はじめてのコンピュータ(1) 杉浦一徳

コンピュータ CD-ROM ドライブ ディスプレイ 電源スイッチ リセットスイッチ フロッピー ドライブ キーボード マウス

皆さんの使っている 「コンピュータ」ってなぁに? そもそもPC(ぱぁそなるこんぴゅぅたぁ) の歴史 IBM PCがでる前(8ビット時代): PET, TRS-80, Apple IIなどなど，懐かしい時代 1981年8月 IBM PC誕生 1981年9月 NEC PC-8801 1982年10月 NEC PC-9801 1982年2月 Compaq Columbia 初のPC互換機メーカ Sinclair ZX-81

PC-ATから互換機へ: PC/AT(Advanced Technology) 1984年 80286の採用(16ビット) バスクロック: 8MHz 24ビットアドレスバス 後にISAバスとなる Compaq Columbiaが初のPC互換機を生産

一方，日本では? NEC PC-8801から，PC9801の誕生 IBM PC互換機とそっくりなアーキテクチャ 日本独自の発展 ちょっと速い チップセットもほとんど同じ 微妙に違う． 漢字ROMの搭載 グラフィック関係 日本独自の発展 IBM-PC は，AX規格JEGA(VGAとの互換性なし)モードを搭載させたが… 独自はダメだね． ちょっと速い NEC V30(8086完全互換プロセッサ)

中を見てみると HDD CDROMドライブ フロッピードライブ マザーボードパネル 電源

これから話すコンピュータの中身 コンピュータの基準:クロック マイクロプロセッサ(MPU)ってなぁに? バスインターフェース メモリインターフェース 2次記憶装置 ディスプレイコントローラ シリアル・パラレルインターフェース 次世代インターフェース

コンピュータの心臓:クロック 仕事 クロックってなぁに? 時間 同期信号 クロック 3クロックの仕事 コンピュータで仕事をするタイミングを合わせる機能 単位(Hz) KHz, MHz, GHz クロック 一定間隔 一定間隔 一定間隔 一定間隔 一定間隔 一定間隔 一定間隔 一定間隔 仕事 3クロックの仕事 時間 水晶発信子(写真のは，14.318MHz)

クロックと速度 時間 クロック 3クロックの仕事 2倍のクロック 仕事を受け持つ「マイクロプロセッサ」とは? クロック(周期)が速くなると，それに伴って仕事にかかる時間も 短縮される． 時間 仕事を受け持つ「マイクロプロセッサ」とは?

MPUってなに? マイクロプロセッサ(Micro Processor Unit) マイクロプロセッサはそれ自身の持つ命令，及びレジスタセット，メモリ管理方式，その他の関連機能によって定義される． レジスタ = プロセッサ内部の一時記憶領域 メモリ管理=記憶場所の管理を行う その他の関連機能=数値演算など CISC(Complex Instruction Set Computer) RISC(Reduced Instruction Set Computer) 実行可能な命令は極めて単純 高速に実行

コンピュータ内部の バスとインターフェース BUS

マイクロプロセッサの話 Intel i486(80486)(1989年製) Intel 4004(外見) 世界初のマイクロプロセッサ チップ面積:(4x3)mm ４ビット，10μm配線技術 2300個のトランジスタ 動作周波数:750KHz(0．75MHz) ３２ビットプロセッサ 120万個のトランジスタ 1．0μm配線技術 動作周波数:25MHz-100MHz 17-35MIPS Intel 4004(外見) Intel Pentium Pro(1996年製) 32ビットプロセッサ 550万個のトランジスタ (キャッシュと合計で2100万) 0.6μm配線技術 動作周波数:200MHz ２５０ＭＩＰＳ以上 Zilog Z80(1975年製) 代表的な8ビットプロセッサ 8000個のトランジスタ 動作周波数:2．5MHzから． Intel Pentium II(1997年製) 32ビットプロセッサ 750万個のトランジスタ 0.2μm配線技術 動作周波数:450MHz以上

最近のマイクロプロセッサ Intelの巨大なシェア Power PC (IBM,Motorolla) Pentium II(III) Celeron (Low Cost Pentium II) Xeon (サーバ用プロセッサ) Power PC (IBM,Motorolla) Apple Macintosh Celeron Mobile Pentium II Intel Xeon Processor iMacのプロセッサボード PowerPC G3(750)

主記憶(メモリ)について 記憶を司る部分 記憶内容の更新を目的としたメモリ (RAM=Random Access Memory) 読み込み専用(更新されない)情報の記憶を目的 とした(ROM=Read Only Memory) ROM

メモリの進化 コアメモリ(50x80=4000ビット) 1cm Row select コアビーズ Column select 50mil(1.25mm) 内容 1cm 128MBit シンクロナスDRAM 0.2ミクロンの配線

RAM容量の変化と必要性 オペレーティングシステム，アプリケーションの複雑化 高速処理によるデータ空間の肥大化 MB 年度

RAMの値段 円 年度

ハードディスク ジャンパ Quantum 10602 Cyl 16 Heads 63 Sec/Track

二次記憶装置について: ハードディスクの構造 ヘッド セクタ アーム シリンダ トラック

磁気ディスクの記録方式 ビット1 信号 ビット2 ビット3 ビット4 電気磁石 S N N S コイル 磁気層

CDの記録方式 CD 1．6um フォトダイオード 半導体レーザ

CAVとCLV CAV(Constant Angular Velocity)角速度一定 CLV(Constant Linear Velocity)線速度一定 CAV CLV

マザーボード プライマリIDEソケット セカンダリIDEソケット フロッピーソケット メモリソケット ATX電源コネクタ 各種インターフェース ママぁ，マザーボード買って買って買って買って買ってぇ～～． いい駄々こねてますねぇ．

