スライド

2003年4月19日（月）
情報コミュニケーションIII A
第２回
コンピュータの仕組み（ソフトウェア編）
コンピュータの仕組み
コンピュータを構成するもの
ハードウェア(Hardware)
物質として存在
手で触れるもの
ソフトウェア(Software)
ハードウェアを動作させるためのもの
プログラムやデータ
プログラム
ハードウェア（コンピュータ）を利用するためには
ソフトウェア（プログラム）が必要不可欠
ハードウェアは２進数しか理解してくれない …
人間は，２進数だけでは理解しにくい
（機械語）２進数
ハードウェアが理解可能
アセンブリ言語
高水準プログラム言語
人間が理解可能
アセンブリ言語(assembly language)
コンピュータに対する命令→ ２進数（機械語ともいう）
例えば「AとBを足しなさい」と命令（コマンド実行）
10001100101000000
0，1の羅列で表現
もう少し分かりやすい表現：アセンブリ言語
例えば「AとBを足しなさい」
add A, B
つまりアセンブリ言語とは…
２進数を直接書くよりは人間に分かりやすい
コンピュータに対する命令１個について
１行のアセンブリ言語が対応
高水準プログラミング言語
アセンブリ言語でも分かりにくい
より人間が理解しやすいほうがいい
高水準プログラミング言語
(high-level programming language)
例えば…
２進数 10001100101000000
=
アセンブリ言語 add A,B
=
高水準言語 A+B
高水準プログラミング言語の例
言語名
C, C++
COBOL
用途（得意分野）
システム記述
事務処理
Fortran, Pascal
科学技術計算
Java
分散協調処理
（ネットワーク対応）
記号処理
文字（テキスト）処理
LISP
Perl, Ruby
アセンブラとコンパイラ
プログラムは最終的には２進数（機械語）に変換
アセンブラ(assembler)
アセンブリ言語を２進数に
コンパイラ(compiler)
高水準プログラミング言語をアセンブリ言語or２進数に
２進数
（機械語）
ア
セ
ン
ブ
ラ
アセンブリ言語
コ
ン
パ
イ
ラ
注意:高水準プログラミング言語から直接
２進数に変換するコンパイラも存在する
高水準言語
ソフトウェアの相互関係
ソフトウェアの中には，よく利用されるものがある
プリントアウトするためのもの．ハードディスクから
データを読み出すもの．
画面に文字を表示させるもの…
こういうものを集めたものを「サブルーチン・ライブラリ」という
ワープロ
みんなで使おう!!
お絵かき
WWWブラウザ
プリントアウトルーチン
システムとアプリケーション
ソフトウェアは大きく分けて２種類
アプリケーション・ソフトウェア(application software)
ユーザ（普通は人間）に提供される有用なプログラム
（ワープロ→Word ,一太郎，表計算→Lotus123, Excel,
お絵かきなど→Visio, Photoshop など）
システム・ソフトウェア(system software)
プログラムにとって有用なサブルーチンなどを提供するも
の（プリントアウト，ネットワーク通信など）
ユーザ
アプリケーション・ソフトウェア
システム・ソフトウェア
ハードウェア
オペレーティング・システム
オペレーティング・システム(Operating System)
通称： OS
コンピュータの構成要素を管理し，プログラムの実行
効率を高めるためのプログラム群
システム・ソフトウェアの一種
信頼性(reliability)，可用性(availability)，
保守性( serviceabilit y ) ，一貫性 (inte grity ) ，
安全性(security)が必須・・・・RASIS
さらに移植性(portability)，
ユーザ親和性(user-friendliness)も重要
OSの種類
現在よく利用されているOS達
MacOS（Apple社）
Macintosh
Windows（Microsoft社）
Intel系 PC（一般的なパソコ
ン）
UNIX（AT&T社のベル研究所で開発）
後に様々なプラットホームに移植
商用のもの:Solaris, HP-UX, IRIＸ

専用のワークステーションで利用
フリー(無料)のもの: FreeBSD,NetBSD,OpenBSD

Intel系 PC, PowerPC系, Alpha-chip系
Linux (Linus Torvalds氏が開発)

UNIX とほとんど同じだが、厳密にはUNIX ではない
その他: OS/2, BeOS, TRON系(BTRON,ITRON)など
バッチ処理とタイムシェアリング（１）
OSは，たくさんの仕事（ジョブ）をこなす必要あり
ユーザやプログラムからの要求
仕事のこなし方は，大きく分けて次の二つ
バッチ処理(batch processing)
仕事（ジョブ(job)）を待ち行列(queue)に入れて，順にひとつ
ずつ処理していく
タイム・シェアリング・システム(Time Sharing
System)
TSS
複数のジョブを時分割で処理

