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第１章コンピュータの歴史と構成
コンピュータ（computer）は人間の命令（プログラム）に従って，
複雑な計算やいろいろなデータ処理ができる機械（道具）であ
る．主な特徴は次の３点である．
●高速計算：計算は極めて速い．１秒間に数百億以上の計
算ができる．
●正確計算：人間の命令に従って，間違えることなく正しく
計算できる．
●大容量記憶：文字や数字や音声や画像などを大量に記
憶できる．
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コンピュータとネットワーク概論
第１章コンピュータの歴史と発展
1.1 コンピュータの発展
1946年に世界最初の電子計算
機（コンピュータ），ENIAC がアメ
リカで誕生。真空管：17,468本，
抵抗器：70,000個，コンデンサ：
10,000個等で開発された．消費
電力：150kW，体積：幅24m×奥
行0.9m×高さ2.5m，重量：30トン．
演算能力は，10桁の数の演算が
でき，加算は毎秒5000回，乗算
は毎秒14回，20個の変数と300
個の定数が取り扱える．
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コンピュータとネットワーク概論
第１章コンピュータの歴史と発展
●コンピュータの４世代
第１世代は1951年から1957年
頃で，真空管が回路の論理素子と
して用いられた時代である．プログ
ラム言語は機械語である．
第２世代は，1958年から1963
年頃で，トランジスタやダイオー
ダが論理素子として用いられた
時代である．プログラム言語はア
センブリ言語である．
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コンピュータとネットワーク概論
第１章コンピュータの歴史と発展
●コンピュータの４世代
第３世代は，1964年から1979年頃で，
半導体集積技術の驚異的な進歩に
よって出現したIC（集積回路）とLSI(大
規模集積回路)が採用された.BASIC言
語，FORTRAN言語などが使われる．
第４世代は，1980年代から現在に至るまで，ICはさらに
進歩し，VLSI（超大規模集積回路）の時代になった．C言
語，Pascal言語などの高級言語が主に使われる．
なお，1992年から第５世代のコンピュータを目指して
研究が続けられている．
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コンピュータとネットワーク概論
第１章コンピュータの歴史と発展
1.2 コンピュータの構成（五大装置）
中央処理装置
CPU
■中央処理装置（CPU）：コ
ンピュータの「脳」にあた
り，制御装置と演算装置
からなっている.プロセッ
サともいう．
■主記憶装置：プログラム
とデータを一時的に記憶
する装置である．メインメ
モリとも呼ばれる．
演算装置
制御装置
入力装置
主記憶装置
出力装置
補助記憶装置
データの流れ：
制御信号の流れ：
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コンピュータとネットワーク概論
第１章コンピュータの歴史と発展
●五大装置のデータと制御信号の流れ
中央処理装置
CPU
■入力装置：データ，プログラ
ムと命令は入力装置により入
力される．キーボード，マウス
などは入力装置である．
■出力装置：処理結果は出力
装置により出力される．プリン
タ，ディスプレイなどは代表的
な装置である．
演算装置
制御装置
入力装置
主記憶装置
出力装置
補助記憶装置
■補助記憶装置：プログラム，
データなどを保存する装置で
ある．ハードディスク，CDROMなどが挙げられる．
データの流れ：
制御信号の流れ：
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コンピュータとネットワーク概論
第１章コンピュータの歴史と発展
1.3 コンピュータの種類
■現在のコンピュータのアーキテクチャ（基本構造）はほとん
どノイマン型である．ノイマン型コンピュータの特徴：プログ
ラム（命令とデータ）を主記憶装置（メモリ）に読み込み，順
に１つずつ解読して実行していくことである．
■市販のコンピュータは次の５種類に分かられている。
●スーパーコンピュータ（スパコン）
●汎用コンピュータ（メインフレーム）
●ワークステーション
●パーソナルコンピュータ（パソコン）
●マイクロコンピュータ（マイコン）
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コンピュータとネットワーク概論
第１章コンピュータの歴史と発展
●スーパーコンピュータ
大規模な科学技術計算に用いられる超高性
能コンピュータである．スパコンともいう。科学
技術分野で大量の繰り返し演算を高速化する
ため，複数のCPUによる並列処理を行なう方
式が主流である．
Fujitsuの「PRIMEPOWER HPC2500」は，世
界最高の理論ピーク性能（1秒間に約85兆回
の演算能力）を誇り，最大16,384個のCPU（128
CPU×128ノード）まで拡張できる大規模並列
型スーパーコンピュータである．
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コンピュータとネットワーク概論
第１章コンピュータの歴史と発展
●汎用コンピュータ
汎用コンピュータとは，目的と用途を選ばず，
プログラムの入れ替えにより，事務計算，科学
計算のどちらにも利用できる汎用性のあるコン
ピュータのことである．集中処理，また，ホスト
として使われる．メインフレームとも呼ばれ，本
体のサイズに応じて小型・中型・大型計算機に
分けられる．
企業の基幹業務システム，銀行など金融機
関の管理システム，交通機関の座席予約シス
テムなどに使用されている
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コンピュータとネットワーク概論
第１章コンピュータの歴史と発展