ディスプレイに表示をする ディスプレイカードの役割 ディスプレイに文字，画像を表示するためのディスプレイカード 文字，絵を点の集まりで表現 ビットマップ　ディスプレイ

色の表現方法 加法混色 減法混色 RGB(Red, Green, Blue) ３色の光を比率に変えて混合する R+G = イエロー、G+B= シアン、B+R= マゼンタ、R+G+B=白 減法混色 CMY(シアン、マゼンタ、イエロー） 白からR,G,Bの１色を引いたもの（加法混色の原色の補色）

色データ 3原色のそれぞれのパーセンテージ 銀塩写真： アナログ連続階調表現 デジタルの世界は、例えば8bit 256階調表現 それぞれの原色を8bitで表現して、24bitで１色 もちろん白黒なら1bit 最近のスキャナーやデジタルカメラでは、1024 ～4096階調も出始めている。 しかし、コンピュータの処理系、および出力系では、8bit階調が主流

イメージのデータ 絵を細かな点（ドット、ピクセル）に分割する 単位： dpi: dot per Inch プリンタ： 300 dpi, 480 dpi pixel x pixel（画素数） VGA: 640 x 480 SVGA: 800 x 600 デジカメ： 768x576: 41万画素 35mmカラーフィルム： 600万画素程度 Full Color(Depth=24bit)だったら、24Mbyte

画像の情報量（プリンタ） Pixelの総数 x Depth 300dpiのA4プリンタ A4=210mm x 297mm = 8.3 x 11.7 inch(1 inch = 2.54cm) 2490 x 3510 = 8,739,900 Pixel = 約8Mbit = 約 1Mbyte モノクロプリンタならdepth=1 600dpiだったら、４倍の約4Mbyte

画面の情報量（ディスプレー） ディスプレイ(VRAMの量） 800x600 = 480000 pixel = 480Kbit = 60Kbyte 白黒なら、60Kbyte 解像度 白黒 4bit 8bit 16bit 24bit 640x480 38k 150k 300k 600k 900k 800x600 59k 235k 469k 938k 1.5M 1024x768 96k 384k 768k 1.5M 2.2M 1284x1024 160k 640k 1.2M 2.4M 3.6M 1600x1200 235k 938k 1.9M 3.8M 5.7M (256色) (True Color)

ビデオＤＡＣ Digital to Analog Converter VRAMからのディジタルデータをＣＲＴに表示するためにアナログ信号へと変換 例えば、8bit ColorでRGB=（255,125,50)色を電圧RGB=(5, 2.5, 1)Ｖにして表現 ＶＲＡＭ ＤＡＣ

シリアルとパラレル シリアル パラレル

マウス 球 フォトセンサ

というわけで… コンピュータの中身についての説明をしました．

ソフトウェアとコンピュータ コンピュータを動作させるソフトウェア ソフトウェアって何? ワードプロセッサ 表計算 プレゼンテーションツール Microsoft Word，一太郎 表計算 Excel，Lotus 1.2.3，Calc プレゼンテーションツール PowerPoint，Persuasion ゲーム このようなソフトウェア を管理するソフトウェア オペレーティングシステム

オペレーティングシステムとは? ハードウェア 人間と，人間のやりたいこと 仲介役 たとえば?(メールを出す作業) キーボード，マウスからの入力を受け付ける 入力した情報を画面に表示 入力した情報をネットワークに伝達 ネットワークカードから，目的地にメールをパケットにして送出

オペレーティングシステム の仕組み 2種類のソフトウェア ハードウェアと利用者とのなかがいを するソフトウェア アプリケーションソフトウェア ワードプロセッサ,データベース システムソフトウェア オペレーティングシステム ハードウェアと利用者とのなかがいを するソフトウェア

コンピュータ,OS,ユーザ アプリケーション メール ハードウェア Microsoft Word Excel Netscape 管理(オペレーティングシステム) ハードウェア

資材の管理 記憶の管理 デバイスの管理 プロセス(タスク)管理 プロセッサの管理(割り当て) メモリ プリンタ,ディスク,ディスプレイ 16Mバイトメモリの内訳 記憶の管理 メモリ デバイスの管理 プリンタ,ディスク,ディスプレイ プロセス(タスク)管理 プロセッサの管理(割り当て) ファイルシステム メールアプリケーション? なんかゲーム? なんかシステム?

様々な オペレーティングシステム シングルユーザ・シングルタスク シングルユーザ・マルチタスク マルチユーザ・マルチタスク MS-DOS, Mac-OS, CPM/86 シングルユーザ・マルチタスク OS/2, Windows 95 マルチユーザ・マルチタスク Windows NT, UNIX 次:各々の説明

シングルユーザ シングルタスク ユーザ一人，コンピュータ一台，仕事一つ 一人で，優雅にコンピュータを使用する シングルタスク，シングルユーザ MS-DOS,CP/M,FLEX 一人で，優雅にコンピュータを使用する 次:たくさんの仕事がしたくなる

複数の仕事をしたい ユーザ一人，コンピュータ一台，仕事多数 シングルユーザ，マルチタスク OS-9,Windows 95,OS-2 次:発展とともに

インターネットの発達と共に ユーザが複数で協調作業，仕事も複数 マルチユーザ，マルチタスク Windows NT,UNIXワークステーション 次:複数のコンピュータを利用

複数のコンピュータを利用したい マルチプロセッサ(並列処理) 空いているコンピュータに仕事をさせよう 管理者が複数 職業案内所 IBM: SP-2 次:ＯＳの背景

オペレーティングシステム のまとめ: アプリケーションとユーザ，コンピュータの仲介を行う管理職?

ユーザインターフェース ユーザ(利用者)とコンピュータの接点 GUI(Graphical User Interface) CUI(Character User Interface)