授業展開#7 コンピュータの構造2 (OSとアプリケーション) ハードとソフト ハードウエア:CPUやメモリーなど ソフトウエア:OSやアプリケーションなど OS(Operating System) 基本ソフトウエア コンピュータの使い勝手をよくするための手助 けのソフトウエアをいう。 アプリケーション ソフト1 アプリケーション ソフト2 アプリケーション ソフト2 OS デバイスドライバ / ハードウエア BIOS OSの役割 ハードウエア資源の管理 (キーボードやメモリの管理など) アプリケーションソフトに共通する機能の提供 (メニュー表示など) ファイルシステムの提供 (FDD、HDDなどのファイル管理) コンピュータの起動 ① ② ③ ④ ⑤ 電源ON CPUが物理的に設定されている特定アドレ スを指定して、実行させる(BIOS ROM)。 BIOSの処理 IPLの実行 OSの起動 BIOS (Basic Input/Output System) 起動時のBIOSの処理 ① CPUとバス管理ユニットのチェックと初期化 ② ディスプレイモニタへの表示処理の開始 ③ 各種ハードウェアのチェックと初期化 ④ 起動ドライブの検出 ⑤ ブートストラップローダ(起動プログラム)の起動 ⑥ パーティションテーブルが検索され、ブートセクターが読 み込まれる。 ⑦ そのOSのファイルシステムが理解され、OS固有の最 初のファイルが読み込まれる(ブートセクター内のIPLが 行う)。 IPL(Initial Program Loader) OSを起動するために最初に必要なファイル をハードディスクからメインメモリにロードする ためのプログラム。 Windows95/98/Meの場合 IPLによりIO.SYSがロードされ、さらにCOMMAND.COM、 Windowsカーネルの順にロードされる。 WindowsNT/2000/XPの場合 IPLによりNTLDRがロードされる。NTLDRはBOOT.INI、BOOTFONT.BIN を読み込む。ついでNTDETECT.COMによりハードウェアを確認して 最終的にWindowsのカーネルをロードする。 OSの歴史 1955年 1964年 1970年代 1974年 1981年 1982年 1984年 1985年 1992年 1995年 1998年 2000年 2001年 2007年 ノースアメリカン航空、大型計算機用 OS/360(IBM):大型計算機用OS UNIX:ミニコン用OS CP/M(デジタル・リサーチ):マイクロコンピュータ用OS MS-DOS(マイクロソフト→IBM) PC-9801(NEC)N88-BASIC マッキントッシュ(アップル):GUI ウインドウズ1.0(マイクロソフト):MS-DOSがベース ウインドウズ3.1(マイクロソフト):MS-DOSがベース ウインドウズ95(マイクロソフト):まともなGUI、マルチタスク ウインドウズ98(マイクロソフト) ウインドウズ2000(マイクロソフト)(Me) ウインドウズXP(マイクロソフト) ウインドウズVista(マイクロソフト) OSの種類 UNIX:ワークステーション用OS、ネットワーク に強い。安定している。 MS-DOS:16ビットCPU用OS、CUI マッキントッシュ:GUI ウインドウズX.X:GUI機能 ウインドウズ2000、NT:ネットワーク機能強化 CUI:Character User Interface GUI:Graphical User Interface GUI 1981年 1983年 1984年 1995年 アルト ゼロックス アルトを開発 アップル リサを発売 アップル マッキントッシュを発売 マイクロソフト Windows95 リサ Linux(リーナスのUNIX) フィンランドのリーナス・トーバルズ(Linus Torvalds)が開発・公開。 自由に再配布することのできる, 独立した Unix 系 オペレーティングシステム(OS) オープンソース → 高いセキユリティ マイクロソフト 1975年 MITS社がAltair8800発売 ハーバード大学2年生のビル・ゲイツは、ポール・ア レンと共にAltairのためにBASICを開発してMITS 社に売り込んだ。 アップルⅡ、NEC、など各社にも搭載。 IBMがマイクロソフトにPC用OSの開発依頼。 シアトルコンピュータプロダクツのOSをマイクロソフ トが購入、手直しをしてIBMに納入。後のMS-DO Sとなる(1981年)。 1985年 Windows1.0を開発する。 1995年 Windows95を発売する。 コンピュータ言語 コンピュータに作業をさせるために人間 が記述する言葉。 機械語 FORTRAN COBOL BASIC C言語 機械語 2進数言語:数字の羅列、人間には分かりに くい ↓ ニーモニック:機械語のプログラムを人間が 理解できるように簡略化した英単語や記号の 組み合わせに置き換えたもの。 アセンブラと呼ばれるソフトウェアを用いて ニーモニックを機械語に変換する。 アセンブリ言語による計算例 1+2=3の計算例 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ メインメモリの15番地に1がある。 メインメモリの16番地に2がある。 CPUのレジスタAを使用する。 足しあわせた結果をメインメモリの番地17に格納する。 メインメモリの15番地のデータをレジスタAに入れる。 レジスタAの値とメインメモリの16番地の値を足しあわせて、その結果をレジスタA に入れる。 レジスタAの値をメインメモリの番地17に入れる。 ニーモニック表現 LD A, (15) ADD A, (16) LD (17) A 15番地の内容をレジスタAに格納する 16番地の内容をレジスタAに加えて、結果をレジスタAに格納する レジスタAの内容を17番地に格納する ちなみに「LD」は2進数では「00111010」 ニーモニックで書かれたCPU用の言語をアッセンブリ言語という。 機械語と1対1で対応している。 高級言語 人間に分かりやすいコンピュータ言語 → コンピュータには負担! FORTRAN:科学技術計算用 COBOL:事務処理用言語 BASIC:初心者向け C言語:UNIX、移植性・汎用性に富む言語。 BASICの例 PRINT 1+2 各種アプリケーション コンピュータに仕事をさせるためのソフト ワード:ワードプロセッシングソフト エクセル:表計算ソフト アクセス:データベースソフト ケミドロー:化学構造式作成ソフト フォトショップ:ペイントソフト IE:ブラウザーソフト 演習 OSの機能にはどのようなものがあるか。 現在使用されているOSの例を3つ挙げよ。 Sharing System)とは何か。 アッセンブリ言語とは何か。 TSS(Time 中間試験について 持ち込み可能なもの 筆記用具 電卓 直筆ノート 範囲 授業全範囲 復習 情報とは 情報量(ビット):I(a)=-log2P(a) デジタルとアナログ(A-D変換) 量子化、ダイナミックレンジ、サンプリング周波数 二進数、16進数(計算) 符号化(計算) 真理値表(論理演算) 情報圧縮:分類と手法 音声、画像(静止画、動画) 復習 スイッチング素子:種類と特徴 リレー、真空管、トランジスタ、IC メモリー:分類と特徴 RAM、ROM、キャッシュ、仮想記憶 記憶装置:種類と容量(計算) FD、HDD、CD、DVD インターフェース:種類と特徴 シリアル、パラレル 復習 OS(機能、種類) プログラミング言語(種類)
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