コンピュータリテラシ第３回コンピュータの構成２０１５年４月２９日１．今日の内容ハードウェアとソフトウェアパソコンの構成コンピュータの歴史オペレーティングシステムとアプリケーションソフト 2 ２．ハードウェアとソフトウェアハードウェアコンピュータのシステムを構成する装置パソコン本体、キーボード、マウス、ディスプレイ、ハードディスク、プリンタ、スキャナ、スピーカ、・・・ソフトウェアハードウェアが目的の動作を行えるように用意された、ハードウェアに与える指示の集まりオペレーティングシステム（ＯＳ） Windows ８、MacOS X、Linux、Android、・・・アプリケーションソフト Word、Excel、IE、動画再生ソフト、ゲームソフト、・・・ 3 ３.１コンピュータの５大機能入力出力演算制御記憶３.２コンピュータの基本構成演算装置入力装置制御装置出力装置主記憶装置データの流れ補助記憶装置制御の流れ 5 ４．パソコンの基本構成キーボードなど中央処理装置ＣＰＵメモリディスプレイなどデータの流れハードディスクなど制御の流れ 6 ５.１中央処理装置ＣＰＵ（Central Processing Unit）パソコンの頭脳演算と制御を実行する。ＣＰＵの性能を表すものクロック周波数（Hz）ＣＰＵの演算速度３.０GHz 1秒間に３０億回の演算ができる。ビット数（bit） 1回の演算で処理できる数値の桁数６４bit 1回の演算で２進数６４桁の数値の演算ができる。コア数プロセッサコアの数８コア８個の異なるプログラムを並列に実行できる。 7 ５.２Ｃｏｒｅｉ７のダイ集積回路がプリントされたシリコンチップ 8 パソコンの基本構成キーボードなど中央処理装置ＣＰＵメモリディスプレイなどデータの流れハードディスクなど制御の流れ 9 ６．主記憶装置メモリ（メインメモリ）ＣＰＵが処理するプログラムやデータを一時的に記憶する。電源を切るとデータが消える（揮発性）。メモリの性能を表すものメモリ容量記憶できる情報量４GByte ４GByte（＝４０億Byte）まで記憶できる。転送速度データの読み書きの実行速度３.２GByte/s 1秒間に最大３.２GByteのデータ転送ができる。 10 パソコンの基本構成キーボードなど中央処理装置ＣＰＵメモリディスプレイなどデータの流れハードディスクなど制御の流れ 11 ７.１補助記憶装置ハードディスクドライブなどメモリに入りきらない大量のデータを記憶する。電源を切ってもデータは消えない（不揮発性）。補助記憶装置（記録メディア）の種類ハードディスク、ＤＶＤ-Ｒ/ＤＶＤ-ＲＷ/ＤＶＤ-ＲＡＭ、ＣＤ-Ｒ/ＣＤ-ＲＷ/ＣＤ-ＲＡＭ、ＳｏｌｉｄＳｔａｔｅＤｒｉｖｅ、Ｂｌｕ-ｒａｙＤｉｓｃ、ＳＤメモリカード、コンパクトフラッシュ、ＭＯディスク、フロッピーディスク、ＵＳＢメモリ、ＤＡＴなど 12 ７.２記憶メディアの容量１ＭＢ１０ＭＢ１００ＭＢ１ＧＢ１０ＧＢ１００ＧＢ１ＴＢフロッピーディスク（１.４ＭＢ）ＣＤ-Ｒ（６４０ＭＢ）ＤＶＤ-Ｒ（４.７ＧＢ～９.４ＧＢ）Ｂｌｕ-ｒａｙＤｉｓｃ（１５ＧＢ～５０ＧＢ）ＵＳＢメモリ（４ＧＢ～２５６ＧＢ）ハードディスク（５００ＧＢ～４ＴＢ）ＳｏｌｉｄＳｔａｔｅＤｒｉｖｅ（１２０ＧＢ～５１２ＧＢ）メモリ（主記憶装置）（１ＧＢ～８ＧＢ） 13 ７.３ＳｏｌｉｄＳｔａｔｅＤｒｉｖｅフラッシュメモリを使った補助記憶装置。ハードディスクドライブの代わりとして利用されてきている。ＳＳＤＨＤＤ長所モーターがないので消費電力が小さく、騒音がない。衝撃に強い。軽量である。読み出し速度が速い。短所書き込み回数に制限がある。書き込み速度が遅い。容量に対する単価が高い。 