コンピュータとは コンピュータ：内部に蓄積された手順に従い、 　　　　計算などの処理を実行する機械

コンピュータとは？ 内部に蓄積された手順に従って 計算などの処理を実行する機械

コンピュータの世代 コンピュータ前史 第 1 世代 (1960) 真空管 第 2 世代 (1960 1965) トランジスタ 　第 1 世代 (1960) 真空管 第 2 世代 (1960 1965) トランジスタ 第 3 世代 (1965 1970) IC (集積回路) 第 3.5 世代 (1970 1980) LSI (大規模集積回路) 第 4 世代 (1980 ) 超LSI (超高密度集積回路)

コンピュータの五大機能 コンピュータには五つの機能で成り立つ …ことが多い。 必ずしもと言うわけではないが、 　ノイマン型コンピュータの大半にはこれらがある。 それではその五つの機能とは？

コンピュータの五大機能

①制御機能 プログラムの命令を解読し、他の各装置に指示を出す機能．制御機能は、全て装置を統括する ＣＰＵ マザーボード

制御機能について CPU (Central processing unit)が担当。 プロセッサ自体、その他に対し… ・動作タイミング ・動作内容　　　　　の指示を担当 作業者に指示を与える管理者の役割

②演算機能 解読されたプログラムの命令に従って，データを処理する機能

演算機能について CPU (Central processing unit)が担当。 ・算術演算 ・論理演算 の実行を担当 ・論理演算　　　　　の実行を担当 実際に仕事をする作業者の役割

CPUとは CPU：Central Processing Unit 中央処理装置や 中央演算処理装置 と呼ばれる

CPUとは(概要) 記憶装置にあるプログラムを順次読み込む プログラムの内容を解釈、実行 バスと呼ばれる回路を通じて、入出力装置、記憶装置へデータ通信

CPUの構造 クロック同期型のCPUが一般的 規則正しい命令タイミング：クロック信号 クロック信号が早いほど、高性能 …と言われる

CPUの動作 フェッチ、デコード、実行の3ステップで動作 フェッチ：メモリ内に蓄積されたプログラムの 呼び出し 実行：指定された操作を実行

ムーアの法則 最も有名な公式：集積回路上のトランジスタ数は「18ヶ月ごとに倍になる」 式での表現：n年後の倍率 p は、 p = 2n / 1.5 5年後：10.08倍 20年後：10 321.3倍

ムーアの法則

③記憶機能 主記憶装置：プログラムやデータを一時的に保存する装置 プログラムやデータ，処理結果などを記憶として保存する機能 メモリ 補助憶装置：プログラムやデータを保存する装置 ハードディスク　　　フロッピーディスク　　CD-ROM/DVD

記憶機能について１ 各種メモリが担当 処理手順記載のプログラム 処理前後のデータ 一時的、恒久的に記憶(保存)する 事務作業をするときの机やノートの役割

記憶機能について2 記憶装置には大きく2種類 主記憶装置 補助記憶装置 主記憶装置：CPUチップ内やDRAM,SRAM 　　　　　(机やその上のノートに相当) 補助記憶装置：ハードディスクやDVD、USBメモリなど 　　　　　(引き出し、キャビネット、倉庫に相当)

記憶装置の階層構造 一次(主)記憶装置 CPUが直接アクセス可能な 記憶装置。 キャッシュメモリや メインメモリが該当。 机やノートに該当。 キャッシュメモリ：数kB～8MB メインメモリ：数百kB～数GB

記憶装置の階層構造 二次(補助)記憶装置 必要な情報を一次記憶装置に 伝送。大きな容量、頻繁に アクセスしないデータを保存。 HDD、CD、DVD、BR、 フラッシュメモリ、フロッピー 磁気テープ、紙テープ、パンチカード などなどが該当

記憶装置の階層構造 三次記憶装置 ロボット機構等を使用。 滅多に使わないデータ保存 企業等にて大規模な ストレージシステムを準備 倉庫に該当

③記憶機能 主記憶装置：プログラムやデータを一時的に保存する装置 プログラムやデータ，処理結果などを記憶として保存する機能 メモリ 補助憶装置：プログラムやデータを保存する装置 ハードディスク　　　フロッピーディスク　　CD-ROM/DVD

記憶装置の特性 揮発性メモリと不揮発性メモリ 不揮発性： 電力供給がなくなっても、保存され続ける (一般的に低速) 揮発性： 電力供給がなくなると、保存内容が消える。 (高速)

記憶装置の特性 書き換え可能？ 読み書き可能(リードライト) 情報をいつでも上書きできる。 例：RAM (Random Access Memory) 一次記憶装置に使用。 読み取り専用(リードオンリー) 例：CD-ROM、DVD-ROM

記憶装置の特性 書き換え可能？ 一度だけ書き込み可能(ライトワンス) 三次記憶装置やオフラインストレージに使用 例：CD-R、DVD-Rなど リライタブル 読み出しは自由。上書きは自由にできない。 例：CD-RW、DVD-RWなど

