コンピュータの構造２ （ＯＳとアプリケーション）

Presentation on theme: "コンピュータの構造２ （ＯＳとアプリケーション）"— Presentation transcript:

1 コンピュータの構造２ （ＯＳとアプリケーション）
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）

2 補助記憶装置 ＦＤ：２Ｄ、２ＤＤ、２ＨＤ、８インチ、５インチ、３．５インチ ＨＤＤ：数ＭＢ～１００ＧＢ、５４００、７２００回転／分
ＣＤ－ＲＯＭ：６４０ＭＢ 　　　　　　　　ＣＤ－Ｒ、ＣＤ－ＲＷ ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）：４．７ＧＢ（片面１層の場合） 　　ＤＶＤ－ＲＯＭ：読み出しのみ 　　ＤＶＤ－Ｒ：１回のみ書き込み可能 　　ＤＶＤ－ＲＡＭ、ＤＶＤ－ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ：複数書き込み可能 ＭＯ（Magnetic Optical）：１２８ＭＢ、２３０ＭＢ、６４０ＭＢ、１．３ＧＢ、２．３ＧＢ

3 HDDの構造 ディスクプラッタ：磁性体が塗布された円盤 読み書きヘッド アーム

4 ＨＤＤの構造 セクタ クラスタ トラック トラック ＨＤＤの記憶容量＝１トラックあたりの記憶容量×１シリンダ あたりのトラック数×シリンダ数
すべての面の同一円周上の トラックをすべて集めた円筒 クラスタ 1 2 トラック トラック ＨＤＤの記憶容量＝１トラックあたりの記憶容量×１シリンダ 　　　　　　　　　　　　　　あたりのトラック数×シリンダ数 １トラックあたりの記憶容量＝ １トラックあたりのクラスタ数× 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１クラスタあたりのセクタ数× 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１セクタあたりの記憶容量

5 ＦＤ 規格例（３．５インチ、２ＨＤ：両面高密度倍トラック） アンフォーマット時容量：２．０ＭＢ フォーマット時容量：１．４ＭＢ
トラック密度：１３５ tracks/inch 記録密度：17,434 bits/inch 記憶面数：２ トラック数：８０／面 セクタ長：５１２ byte セクタ数：１８／トラック 記憶容量＝２×８０×５１２×１８ 　　　　　　　　＝1,474,560byte≒1,4MB セクタ 1 2 トラック１ トラック０

6 USBメモリ 記録部：フラッシュメモリ 記憶容量：8メガ～128ギガバイト
専用のドライブ装置を必要としないため利便性が高く、駆動部もないため衝撃にも強い。小型なため可搬性に優れている。 　　フラッシュメモリ (flash memory) ：書き換え可能、不揮発性の半導体メモリ

7 ＤＶＤの規格 ＤＶＤ－ＲＷ（ＤＶＤ＋ＲＷ） ＤＶＤ－ＲＯＭ レーザーで相変化書き込み プレス形成したもの 書き換え可能 書き込み不可
　レーザーで相変化書き込み 　書き換え可能 ＤＶＤ－ＲＯＭ 　プレス形成したもの 　書き込み不可 ＤＶＤ－ＲＡＭ 　レーザーで相変化書き込み 　書き換え可能 ＤＶＤ－Ｒ（ＤＶＤ＋Ｒ） 　レーザーで色素に書き込み 　書き換え不可

8 HD DVD ・ディスク容量： 再生専用[15GB(片面1層) 30GB(片面2層)]
・レーザー波長：405nm(青紫色レーザー) ・レンズ開口数(NA)：0.65 ・データ転送レート：36Mbps ・ディスク直径：120mm ・ディスク厚：1.2mm(光透過保護層厚：0.6mm) ・映像記録方式：MPEG4 AVC / VC-9 / MPEG2 ・音声記録方式：AC3 / MPEG-1 Layer2など

9 Blue-Ray ・ディスク容量： 再生専用[25GB(片面1層) 50GB(片面2層)]
・レーザー波長：405nm(青紫色レーザー) ・レンズ開口数(NA)：0.85 ・データ転送レート：36Mbps ・ディスク直径：120mm ・ディスク厚：1.2mm(光透過保護層厚：0.1mm) ・映像記録方式：MPEG4 AVC / VC-9 / MPEG2 ・音声記録方式：AC3 / MPEG-1 Layer2など

