第1部　ハードウェアの階段を上る

第1章　コンピュータの動く基本

• いまやコンピュータはどこにでもある
• 電卓とコンピュータは何が違うか?
• プログラム内蔵方式の発明
• コンピュータの中を見てみよう
• コンピュータにおける命令サイクル
• コンピュータの基本構成
• プログラム内蔵方式コンピュータの特徴のまとめ

第2章　0と1から始まるコンピュータの世界

• 0と1で情報を表現する…ビットについて
• なぜ0と1だけなのか?
• すべては0と1で表現
• 2進数による数の表現
• ディジタルとアナログ

第3章　0と1を組み合わせて処理する

• スイッチのオンとオフ
• 半導体でスイッチのオン・オフを表す
• ブール代数を使って0と1を処理する
• 2変数の論理式表現
• 論理関数で事象を表すには
• 論理関数を論理回路で実現する
• 組み合わせ回路のしくみ
• 順序回路
• 順序回路の例
• 時間の概念を導入する

第4章　簡単なコンピュータを設計する

• シンプルなコンピュータを実現しよう
• モデルコンピュータASCの命令とデータの形式
• モデルコンピュータASCのハードウェア構成
• ASCで命令サイクルを実現する
• ASCでプログラムを実行してみる
• 第3章の構成要素でASCを構成する

第5章　0と1を並べて命令やデータを表現する

• 機械命令＋データ＝機械語プログラム
• 機械命令の表現
• データの表現
• 10進数と2進数
• 固定小数点形式…小数点を固定して表現する
• 負の数の表現
• 浮動小数点形式…小数点を固定しない表現法
• 数の表現の本質
• その他…文字コード・アドレスなどの表現

第6章　機械命令を実行する

• 固定小数点演算命令を実行する
• 浮動小数点演算命令を実行する
• 分岐命令を実行する
• その他の命令の実行
• 重要な命令とその実行について：まとめ

第2部　ソフトウェアの階段を上る

第7章　機械命令の実行を制御する

• 割り込みとは何か?　なぜ必要か?
• 割り込み処理のしくみ
• 複数のプログラムを同時に走らせる
• ハードウェアを包むオペレーティングシステム
• システムの振舞いを舞台裏から見る

第8章　アセンブリ言語でプログラムを作成し実行する

• なぜアセンブリ言語でプログラムを書くか
• 擬似命令とは
• コンピュータごとのアセンブリ言語プログラムの違いは?
• アセンブリ言語から機械語へどうやって変換する
• 複数のプログラムを結合して実行する
• アセンブリ・コードから実行可能イメージの生成まで

第9章　高水準言語でプログラムを作成する

• なぜ高水準言語でプログラムを書くのか?
• Cのプログラム例
• Cのプログラムを翻訳して実行する
• コンパイラの仕事
• 変数には型がある
• 演算処理を行う
• 式の構文解析をする
• 実行順序を制御する
• ひとまとまりの仕事を関数とする
• もっと複雑なデータ構造
• プログラミング言語の文法
• 高水準プログラムの作成から実行まで
• 高水準言語レベルでプログラムをデバッグする

第10章　アルゴリズムを考える

• アルゴリズムとは?
• 数字を大小順に並べる問題
• 効率の良いアルゴリズム
• アルゴリズムからプログラムを作る…アルゴリズム＋データ構造＝プログラム
• 実行時間を比較する
• どうやってアルゴリズムを考えるか
• 正しいアルゴリズムとプログラムを作る
• 付録