記憶装置の性能 記憶容量 デバイスまたは媒体が記憶できる全容量。 大きいほど、記憶できるデータも大きいが… 記憶密度 情報をどれだけコンパクトに記憶できるか。 単位長さ、面積、体積辺りの記憶容量。

記憶装置の性能 レイテンシ ストレージの特定位置にアクセスするまでの時間。 一次：ナノ秒、二次：ミリ秒、三次：秒単位程度 スループット 単位時間当たりの読み書きの速度。 メガバイト毎秒などの単位を使用。

ネットワーク

ネットワークに関する用語 LAN (Local Area Network) 限られた区域内に設置された，コンピュータ同士を接続し、データのやりとりを行うネットワークシステム WAN (Wide Area Network) 遠隔地にある企業の本支店や工場などのコンピュータやLANを，NTTなどの通信業者が提供する通信回線（公衆回線）を利用して接続した広域ネットワーク

LANとWAN 支店A 支店C LAN LAN WAN LAN LAN 支店B 支店D

ネットワークに関する用語 インターネット（Internet） イントラネット（Intranet） 大小様々なネットワークが相互に接続された世界規模のネットワーク イントラネット（Intranet） インターネットの技術を使ってLANの内部だけでデータの共有とやりとりを行うネットワークシステム

通信プロトコル（Protocol） ネットワーク上でデータ通信を行うために必要な 通信規約（取り決め）を通信プロトコルという。 （a）TCP/IP（Transmission Control Protocol / Internet Protocol） 　●インターネットの標準プロトコル 　●TCPとIPは異なる機能を持ち，互いの役割を分担

通信プロトコル（Protocol） 通信プロトコル： TCP/IP：基本プロトコルであるTCPとIPに由来 TCP (Transmission Control Protocol) データの送信順番の維持や到達確認を行う。上位層からの送信データをパケットという小さな小包に分割して下位層へ渡す。このときに通知パケットを混入しておき、これが戻ってこないときには再度送信。 IP (Internet Protocol) 上位層からパケットを受け取ると、送信先のIPアドレス(番地)が記録されているIPヘッダ情報を付加。経路選択の方法も定義しており、ネットワーク間のルーターで行われる。

通信プロトコル（Protocol） TCP/IPのアプリケーション層には以下のプロトコルが存在 ・FTP (File Transfer Protocol): 　2台のコンピュータ間でファイル転送を行うプロトコル。 ・HTTP (Hyper Text Transfer Protocol): 　WWWサーバーとクライアント間の通信を行うプロトコル。 ・SMTP (Small Mail Transfer Protocol): 　メールサーバーにメール送信を行うプロトコル。SMTPに対応した 　メールサーバーをSMTPサーバーと呼ぶ。

通信プロトコル（Protocol） TCP/IPのアプリケーション層には以下のプロトコルが存在 ・POP3 (Post Office Protocol version 3): 　サーバーから着信メールを受信する場合に用いるプロトコル ・IMAP (Internet Message Access Protocol): 　POPと同様のプロトコル。メールサーバーで管理されているため、 　タイトル無しや、Re:のみといったメールを排除することが可能。 ・MIME (Multiple Internet Mail Extensions): 　メール内部に画像・音声といったファイルを取り扱えるように機能を 　拡張したプロトコル

IPアドレス コンピュータごとに割り当てられた識別番号 32[bit]で与えられ，8[bit]ごとに区切られる (0～255までの十進数で表示) 自分のPCに割り振られるIPアドレスを参照 Ex. OS: Windows 7 Windowsマーク⇒すべてのプログラム⇒アクセサリ⇒コマンドプロンプト CUIのウィンドウが開いたら、Z:\>の後に “ipconfig”と入力し、 Enterキーを入力

IPアドレス IPアドレスは以下の2種類に分類 グローバルIPアドレス 世界中で1つしかないアドレス プライベートIPアドレス 　世界中で1つしかないアドレス プライベートIPアドレス 　LAN内部の限定範囲内で使用するアドレス

ネットワーク機器を全てIPv6に変更する必要 IPv6 (Internet Protocol version 6): 現在のIPアドレスは32[bit]で表現しているが，IPアドレスが不足(IPアドレス枯渇問題)． IPv6は128[bit]でIPアドレスを表現して上記の問題解決を図る． ネットワーク機器を全てIPv6に変更する必要 2011年4月15日をもって、 APNIC (Asian-Pacific Network Information Center) におけるIPv4アドレスの在庫は枯渇いたしました。 本件に関し、APNICからもアナウンスが出されています。