すべてのジョブを少しずつ処理する
注意:ジョブのことをプロセス(process)と呼ぶ
バッチ処理とタイムシェアリング（２）
バッチ処理
待ち行列（queue)
C
B
A
処理の様子
時間
前のジョブが終わるまで待たされる
タイムシェアリングシステム
ジョブ
C
B A
処理の様子
時間
タイムスライス
タイムスライスは非常に短いので，あたかも３つのジョブを
同時に実行しているように見える
OSの役割
OSはハードウェアの違いを吸収する
ユーザあるいはアプリケーションソフトウェアは，
ハードウェアの違いを意識する必要はなくなる
OSはすべての資源を管理する
いくつかの管理プログラムによって実現
プロセス管理，入出力管理，メモリ管理，ファイル管理
ユーザ
アプリケーション・ソフトウェア
システム・ソフトウェア
ハードウェア
OSの守備範囲
OSの種類
シングルユーザ・シングルタスク
同時に１ユーザ，同時に１タスク(=ジョブ)
CP/M, MS-DOSなど「いにしえの」OSたち
シングルユーザ・マルチタスク
同時に１ユーザ，同時に複数タスク
MacOS, Windows 3.1/ 95 / 98 / Me など
マルチユーザ・マルチタスク
同時に複数ユーザ，同時に複数タスク
UNIX, Windows NT / 2000 / XP,MacOS Xなど
ファイル・システム
ファイル
意味を持ったデータのまとまり
Windowsのアイコンの単位
ファイルシステム
ファイルをどこに，どういう形式で格納するか？
ファイルをどういう方法で取り出すか？
に関する取り決め
これが決まっていないと，OSはファイルの入出力ができな
い（人間の事務作業と同じ）
UFS(UNIX), NTFS(Windows NT / 2000 / XP ),
FAT(MS-DOS / Windows / 95 / 98 / Me) などOSによっ
てもいろいろ
UNIXでのファイルシステム
ユーザから見えるUNIXのファイルシステム例
実際にハードディスクやメモリ上にどのように格納さ
れているかはユーザは関知しない
ルート(root)を根とする木構造
local
bin
：ファイル
usr
bin
：ディレクトリ(directory)
Windowsでいうところの
フォルダに相当．これも
ファイルの一種（複数の
ファイルを格納できるファ
イル）
/(root)
spool
lpd
var
log
httpd
access_log
ファイル・パス
ファイル・パス（あるいは単にパス(path)）
ファイルの場所を表すもの
絶対パス：ルートからそのファイルの場所までのパス
相対パス：ある場所からの相対的なパス
パスの作り方
ディレクトリ名を “ / ” で区切る
Windows 系では、 “ ¥ ”
ルートディレクトリは “ / ” で表す
一つ上のディレクトリは “ .. ” で表す
最後は目的のファイル（ディレクトリ）名
パスの例
local
bin
usr
bin
/(root)
spool
lpd
var
log
httpd
access_log
絶対パス: /var/log/httpd/access_log
spoolからの相対パス: ../log/httpd/access_log
ファイル・フォーマット
ファイル・フォーマット(file format)
データをファイルに格納する際の取り決め
様々な方法がある
例えば住所録をどういうフォーマットで格納するか？
必要な情報: 名前，住所，電話番号
1.
各項目（フィールド）の長さを決めておく
Robert □□□□Kyoto□□□□□116□□
2.
区切り文字と順番を決めておく
Robert,Kyoto,116
3.
簡単だが無駄が多い
各項目に名前を付けておく
無駄はないが区切り文字が
区別のため文字列を
そのままではデータ中で使えない
“ ”で囲むとよい(CSV:
Comma Separated Value)
NAME=Robert,ADDRESS=Kyoto,TEL=116
分かりやすいが無駄も多い
ファイル名とファイルフォーマット
Windowsでは，“.”以降の文字（原則３文字．
拡張子と呼ぶ）でファイルフォーマットを推測
exe… 実行形式ファイル
doc… Word ファイル
xls… Excel ファイル
ppt… PowerPoint ファイル
jxw… 一太郎ファイル
それぞれの拡張子に応じたアプリケーションを自動起動
（アイコンをクリックして、自動的に開くため）
UNIXでは“file”コマンドでファイルフォーマット
がある程度分かる
ミニレポート
今回の課題
自分の持っているパソコンについて
ハードウェアのスペック


CPUの種類,メモリおよびハードディスクの容量
付属しているインタフェース, 利用している二次記憶装置
OSの種類
を調べてまとめよ
授業感想,質問等
[email protected]
題名：0419
締め切りは次の講義日の前日(4/25)まで

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