Your SlideShare is downloading. ×
0
計算機理論入門01
計算機理論入門01
計算機理論入門01
計算機理論入門01
計算機理論入門01
計算機理論入門01
計算機理論入門01
計算機理論入門01
計算機理論入門01
計算機理論入門01
計算機理論入門01
計算機理論入門01
計算機理論入門01
計算機理論入門01
計算機理論入門01
計算機理論入門01
計算機理論入門01
計算機理論入門01
計算機理論入門01
計算機理論入門01
計算機理論入門01
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×

Thanks for flagging this SlideShare!

Oops! An error has occurred.

×
Saving this for later? Get the SlideShare app to save on your phone or tablet. Read anywhere, anytime – even offline.
Text the download link to your phone
Standard text messaging rates apply

計算機理論入門01

186

Published on

Published in: Education
0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total Views
186
On Slideshare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
1
Actions
Shares
0
Downloads
0
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

Report content
Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
No notes for slide

Transcript

  • 1. 計算機理論入門 2012 年度後期 垂水共之tarumi@ems.okayama-u.ac.jp 20121002 講義後誤り修正
  • 2. 計算機とは• Hardware – 実際の処理を行う• Software – 処理手順の記述
  • 3. Hardware• 構成要素 5大装置 – 中央処理装置 • 演算装置 • 制御装置 • キャッシュメモリ – 記憶装置 • 主記憶装置 • 補助記憶装置 – 入力装置 – 出力装置
  • 4. • 入力装置から入力されたプログラムは記 憶装置上に記憶される。• 制御装置は、記憶装置にあるプログラム を順次引出し、その命令の種類を判断し 、 演算処理装置に四則演算をするよう 指示したり、出力装置に結果の出力(表 示)を指示する。
  • 5. 入出力装置( I/O unit )• 入力 – 計算機に情報を与えること• 出力 – 計算機から結果を表示・書き出すこと• 入出力 – 入力、出力をまとめた総称
  • 6. 入力装置• 人間が理解できる「外部表現」から、 計算機が理解できる「内部表現」への変換装 置• 代表的な入力装置 – キーボード – マウス – イメージ・スキャナ – バーコード・リーダー • QR コード – マークシート・リーダー  OMR – 音声入力 – 光学文字読取 ( OCR   optical character reader ) – 各種センサー
  • 7. 出力装置• 計算機が理解できる「内部表現」から、 人間が理解できる「外部表現」への変換装置• 主な出力装置 – ディスプレイ装置 • ブラウン管(陰極線管) CRT   Cathode ray tube • 液晶モニタ LCD   Liquid crystal display – プリンター  printer – 文字出力 – グラフ出力 – 白黒出力 – カラー出力
  • 8. 中央処理装置 CPU central processing unit• (算術論理)演算装置  ALU   arithmetic and logic unit – 数値演算 • 四則演算 基本は足し算(加法) – 論理演算・比較演算 • 真 (true) 偽 (false)• (逐次)制御装置  control unit – メモリにある処理手順を順に処理する
  • 9. 64 bits CPU• 一度に処理(計算)できる桁数 – 内部では2進数で計算 – 2進数での桁数 – 2進数1ケタ= 1bit (ビット) =0 か1の 2 つ の状態 – ビット数が大きいほど、計算できる範囲が広 い 8の倍数• 近年の CPU の発展 – 4bits, 8bits, 16bits, 32bits, 64bits 6の倍数• 歴史的には – 24bits, 36bits, 60bits
  • 10. 計算速度• MIPS Million Instructions Per Second – 1 秒間に処理できる命令数 – Million = 100 万• GFLOPS   Giga Floating Operations Per Second – 1 秒間に処理できる実数演算(浮動小数点演算) の命令数 – Giga = 1000million – 実数演算は整数演算の 10 倍から 30 倍程度時間が かかる• スーパーコンピュータ 京(けい) – 1 秒間に1京回 – 1 京 =10,000,000,000,000,000=10P( ペタ )
