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． 　　　　　　　　　　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． 　　　　　　　　　　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． 　　　　　　　　　　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． 　　　　　　　　　　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） 演算装置 制御装置 主記憶装置 補助記憶装置 入力装置 出力装置 中央処理装置 CPU データの流れ：　　　　　　　　制御信号の流れ： ■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． 　　　　　　　　　　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 ■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． 　　●五大装置のデータと制御信号の流れ ■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． ■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，CD-ROMなどが挙げられる． 演算装置 制御装置 主記憶装置 補助記憶装置 入力装置 出力装置 中央処理装置 CPU データの流れ：　　　　　　　　制御信号の流れ： 　　　　　　　　　　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） 　　　　　　　　　　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． 　　　　　　　　　　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 　　　　　　　　　　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． 　　　　　　　　　　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 デスクトップ型 　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． タワー型 ノート型 　　　　　　　　　　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． 　　　　　　　　　　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．　 　　　　　　　　　　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？ 　　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． 　　　　　　　　　　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 T Tera テラ 109 G Giga ギガ 106 M Mega 　　1012 T Tera テラ 　　109 G Giga ギガ 　　106 M Mega メガ 　　103 K Kilo キロ 　　10-3 m milli ミリ 　　10-6 μ micro マイクロ 　　10-9 ｎ nano ナノ 　　10-12 p pico ピコ 　　　　　　　　　　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． 　　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 　　　　　　　　　　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 　　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 　　　　　　　　　　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： 　　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 　　　　　　　　　　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 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 完 　　第１章のまとめ 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 　　　　　　　　　　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