コンピュータ
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コンピュータ(: computer)とは、自動計算機、とくに計算開始後は人手を介さずに計算終了まで動作する電子式汎用計算機。実際の対象は文字の置き換えなど数値計算に限らず、情報処理コンピューティングと呼ばれる幅広い分野で応用される。現代ではプログラム内蔵方式ディジタルコンピュータを指す場合が多く、特にパーソナルコンピュータメインフレームスーパーコンピュータなどを含めた汎用的なシステムを指すことが多いが、ディジタルコンピュータは特定の機能を実現するために機械や装置等に組み込まれる組み込みシステムとしても広く用いられる。電卓機械式計算機アナログ計算機については各項を参照。

コンピュータ



目次

1 呼称

2 語源

3 ディジタルとアナログ

4 概要

4.1 命令

4.2 ハードウェア

4.2.1 記憶

4.2.2 演算

4.2.3 制御

4.2.4 入出力

4.2.5 アーキテクチャ


4.3 ソフトウェア

4.3.1 プログラム

4.3.1.1 オペレーティングシステム




5 歴史

6 種類

6.1 携帯機器

6.2 研究段階のコンピュータ


7 脚注

8 関連項目

9 外部リンク

呼称

日本語においては、英語の「Computer」のカタカナ語として「コンピュータ」または「コンピューター」を用いる[1]

法用語では「電子計算機(でんしけいさんき)」という表現が刑法著作権法等で用いられている。また、手動の機械式計算機などと違う点を強調して「自動」の語が初期には入ることもあったが、近年はほぼ見なくなった。「電子計算組織」という語もあり、官公庁公式文書である入札公告条例などで21世紀に入った後の使用例も見られる[2][3]。「組織」の用法は大体「システム」といった意味のようである。

電算機という語もあり、「電算業務」といった形で電算と略しても使われているが、情報処理学会が歴史について調査した際に、学会誌『情報処理』に掲載された富士通における歴史を述べた記事[4]によれば、電子計算機以前の頃、リレーによる計算機によりサービスを開始した同社が(「電子」じゃないけど、ということで)使い始めた言葉であろう、と書かれている。

他に、人工頭脳[5]や電子頭脳、中国や台湾や香港などでもよく使われる電脳といった言葉がある。
語源

英語の 「Computer(コンピューター)」は算術演算(数値計算)を行う人を指す言葉だった。この用法は(英語圏では非常に稀になりつつあるが)今でも有効である。オックスフォード英語辞典第2版では、この語が機械的な計算装置を指す言葉として使われた最初の年を1897年と記している。同辞典では、1946年までに、異なるタイプの計算機を区別するために、「Computer」に付く修飾語句がいくつか導入している。これらの修飾語の中には「Analogue(アナログ)」、「Digital(ディジタル)」「Electronic(エレクトロニック)」といった語が含まれている。しかし様々な引用文から、1946年以前にこれらの語が既に使われていたことは明らかである。
ディジタルとアナログ

(ディジタル)コンピュータは数値計算以外にもあらゆる情報処理を行えるものであるのに対し、アナログ計算機はそうではないので、以下、「コンピュータ」という表現と「計算機」という表現が混用されるが、意図的なものである。

ディジタル計算機とアナログ計算機という分類もあるが、アナログ計算機は現代ではほとんどマイナーな存在となったことから、単にコンピュータという表現でディジタルコンピュータを指すことが多い。

なお、「コンピュータ」という語を特に「電子」計算機を指す語として使う場合があり、その用語法では、アナログ計算機のうち特に電子式アナログ計算機を指すのが「アナログコンピュータ」ということになる。

また、対象が連続量ではなく、整数のような離散的であるものは(例えばエレクトロニクスを使っていなくても)「ディジタル」である。良い例としては、そろばんはディジタルであり、そろばんのことを指してアナログと言うのは誤りである。

アナログ計算機は、電気的現象・機械的現象・水圧現象を利用してある種の物理現象を表現し、問題を解くのに使われる計算機の一形態である[6]。アナログ計算機はある種の物理量を別の物理量で表し、それに数学的な関数を作用させる。入力の変化に対してほぼリアルタイムで出力が得られる特徴があり(これはいわゆる「高速型」の場合の話である。時間をかけてバランスが取れた状態を見つけ出すとか、移動量の合計を得るといったような「低速型のアナログ計算機」もある)、各種シミュレーションなどに利用されたが、演算内容を変更するためには回路を変更する必要があり、得られる精度にも限界があるので、ディジタルコンピュータの性能の向上とDA/ADコンバータの高精度化・高速化によって、コストパフォーマンス的にもそちらで代替したほうが有利となり、その役割を終えた。

なお、かつて電子式アナログコンピュータの重要な要素として多用されたものと同じ機能を持つ電子回路は、IC化された「オペアンプIC」として今日でも広く使われているが、モジュール化され簡単に使えるものになっているため、全くコンピュータとは認識されていない。

以上のようにアナログ計算機が「量」(物理量)によって計算を行うのに対して、ディジタルコンピュータは、数(digit)によって「計数的」に計算を行う。現代ではもっぱらエレクトロニクスを用いて、2値論理による論理演算と、二進法による数値表現を使っている(タイガー計算器のように歯車の離散的な角度により十進法を表現するものもディジタルな計算機であるし、機械として見ると2値論理方式の機械でも、数の扱いとしては3増し符号などにより十進法のものもある。数値の表現法である「x進法」と、論理のモデルである「x値論理」は、厳密には別のものであることに注意)。
概要アナログ計算機の仕組みについては「アナログ計算機」を参照

1940年代に最初の実用ディジタルコンピュータが登場して以来、コンピュータに使われる技術は、特に微細化という点では劇的に変化してきた。しかし現在のところ、基本的にはノイマン型の構成を受け継いでいる。
命令詳細は「命令 (コンピュータ)」および「機械語」を参照

コンピュータの命令は人間の言語に比べるとずっと貧弱である。コンピュータは限られた数の明確で単純な命令しか持っていないが、曖昧さは全くない。多くのコンピュータで使われている命令の典型的な例としては、「5番地のメモリの中身をコピーしてそのコピーを10番地に書け」とか「7番地の中身を13番地の中身に加算して結果を20番地に書け」とか「999番地の中身が0なら次の命令は30番地にある」といったものである。

コンピュータの内部では命令は二進コード、つまり2を底とする計数法で表現される。例えば、インテル系のマイクロプロセッサで使われるあるコピー命令のコードは10110000である。


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