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授業展開＃７

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）. 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. 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 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） ファイルシステムの提供 　（ＦＤＤ、ＨＤＤなどのファイル管理）. コンピュータの起動. 電源ＯＮ

judith
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授業展開＃７

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Presentation Transcript

  1. 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. 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

  3. 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。

  4. 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） • ファイルシステムの提供 　（ＦＤＤ、ＨＤＤなどのファイル管理）

  5. コンピュータの起動 • 電源ＯＮ • ＣＰＵが物理的に設定されている特定アドレスを指定して、実行させる（ＢＩＯＳ　ＲＯＭ）。 • ＢＩＯＳの処理 • ＩＰＬの実行 • ＯＳの起動

  6. 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）。

  7. 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。

  8. 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 • 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）

  9. 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

  10. 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 • １９９５年　マイクロソフト　Ｗｉｎｄｏｗｓ９５ アルト リサ

  11. 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

  12. マイクロソフト • 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。

  13. 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

  14. 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。

  15. 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。 • 足しあわせた結果をメインメモリの番地１７に格納する。 • 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。

  16. 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 • 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

  17. 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

  18. 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。 • ＴＳＳ（Time Sharing System）とは何か。 • アッセンブリ言語とは何か。

  19. 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

  20. 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）

  21. 復習 • スイッチング素子：種類と特徴 　　リレー、真空管、トランジスタ、ＩＣ • 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

  22. 復習 • ＯＳ（機能、種類） • プログラミング言語（種類）

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