

一方、C言語(コンパイル型)の場合は…

#include <stdio.h>
int main() {
    printf("Hello, World!\n");
    return 0;
}

事前にコンパイルが必要!

このように、コンパイル型は「事前に翻訳」し、インタプリタ型は「実行しながら翻訳」する違いがあります。

👉 ソースコードと機械語の違い

プログラムは、最初からコンピューターが理解できる形で書かれているわけではありません。人間が書くコード(ソースコード)と、コンピューターが実際に処理する機械語には大きな違いがあります。

🔹 ソースコード

  • 人間が読み書きしやすいプログラムの形式
  • Python, Java, C などのプログラミング言語を使用
  • 直接実行はできず、翻訳が必要

🔹 機械語(バイナリコード)

  • コンピューターが理解できる「0と1」のみで構成
  • すべての処理を数値で表現
  • 非常に高速で実行される

例えば、Pythonのコード:

print("Hello, World!")

これをコンピューターが処理すると、機械語に変換され、以下のような形になります。(※実際のバイナリコードはさらに細かくなります)

01101000 01100101 01101100 01101100 01101111

このように、プログラムはソースコードから機械語に変換されて初めてコンピューターが理解できるものになる という仕組みになっています。

🛠️ プログラミング言語って何?

プログラムを書くためには、「プログラミング言語」 が必要です。私たちが日常生活で日本語や英語を使ってコミュニケーションを取るように、コンピューターと会話するためには専用の言語が必要になります。

プログラミング言語を使うことで、人間が理解しやすい形で命令を記述し、それをコンピューターが実行できる形に変換して処理することができます。では、プログラミング言語とは具体的にどのようなものなのか、詳しく見ていきましょう。

👉 プログラムを書くための「言語」

プログラミング言語とは、「コンピューターに命令を伝えるための特別な言語」 です。

例えば、Pythonというプログラミング言語を使って、画面に 「Hello, World!」 と表示させるプログラムを書くと、次のようになります。

print("Hello, World!")

このコードを実行すると、コンピューターはこの命令を理解し、画面に Hello, World! と表示します。

つまり、プログラミング言語は、人間が書く命令をコンピューターが理解できる形にするためのツール なのです。

👉 どんなプログラミング言語があるの?(Java・Python・C・JavaScript など)

プログラミング言語にはさまざまな種類があります。それぞれの言語には得意分野があり、用途によって使い分けられます。代表的なプログラミング言語を見てみましょう。

🔹 Python(パイソン)

  • シンプルでわかりやすい文法が特徴
  • 人工知能(AI)・データ分析・Web開発 などで使われる

🔹 Java(ジャバ)

  • 多くの企業で採用されている人気の言語
  • 業務システム・Androidアプリ開発 に使われる

🔹 C言語

  • コンピューターの基本的な処理を実装できる
  • OSや組み込みシステム(家電や自動車のシステム) で使用される

🔹 JavaScript(ジャバスクリプト)

  • Webサイトに動きをつけるために使われる
  • フロントエンド開発(Webの見た目の部分) に必須の言語

このように、プログラミング言語にはそれぞれ得意な分野があり、目的に応じて使い分ける必要があります。

👉 プログラミング言語によって何が違うの?

プログラミング言語には、それぞれ特徴や違いがあります。では、どのような点が異なるのか、主な違いを見てみましょう。

🔹 文法(シンタックス)の違い

  • Pythonはシンプルで初心者向け(例: print("Hello, World!")
  • C言語は細かい構造が必要(例: printf("Hello, World!\n");

🔹 実行方法の違い

  • JavaやC言語はコンパイルが必要(事前に翻訳する)
  • PythonやJavaScriptはインタプリタ型(実行しながら翻訳する)