  • 11. 記憶装置• 主記憶装置 4GB ~ 8GB – プログラム、データ、演算結果の格納• 補助(外部)記憶装置 1TB ~ 2TB – 低速であるが、大容量、不揮発(電源を切っても 記憶している)• キャッシュメモリ – 1 次キャッシュ  CPU に内臓(最高速) 1 MB – 2 次キャッシュ 主記憶より高速 
  • 12. 主記憶装置• 記憶素子( LSI   Large Scale Integrated Circuit) – RAM Random Access Memory – ROM Read Only Memory • 書き込み(変更)ができない。
  • 13. 補助(外部)記憶装置 固定式• ハードディスク・ドライブ  HDD – 円盤の直径により 3.5, 2 インチ – 容量は1 TB~2TB が現在の主流
  • 14. 補助(外部)記憶装置 可搬式• 磁気方式 – FD   Floppy Disk • 直径の大きさによって、 2, 3, 3.5, 5.25, 8 インチがあっ た • 一番良く使われた 3.5 インチ FD で 1.44MB 程度• 光方式 640MB – CD Compact Disk 4.7GB – DVD Digital Versatile Disk 25GB – BD Blu-Ray Disk – 何れにも  ROM, -R, -RW などがある – DVD, BD には 2 層式の DL(Double Layer 、容量は 倍)も
  • 15. 補助(外部)記憶装置 可搬式 2• フラッシュメモリ方式 – USB メモリ – SD カード • 最大 2 GB • 標準サイズ、ミニ、マイクロ – SDHC カード • 現在は 64GB まで
  • 16. 1.44MB   3.5 インチ FD• 文庫本5冊程度の内容が記憶可能• 梅棹忠夫著「知的生産の技術」が16行42 文字のページ立てで218ページ ( 16×42×218 = 146496 文字、日本語1文字 は2Bを使用するため 146496×2 = 292992B =約 286 KB。 1.44 MBのフロッピーに 5 冊分記憶できる• SFの傑作、アシモフの「銀河帝国の興亡 1」(東京創元新社文庫)。これはページ数 が多く、 18 行 43 文字立ての本文 343 ページ 、約 519 KBでFD1枚に 3 冊弱分がはいる
  • 17. 閑話休題• 昔入力装置として最もポピュラ- なものは「穿孔カ-ド入力装置」 であったが、今ではほとんど利用 されなくなった。「穿孔カ-ド」 はカ-ド穿孔機により穿孔された 80欄カ-ドを用いる。1文字で もタイプミスするとカード1枚作 り直すことになる。さらに機械的 にカードに穴をあける、その音の すさまじさよ。• プリンタも 132 文字同時にインパ クトとしていたラインプリンタか ら、1文字ずつのインパクトのシ リアルプリンタをたどり、現在の ページプリンタのようなノンイン パクトプリンタが主流になり、 やっと家庭でも使えるようになっ た。
  • 18. プリンタの種類• 印字方式による分類 – インパクトプリンタ  ハンマーで叩くことにより印字する              音がうるさいが、カーボンコピー が作れる – ノンインパクトプリンタ • 熱転写式プリンタ  インクを熱でとかして転写する • 感熱式プリンタ   「感熱紙」と呼ばれる特殊な用紙に熱を与えて                 発色させる • レーザー   コピー機械と同じ原理で、トナー             (黒い炭素の粉末)を磁化させて熱で定着 させる • インクジェット、バブルジェット             液体状のインクを吹き付けて印字する• 色による分類 – 白黒プリンタ – カラープリンタ• ラインプリンタ( LP Line Printer ) – 1 行分まとめて同時に印刷• 頁プリンタ
  • 19. プリンタの解像度• Dpi = dots per inch – 1つの点(ドット)の細かさを表す指標としてdp iという単位が使われる。 – 1インチにいくつのドットを出せるかを表す。 – 値が大きいほど解像度が高く、きれいな印字になる 。 – レーザープリンタで 600dpi から 2400dpi – インクジェットプリンタで 360dpi から 720dpi 程度 – 活版印刷の代わりになるものとして 1200dpi から 6000dpi 程度のものもあるが、値段が高くなる。• スキャナの解像度も dpi であらわす。 – 現在の主流は 1200dpi から 2400dpi 程度である。• 家庭用の FAX の解像度 – 200dpi から 300dpi 程度である。
  • 20. KMGTPE• 計算機では2進数が使われるため、2の巾乗 で数えることが多い。• 2の10乗が1024と1000に近いため 、計算機の世界では210を1K(キロ)とし て取り扱う。すなわち、•    1K(キ ロ) = 210  = 21 0 (千)•    1M(メ ガ) = 210K = 22 0 (百万)•    1G(ギ ガ) = 210M = 23 0 (十億)•    1T(テ ラ) = 210G = 24 0 (一兆) 10 5
  • 21. 練習問題• 問題1 計算機のハードウェアの構成要素を、 その機能によって分類しなさい。また、各機能 の概要を説明しなさい。• 問題2 入力装置、出力装置をそれぞれ二つあ げ、その概要を説明しなさい。• 問題3 主記憶装置、演算装置、制御装置の概 要を説明しなさい。• 問題4 キャッシュメモリの概要を説明しなさ い。• 問題5 磁気タイプと光タイプの補助(外部) 記憶装置の例をあげ、その概要を説明しなさい 。

×