インターネットの仕組み http://www.gifu-nct.ac.jp/index.html gifu-nct.ac.jp DNS (Domain Name System)： 32[bit]で表現されるIPアドレスを接続先として指定するが、IPアドレスを分かりやすい文字列に変換する機能 URL (Uniform Resource Locater)： Web上の情報を閲覧するときに目的の情報のアドレスの認識に使用 http://www.gifu-nct.ac.jp/index.html プロトコル名　サーバ名　ドメイン名　ファイル名 　　　　　　　　　gifu-nct.ac.jp 第3レベルドメイン　第2レベルドメイン　トップレベルドメイン　

インターネットの代表的なサービス t-kitagawa@gifu-nct.ac.jp gifu-nct.ac.jp 電子メール 　ユーザ名　　　　　ドメイン名 　　　　　　　　　gifu-nct.ac.jp 第3レベルドメイン　第2レベルドメイン　トップレベルドメイン　

インターネットへの接続方法 接続回線の種類(ナローバンドとブロードバンド) 電話回線： 電話回線をデータ通信に利用 通信速度：300[bps]-56[kbps] アナログ-デジタル信号変換にはモデム装置を使用 ISDN (Integrated Services Digital Network)： 統合デジタル通信網を利用 通信速度： 通信用Bチャンネル64[kbps] 制御用Dチャンネル16[kbps] データ通信を全デジタル化(ノイズに強い)

インターネットへの接続方法 接続回線の種類 xDSL (x Digital Subscriber Line): ADSL / HDSL / SDSL / VDSL など、電話線を利用して高速デジタル通信を行う技術の総称。電話回線に使われる銅線に電話では使用しない周波数帯域に高周波の信号を流して高速通信を実現 ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line): 音声伝送用やISDNよりも高い周波数帯域を利用してデータ転送 データ転送速度：ダウンストリーム:数十[Mbps]、アップストリーム：数[Mbps]

インターネットへの接続方法 接続回線の種類 CATV (ケーブルテレビ接続)： CATV網を利用して提供されるインターネット接続サービス。加入者宅にケーブルモデムと呼ばれる装置を配置し、これにCATVの同軸ケーブルを接続して利用 データ転送速度：数[Mbps]-数十[Mbps] 基地局からの距離によるデータの劣化(ノイズ)に強い FTTH (Fiber To The Home)： プロバイダと各家庭を光ファイバーケーブルで接続 データ転送速度：10-100[Mbps] 光ファイバー網の整備の確認が必要

ソフトウェア

ソフトウェアの分類

ソフトウェアの分類

OS (Operating System) ハードウェアとソフトウェアの間を仲介し，応用ソフトウェアが動作するように設定したり，ディスプレイやプリンタなどの周辺機器を管理・制御したりする基本ソフトウェア 　　　　　例）Windows，MacOS，Linuxなど

ユーザインタフェース ユーザがコンピュータを利用したり，アプリケーションソフトウェアに対して情報の受け渡しを行ったりする仕組み ユーザインタフェースではGUIによるOSとCUIによるOSに分類される

GUI (Graphical User Interface アイコンのような図柄を冷す操作によってコンピュータの　サービスを受けるユーザインタフェース

CUI（Character User Interface） キーボードからコマンドを入力することによって， コンピュータのサービスを受けるユーザインタフェース

ミドルウェア OSとアプリケーションソフトウェアの情報の受け渡しを担当。 データベース管理(DBMS)や運営管理を担当

ソフトウェアの分類

アプリケーションソフトウェア 応用ソフトやアプリとも呼ばれる 　　CAD：2次元、3次元の製図を行う　 フリーソフトから数百万円に至るソフトまで様々。 他にも文書作成、表計算、圧縮解凍、 ウィルス対策など

アプリケーションソフトウェア 上位互換と下位互換 ソフトウェアに改良が加えられると、新しいバージョンが公開・発売 古いバージョンで作成したデータ ⇒　新バージョンで使用可能 ：上位互換 新バージョンで作成したデータ ⇒　古いバージョンで使用可能 ：下位互換

コンピュータウィルス

コンピュータウイルスの定義 経済産業省での制定ではコンピュータウィルスは以下のように定義 　経済産業省での制定ではコンピュータウィルスは以下のように定義 第三者のプログラムやデータベースに対して意図的に何らかの被害を及ぼすように作られたプログラムであり、次の機能を1つ以上有するもの． 自己伝染機能 潜伏機能 発病機能

情報セキュリティの基礎知識 ウィルスの機能 自己伝染機能 自らの機能によって他のプログラムに自らをコピーしまたはシステム機能を利用して自らを他のシステムにコピーすることにより、他のシステムに伝染する機能 潜伏機能 発病するための特定時刻、一定時間、処理回数 等の条件を記憶させて、発病するまで症状を出 さない機能 発病機能 プログラム、データ等のファイルの破壊を行った り、設計者の意図しない動作をする等の機能

情報機器工学　期末試験について 赤字の単語、内容を埋めるタイプの問題 2月16日　14：40　–　16：10　(90分)