🔹 得意な分野の違い

  • Pythonはデータ分析やAI
  • Javaは大規模システム
  • C言語はハードウェア制御
  • JavaScriptはWeb開発

このように、プログラミング言語は用途や特徴に応じて選ぶことが重要です。

初心者の場合は、比較的学習しやすいPythonやJavaScriptから始める のがおすすめです。

🔄 プログラムが動くまでの流れ

プログラムは、「コードを書く」→「実行する」→「結果を確認する」 という流れで動作します。しかし、その過程でエラーが発生することもあり、問題を解決するための「デバッグ」も重要になります。ここでは、プログラムが動く流れを詳しく解説します。

👉 コーディング → 実行 → 結果の確認

プログラムが動く基本的な流れは、以下の3つのステップに分かれます。

  1. コーディング(プログラムを書く)
    - プログラムの指示を記述する(例:Python, Java, C などの言語を使用)
    - 文法ミスがないか確認する
  2. 実行(コードを動かす)
    - 書いたコードをコンピューターに実行させる
    - コンピューターが理解できる形に変換する
  3. 結果の確認
    - 期待した結果が出るか確認する
    - エラーが発生した場合はデバッグする

例えば、Pythonで「Hello, World!」を表示するプログラムを実行すると、

print("Hello, World!")

と書くだけで、コンピューターが理解し、画面に「Hello, World!」と表示されます。

👉 プログラムを実行する方法とは?

プログラムを実行する方法には、いくつかの種類があります。ここでは、ファイルの形式や実行環境の違いを見ていきましょう。

🔹 スクリプト言語とコンパイル言語の違い

  • スクリプト言語(Python, JavaScript など)
    - コードをそのまま実行できる(翻訳作業が不要)
    - 開発が簡単で、すぐに動作確認できる
  • コンパイル言語(C, Java など)
    - 事前に「翻訳(コンパイル)」が必要
    - 実行速度が速く、大規模な開発に向いている

🔹 ファイル形式の違い

  • スクリプト言語のファイル例:
    - Python(.py)
    - JavaScript(.js)
  • コンパイル言語のファイル例:
    - C言語(.c → .exe)
    - Java(.java → .class)

🔹 実行環境の違い

  • スクリプト言語は、エディタと実行環境があればすぐ動く
    - 例:Pythonは「Pythonインタープリタ」、JavaScriptは「ブラウザ」などで実行
  • コンパイル言語は、開発環境(IDE)とコンパイラが必要
    - 例:C言語は「GCC」、Javaは「JDK(Java開発環境)」が必要

👉 バグが出たらどうする?デバッグの基本

プログラムを書いていると、予想通りに動かないことがあります。その原因となるのが「バグ(プログラムの誤り)」です。バグを修正する作業を「デバッグ」といいます。

🔹 デバッグの基本手順

  1. エラーメッセージを確認する
    - プログラムが停止した場合、エラーメッセージを読んで原因を特定する
    - 例:「SyntaxError(構文エラー)」や「NullPointerException(ヌルポインタ例外)」など
  2. プログラムのどこが間違っているかを探す
    - 変数の値や処理の流れを確認する
    - どの部分でエラーが発生しているのかを特定する
  3. 修正して再実行する
    - エラーを修正し、再度プログラムを実行して問題が解決したか確認する
    - 小さな修正を加えながら、段階的にテストする

例えば、Pythonで 「print() の括弧を閉じ忘れた」 場合、以下のようなエラーが出ます。

print("Hello, World!"

この場合、エラーの内容を読んで 「閉じ括弧 `)` が足りない」 と判断し、修正することができます。

プログラムは、一度で完璧に動くことはほとんどありません。エラーを修正しながら動作を確認することが、プログラミングの重要なプロセス となります。

🚀 プログラムで何ができるの?