●ワークステーション
ワークステーション（WSとも略される）は，パソコンとほぼ同
程度の規模のハードウェアをもち，科学技術計算やCADやグ
ラフィックデザインなどの処理能力はパソコンより高性能なコ
ンピュータである．ネットワーク機能をもち，ネットワークサー
バとして使用される．
1990年代前半までは，マルチウィン
ドウやアイコンなどによるGUI，ネット
ワーク機能の標準装備などがパソコ
ンと比べた際の特徴であった．今，パ
ソコンに代用されつつある．
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コンピュータとネットワーク概論
第１章コンピュータの歴史と発展
●パーソナルコンピュータ
パーソナルコンピュータは一般にパソコンと呼び，
PCとも略される．もとは個人用のコンピュータを指
していたが，現在ではPC/AT互換機，Windows系
の意味で使われることが多い．
現在一般的には，キーボード，マウス，ディスプ
レイ，プリンタなどと組み合わせて利用される．机
上等に設置して移動させないで使用する固定型と
持ち運んで使用する可搬型に分ける．固定型には
「デスクトップ型」，「タワー型」があり，可搬型には，
「ノート型」などがある．
デスクトップ型
タワー型
ノート型
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コンピュータとネットワーク概論
第１章コンピュータの歴史と発展
●マイクロコンピュータ
マイクロコンピュータをマイコンともいう．超小型のコンピュー
タであると考えても良い．厳密に分類すれば，次のようになる．
■マイクロプロセッサと呼ばれ，パソコンの心臓部（最低限
CPU部分）をひとつの大規模集積回路に集積したものである．
■ワンチップマイコンと呼ばれ，コンピュータに必要な機能を
1枚のチップ（IC）に統合して，コンピュータとしての機能を果す．
電気炊飯器，洗濯機など，マイコンが搭載されている．その
他に，エレベーター，自動車の燃料供給制御，携帯電話等に
も使われている．
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コンピュータとネットワーク概論
第１章コンピュータの歴史と発展
●研究中のコンピュータ
本書はノイマン型コンピュータだけ扱っているが，ノイマ
ン型アーキテクチャのほかに，いろいろなコンピュータが
第5世代のコンピュータとして研究されている．
実用に向けて進んでいるのは：
■量子コンピュータ
■ニューロンコンピュータ
■ DNAコンピュータ
などが挙げられる．
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コンピュータとネットワーク概論
第１章コンピュータの歴史と発展
なぜ，コンピュータは２進数を使っているのか？
● ２進数に対する２つの状態を表す素子が電気・磁気上で
実現しやすい．例えば，電源OFFは“0” 電源ONは“1” に対
応できる．要するに，２進数のコンピュータは実現しやすい．
● ２進数は10進数より多くの情報量をもつ．例えば，10進数
では，両手で表せる最大異なる情報は１１である（０，１，２，
…，10しか表現できない）．２進数なら，最大1024と表せる．
（教科書P.13を参照）
● コンピュータの基礎理論はブール代数である．ブール代数
の変数は２値で，その値は真（1に対応）または偽（0に対
応）の２種類しかない．
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コンピュータとネットワーク概論
第１章コンピュータの歴史と発展
コンピュータによく使う単位
10の指数
記号
名称
呼び方
1012
109
106
T
G
M
Tera
Giga
Mega
テラ
ギガ
メガ
103
10-3
10-6
K
m
μ
Kilo
milli
micro
キロ
ミリ
マイクロ
10-9
10-12
ｎ
p
nano
pico
ナノ
ピコ
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コンピュータとネットワーク概論
第１章コンピュータの歴史と発展
第１章のまとめ
１．コンピュータの発展と歴史
●コンピュータは電子計算機を指す．ENIACは世界初の
コンピュータである．
●使用している素子により，４世代に分けられている．
２．コンピュータの特徴
●高速性；●正確性；●大容量記憶性
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コンピュータとネットワーク概論
第１章コンピュータの歴史と発展
第１章のまとめ
３．コンピュータは五大装置
●中央処理装置（CPU）：コンピュータ制御とデータ処理
●主記憶装置：CPUとデータやりとりする場所
●入力装置：データの入力
●出力装置：処理した結果の出力
●補助記憶装置：プログラムやデータの保存
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コンピュータとネットワーク概論
第１章コンピュータの歴史と発展
第１章のまとめ
４．ノイマン型アーキテクチャ
●現在のコンピュータはノイマン型である．
●ノイマン型の特徴：
(1) プログラム（コンピュータに対する命令の集合）を記憶
装置に入力して保存しておく．
(2) プログラムをメモリに読み出し，命令を1つずつ順次解
読して実行する．
(3) ２進数が使われる
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コンピュータとネットワーク概論
第１章コンピュータの歴史と発展
第１章のまとめ
完
５．コンピュータの種類
●スーパーコンピュータ
●汎用コンピュータ（メインフレーム）
●ワークステーション
●パソコン
●マイコン
●その他のコンピュータ
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コンピュータとネットワーク概論
第１章コンピュータの歴史と発展

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