14 ８.１その他の装置ＬＡＮインタフェースネットワーク通信をするための装置。ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）グラフィックス表示のための計算を高速に行うプロセッサ。ＧＰＵを利用すれば、ＣＰＵの処理量を減らすことができる。 15 ８.２ＧＰＵコンピューティングＧＰＵをグラフィックス表示以外の計算に用いる技術（物理シミュレーション、暗号解読、画像解析など）ＧＰＧＰＵ（General-Purpose computing on Graphics Processing Units）とも言う。計算命令コアコアコアコアコアコアコアコア１６個～１５３６個 16 ９．コンピュータの歴史第１世代１９５９年～１９６３年ＥＮＩＡＣの開発世界最初の電子式計算機１９４７年１２月１６日トランジスタの発明１９４９年ＥＤＳＡＣの開発世界最初のプログラム内トランジスタ蔵方式計算機第３世代ＩＣ１９４６年～１９５８年第２世代真空管１９４６年１９６４年～１９７１年第３.５世代ＬＳＩ１９７１年マイクロプロセッサの出現ＶＬＳＩ１９８０年代１９９０年代１９７２年～１９８０年第４世代１９８１年～パソコンの普及インターネットの普及 17 ENIAC ― 世界最初の電子式計算機 Electronic Numerical Integrator And Calculator （１９４６年開発）アメリカ陸軍の大砲の弾道計算を目的につくられた。幅２４m／高さ２.５m／奥行き０.９m／総重量３０t 18 ABC ― 本当の世界最初の電子式計算機? Atanasoff Berry Computer （１９４２年開発）最大２９次の連立方程式を解くことができた。 19 EDSAC ― 世界最初の実用的なプログラム内蔵方式電子計算機 Electronic Delay Storage Automatic Calculator （１９４９年開発）プログラム内蔵方式コンピュータメモリ上にプログラムを配置してから実行する方式。ジョン・フォン・ノイマンが１９４６年に提案した。そのため、この方式のコンピュータをノイマン型コンピュータと呼ぶ。 20 １０. 初期のパソコンＡｌｔａｉｒ８８００（１９７４年ＭＩＴＳ社）ＣＰＵＩｎｔｅｌ８０８０（２ＭＨｚ）メモリ２５６ＢｙｔｅＡｐｐｌｅⅡ（１９７７年Ａｐｐｌｅ社）ＣＰＵＭＯＳＴｅｃｈ. ６５０２（１ＭＨｚ）メモリ４ＫＢｙｔｅＰＣ－８００１（１９７９年ＮＥＣ）ＣＰＵマイクロＰＤ７８０Ｃ－１（４ＭＨｚ）メモリ１６ＫＢｙｔｅ 21 １１．アプリケーションソフト文書作成表計算インターネットゲームハードウェア 22 １１．アプリケーションソフト文書作成表計算インターネットゲームそれぞれのアプリケーションソフトにハードウェアをコントロールする機能を持たせるのは無駄。一つのアプリケーションソフトがハードウェアを独占し続けると、他のアプリケーションソフトが動作できなくなってしまう。ハードウェア 23 １２．オペレーティングシステム文書作成表計算インターネットゲームオペレーティングシステム（ＯＳ）ハードウェア 24 １３．オペレーティングシステムの働きハードウェアとアプリケーションソフトとの間のやり取りを管理する。アプリケーションソフトの起動を行う。複数のアプリケーションソフトが同時に動くように、ＣＰＵやメモリの割り当てを管理する。アプリケーションソフトからの要求に応じて、入力装置、出力装置、補助記憶装置、ネットワーク装置を制御する。 25 １４．次回の講義内容Ｗｉｎｄｏｗｓの歴史Ｗｉｎｄｏｗｓの操作方法日本語の入力方法 26