プログラムは、私たちの身の回りのあらゆる場面で使われています。スマートフォンのアプリ、Webサイト、ゲーム、人工知能(AI)、さらには自動運転車まで、すべてのデジタル技術はプログラムによって動いています。

では、具体的にプログラムを使ってどんなことができるのか、代表的な例を紹介します。

👉 アプリやゲームの作成

プログラムを使うと、スマートフォンアプリやPC向けソフトウェア、ゲーム などを作ることができます。私たちが普段使っているSNSや動画配信サービス、メールアプリなども、すべてプログラムで作られています。

🔹 スマホアプリの開発

  • SNS(LINE, Instagram, Twitter など)
  • 動画・音楽配信アプリ(YouTube, Spotify など)
  • ショッピングアプリ(Amazon, 楽天 など)

🔹 ゲーム開発

  • 家庭用ゲーム(PlayStation, Nintendo Switch など)
  • スマホゲーム(パズルゲーム, RPG など)
  • PCゲーム(Steamなどのプラットフォームで販売されるゲーム)

ゲーム開発には C++ や C# などのプログラミング言語 がよく使われ、ゲームエンジン(UnityやUnreal Engine)と組み合わせて作られます。

👉 ロボットやAIの制御

プログラムは、ロボットや人工知能(AI)の制御にも使われています。AIを搭載したロボットは、プログラムによって学習し、自動で動作することができます。

🔹 ロボット制御

  • 産業用ロボット(工場の自動生産ラインなど)
  • 家庭用ロボット(お掃除ロボット, 介護支援ロボットなど)
  • 自動運転技術(TeslaやWaymoなどの自動運転車)

🔹 AI技術の活用

  • 画像認識(顔認証や監視カメラ)
  • 音声認識(Siri, Googleアシスタント, Alexa など)
  • データ分析(ビッグデータを活用した予測分析)

AIの開発では Python が主に使われ、機械学習ライブラリ(TensorFlow, PyTorch など)と組み合わせて開発されます。

👉 便利なツールや自動化スクリプトの作成

プログラムを使うと、日常業務や作業を効率化するツールや自動化スクリプト を作ることもできます。特に、繰り返し行う作業をプログラムで自動化することで、時間を大幅に短縮できます。

🔹 便利なツールの作成

  • ファイル整理ツール(大量のファイルを自動で整理)
  • データ変換ツール(CSVやExcelのデータを自動変換)
  • 自動レポート作成(Webからデータを取得し、自動で報告書を作成)

🔹 自動化スクリプトの作成

  • 定期的なデータ取得(ニュースサイトから情報を収集)
  • サーバー管理の自動化(ログの取得やバックアップ作業)
  • メールの自動送信(決まった時間に自動でメールを送信)

このように、プログラムを活用することで、単純作業を効率化し、より高度な作業に時間を使うことができます。

プログラムは、私たちの生活を便利にするだけでなく、新しい技術の開発や仕事の効率化にも大きな役割を果たしています。

次の章では、プログラミングを学ぶための第一歩 について詳しく解説していきます。

🎯 プログラムを学ぶための第一歩

プログラムを学ぶには、実際にコードを書いて試してみることが大切です。最初は難しく感じるかもしれませんが、基本的な仕組みを理解し、少しずつ実践していくことで、誰でもプログラミングを習得できます。

ここでは、「プログラムを学び始める方法」 を分かりやすく解説します。

👉 まずは簡単なコードを書いてみよう

プログラムを学ぶには、まず実際にコードを書いてみることが重要です。難しいことを考える前に、簡単な命令を実行してみましょう。

例えば、Python(パイソン)というプログラミング言語を使って、画面に「Hello, World!」と表示するプログラムを書いてみます。

print("Hello, World!")

このコードを実行すると、画面に Hello, World! と表示されます。

📌 プログラムを書くときのポイント

  • 最初は 短いコード から試す
  • エラーが出ても気にしない(プログラミングではエラーは当たり前!)
  • 実行結果を見て、何が起こっているのか理解する

「Hello, World!」のような簡単なプログラムを書いて、プログラムが実際に動く感覚をつかみましょう!

