コンピュータの正体 ― スイッチだけで動く機械

2026.08.02 IT

「プログラミングってなに？」の記事で、パソコンが理解できるのは0と1だけだと書きました。

0と1で何ができるのか。今回は電気のスイッチ1個から始めて、それを増やしていくとパソコンになる、という話をします。

電気1個で指示1つ

家の電気を1つ思い浮かべてください。つけるか、消すか。2つの状態しかありません。

ここで、こう決めます。

右手を上げる

右手を下げる

電気1個で出せる指示は2つ。「上げる」か「下げる」か。これだけです。

もう1個、電気を追加します。追加したほうには別の指示を割り当てます。

さっきの電気と合わせると、組み合わせは4つになります。

→ 両手を下げる

→ 左手だけ上げる

→ 右手だけ上げる

→ 両手を上げる

電気1個では2通りの指示しか出せなかったのに、2個にしただけで4通りになりました。

3個目の電気を追加して、「ついたら立つ、消えたら座る」を割り当てます。

右手（上げる/下げる）× 左手（上げる/下げる）× 体（立つ/座る）。ぜんぶ組み合わせると8通りのポーズが作れます。電気3個だけで、8種類の指示が出せるようになりました。

人間がこれをやると、3個目あたりから頭がこんがらがってきます。「えっと右手上げて、左手下げて、立って...」と考えているうちに間違える。

でもコンピュータは「指示通りに動く」しかできない機械です。混乱しません。「1番目がON、2番目がOFF、3番目がON」と言われたら、そのまま正確に再現します。何個に増えても同じです。指示さえあれば忠実に従う。だからこそ、大量のスイッチを扱えるんです。

電気を1個追加するたびに、今ある組み合わせの数が丸ごと2倍になります。

1個足すたびに2倍。電気を増やす分だけ、出せる指示の数が増えていきます。

8個あれば256通り。アルファベットの大文字・小文字・数字・記号がぜんぶ収まる数です。「この組み合わせのときはAを表示しろ」「この組み合わせのときはBを表示しろ」と、1つ1つ割り当てていけば、文字が扱えます。

電気8個の状態 →「Aを表示しろ」という指示

2番目と8番目の電気が光っている状態

もっと増やせば日本語の漢字やひらがなも扱えます。やっていることはずっと同じです。電気を増やして、その点き方のパターンに指示を割り当てる。増やせば増やすほど、出せる指示が増えていきます。

ここまでの話を使うと、キーボードの仕組みがわかります。

キーボードの「A」のキーを押す。すると内部で「2番目と8番目の電気をつけて、残りは消す」という状態が作られます。パソコンはその状態を受け取って「これはAの指示だ」と判断し、画面にAを表示します。

キーボードの1つ1つのキーは「どの電気をONにして、どの電気をOFFにするか」を1発で決めるボタンです。それが並んでいるのがキーボードです。

今のパソコンに入っているチップには、電気のON/OFFを切り替えるスイッチ（トランジスタ）が100億個以上入っています。爪の先ほどの大きさの中に、です。

1秒間に数十億回、ON/OFFを切り替えている。だから複雑な計算も、動画の再生も、一瞬でこなせます。

やっていることの原理は「電気がついたら右手を上げる」と同じです。スイッチの数と速さが、桁違いに大きいだけです。