10 ディスプレイ R、G、B 各８ビットとする ２８×２８×２８＝２２４＝１６，７７７，２１６色 画素数 ＶＧＡ ：横 ６４０×縦 ４８０ドット
　２８×２８×２８＝２２４＝１６，７７７，２１６色 画素数 　ＶＧＡ　：横　６４０×縦　４８０ドット 　ＳＶＧＡ：横　８００×縦　６００ドット 　ＸＧＡ　：横１０２４×縦　７６８ドット 　ＳＸＧＡ：横１２８０×縦１０２４ドット 　ＵＸＧＡ：横１６００×縦１２００ドット

11 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

12 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。 ＯＳ
　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 ソフト２ ＯＳ デバイスドライバ　／　ＢＩＯＳ ハードウエア

13 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）
　（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）

14 コンピュータの起動（ブート） 電源をONした直後は、メモリ上にはOSは存在しない。OSをロードして起動するためのブートストラップローダと呼ばれる特殊なプログラムをロードする。 多段階のブートストラップローダがよく使われ、ある小さなプログラムから別の小さなプログラムを呼び出すことを繰り返して、最終的にOSが起動される。 電源ＯＮ ＢＩＯＳ（ハードウェアとの最も低レベルの入出力を行うためのプログラム）処理 ＩＰＬ（OSを起動するためのプログラム）の実行 ＯＳの起動

15 ＢＩＯＳ （Ｂａｓｉｃ Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ Ｓｙｓｔｅｍ）
ＢＩＯＳ （Ｂａｓｉｃ　Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ　Ｓｙｓｔｅｍ） 起動時のＢＩＯＳの処理 ＣＰＵとバス管理ユニットのチェックと初期化 ディスプレイモニタへの表示処理の開始 各種ハードウェアのチェックと初期化 起動ドライブの検出 ブートストラップローダ（起動プログラム）の起動 パーティションテーブルが検索され、ブートセクター（HDDやFDのブートプログラムコードを格納している部分）が読み込まれる。 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）。

16 ＩＰＬ（Ｉｎｉｔｉａｌ Ｐｒｏｇｒａｍ Ｌｏａｄｅｒ）
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。

17 OSの歴史 １９５５年 ノースアメリカン航空、大型計算機用 １９６４年 ＯＳ／３６０（ＩＢＭ）：大型計算機用ＯＳ
１９５５年　　ノースアメリカン航空、大型計算機用 １９６４年　　ＯＳ／３６０（ＩＢＭ）：大型計算機用ＯＳ １９７０年代　ＵＮＩＸ：ミニコン用ＯＳ １９７４年　　ＣＰ／Ｍ（デジタル・リサーチ）：マイクロコンピュータ用ＯＳ １９８１年　　ＭＳ－ＤＯＳ（マイクロソフト→ＩＢＭ） １９８２年　　ＰＣ－９８０１（ＮＥＣ）Ｎ８８－ＢＡＳＩＣ １９８４年　　マッキントッシュ（アップル）：ＧＵＩ １９８５年　　ウインドウズ１．０（マイクロソフト）：ＭＳ－ＤＯＳがベース １９９２年　　ウインドウズ３．１（マイクロソフト）：ＭＳ－ＤＯＳがベース １９９５年　　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 １９９８年　　ウインドウズ９８（マイクロソフト） ２０００年　　ウインドウズ２０００（マイクロソフト）（Ｍｅ） ２００１年　　ウインドウズＸＰ（マイクロソフト） ２００７年　　ウインドウズVista（マイクロソフト）

18 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

19 ＧＵＩ １９８１年 ゼロックス アルトを開発 １９８３年 アップル リサを発売 １９８４年 アップル マッキントッシュを発売
１９８１年　ゼロックス　アルトを開発 １９８３年　アップル　リサを発売 １９８４年　アップル　マッキントッシュを発売 １９９５年　マイクロソフト　Ｗｉｎｄｏｗｓ９５ アルト リサ

20 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

21 マイクロソフト １９７５年 ＭＩＴＳ社がＡｌｔａｉｒ８８００発売
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－ＤＯＳとなる（１９８１年）。 １９８５年　Ｗｉｎｄｏｗｓ１．０を開発する。 １９９５年　Ｗｉｎｄｏｗｓ９５を発売する。

22 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

23 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。

24 アセンブリ言語による計算例 １＋２＝３の計算例 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。 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）　　１５番地の内容をレジスタＡに格納する ＡＤＤ　Ａ，　（１６）　　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 ＬＤ　（１７）　Ａ　　　　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。

25 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
　　　　　　　　→　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

26 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

27 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。 アッセンブリ言語とは何か。

28 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

29 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）

30 復習 CPU：機能と構造 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

31 復習 ＯＳ（機能、種類） プログラミング言語（種類）