👉 プログラムを書くのに必要なもの(エディタ・実行環境)

プログラムを書くためには、コードを書くための「エディタ」と、それを実行する「環境」が必要です。

🔹 エディタ(コードを書くためのツール)

エディタとは、プログラムのコードを記述するためのソフトウェアです。

  • VS Code(Visual Studio Code) → 初心者でも使いやすい無料エディタ
  • PyCharm → Python専用の開発環境
  • Atom → シンプルで軽量なエディタ

🔹 実行環境(コードを動かすためのツール)

プログラムは、書くだけでは動きません。コードを実行するための環境を整える必要があります。

  • Python → PythonをインストールすればOK
  • Java → JDK(Java Development Kit)が必要
  • C言語 → GCC(Cコンパイラ)が必要

📌 環境構築のポイント

  • 初心者は「オンライン実行環境」がおすすめ!(例:Google Colab, Replit など)
  • エディタと実行環境をセットアップするのもプログラミングの一部!

最初は設定が難しく感じるかもしれませんが、環境を整えることで、本格的なプログラミングを始める準備ができます。

👉 初心者におすすめの学習方法

プログラミングを学ぶ方法はいくつかありますが、初心者におすすめの学習方法を紹介します。

🔹 1. 実際にコードを書いて動かす(ハンズオン学習)

プログラミングは、読んで覚えるだけではなく、書いて試すことが重要 です。

「Hello, World!」からスタートし、少しずつコードを書いて試す!

🔹 2. オンラインの学習サイトを活用する

初心者向けのプログラミング学習サイトも充実しています。

無料で学べるサイトを利用して、基礎を身につけよう!

おすすめの学習サイト

  • Progate(スライド形式で基礎を学べる)
  • ドットインストール(動画で学習できる)
  • paizaラーニング(問題を解きながら学べる)

🔹 3. 書籍を活用する

初心者向けのプログラミング入門書を1冊持っておくと、体系的に学べる のでおすすめです。

「Python入門」「はじめてのJava」など、自分に合った本を選ぼう!

🔹 4. 小さなプログラムを作ってみる

  • 計算機を作る
  • 天気予報を取得するプログラムを作る
  • 簡単なゲームを作る

プログラムは、実際に作りながら学ぶのが一番!

最初は小さなプロジェクトを作って、少しずつレベルアップしていきましょう。

プログラミングを学ぶには、「実際に手を動かして試すこと」 が大切です。

最初は「何が何だか分からない…」となるかもしれませんが、続けていくことで必ず理解できるようになります!

次のステップでは、さらに実践的なプログラミングのテクニック について学んでいきます。

📌 まとめ – プログラムを学んでITの世界へ!

プログラミングは、私たちの生活や仕事に欠かせない技術となっています。スマホアプリやWebサイト、ゲーム、AI、自動化ツールなど、あらゆる分野で活用されています。

初心者がプログラムを学ぶためには、まずは「簡単なコードを書くこと」から始める のが大切です。プログラムを書くためのエディタや実行環境を準備し、実際にコードを書いて実行することで、少しずつ仕組みを理解できます。

また、オンライン学習サイトや書籍を活用しながら、実際に動くプログラムを作ってみること も効果的です。学習を続けることで、プログラミングのスキルは確実に身につきます。

✅ これからプログラムを学ぶ人へ

  • 最初は「Hello, World!」のような簡単なプログラムから始める
  • エラーが出ても焦らず、デバッグしながら解決する力を身につける
  • 実際に小さなアプリやツールを作りながら学ぶ
  • 楽しく学び続けることが、スキル向上の秘訣!

プログラミングを学ぶことで、ITの世界の扉が開かれます!

最初は分からないことが多いかもしれませんが、コツコツ学習を続けて、プログラムを使いこなせるようになりましょう!

この記事を読んだら、次は 「【IT入門】アルゴリズムって何?基本の理解と活用方法」 を読むのがおすすめです!

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