HOME 教育用公開ウェブサービス ROBINS

情報機器の購入からリサイクルまで〜スマートフォンに至る歴史〜

C1ラボラトリー 伊藤智博

情報処理概論 WebClass Google+ files syllabus 52227 C1 情報機器の準備

ガイダンス

シラバス

情報処理概論

教科書

授業計画

Googleスプレッドシート

学内での無線LAN[YUNET_EDU]の利用

Google+への参加

Google+ 【課題】Google+の情報処理概論のコミュニティに参加して,ノートに日付と署名を書いて写真を投稿してください. →提出先

教科書を買ってきた人への加点

Google+ 【課題】本日,教科書を購入してきた人は,教科書に署名をして,署名が写った写真をGoogle+に投稿してください.→提出先

学術情報基盤センターのパソコンへのログイン確認

「山形大学教育用アカウント」は、サイトによっては「情報系センターのアカウント」と表記されていることもあります。 Google+のコミュニティに参加するときは、すでにお持ちの個人のGoogleアカウントでもできますが、山形大学教育用アカウントでの参加を推奨します。

【課題】学術情報基盤センターのパソコンに[山形大学 教育用アカウント]を使用してログインしてください.

WebClassは、山形大学で導入しているe-learningシステムだ。 山形大学 教育用アカウント から ログインできる。

WebClass 山形大学 教育用アカウントでWebClassにログインし、情報処理概論のコースにメンバー登録しよう。( WebClass ユーザマニュアル) メンバー登録が終わったら、出席データを送信しよう。スマートフォンでは「出欠」をタップ、PCでは左メニューから出席データの送信をクリック。

情報機器の歴史

計算機の登場とCPUの歴史

手回し計算機

歯車などの機械要素の組み合わせにより、演算を行う計算機で,歯車を使うため音が大きく,時間もかかる問題点があった.→タイガー計算器米沢高等工業学校本館 電子計算機展示室(教室)

エニアック(1946年)

コンピュータが初めて登場したのは で, アメリカで発明されエニアック(ENIAC)と命名された. ENIACは,砲撃射表の計算のために開発された. 当時のコンピュータは 真空管を使っているため,発熱量が多く故障も多いという問題があった. プログラムのために配線を変更が必要となり,現在のプログラム格納型計算機とはやや異なる方式であった.

プログラム格納型計算機の登場(1949年)

プログラムのために配線を変更をなくすために,フォン・ノイマンが数学的基礎を与えた.プログラム格納型はノイマン型と呼ばれることもある.1949年に,イギリスでEDSACが開発された.

メインフレーム(1950年代〜1980年代)

入力装置,中央演算処理装置(CPU),主記憶装置(メモリ),補助記憶装置,出力装置と呼ばれる現代のコンピュータと同じ構成になっている.

1950年代に真空管を使用したメインフレームが実用化された. 日本では1956年に岡崎文次らによってFUJICが開発された.

1960年代にトランジスターを使用した計算機となり,消費電力が軽減された第2世代型メインフレームの時代へとなった.

1970年代になると集積回路(IC)が開発された第3世代型メインフレームの時代となり,より消費電力の軽減と故障率の減少がなされた.

コンピュータ発展時代(1980年代〜2003年)

多人数でメインフレームを共用する利用形態から,個人がネットワークで接続されたパーソナルコンピュータ用いる利用形態へと大幅に変化した. メインフレームの時代では導入形態によるオーダーメードなOSが主流であったが,UNIXやMS-DOSなどの標準的なオペレーティングシステム(OS)が普及した. この標準的なOSは,C言語で記述されており,コンピュータ固有の命令で書かれたアセンブラコードの部分が少なく,新しいコンピュータが開発されたときの移植性に優れていた.

さらに,ネットワーク技術も発達し,1982年には,現在のインターネットの通信にも使用されているイーサーネット2.0の仕様が策定されるなど,ネットワーク技術の飛躍的進歩した. ネットワーク技術の普及により,インターネットを介してWorld Wide Web(WWW)の閲覧や電子メールによる情報交換が一般化した. このため,コンピュータは,情報処理業務に携わる専門家の利用から,一般的なビジネスへ,さらには家庭でのインターネットの利用へと広がっていった.

集積回路技術の発展によって,コンピュータのCPUの回路がすべて1チップの半導体の中に搭載可能になったことである. これをマイクロプロセッサと呼び,1980年代には,32ビットの本格的なマイクロプロセッサが登場し,メインフレームに変わって主力として使用されるようになる.

図1. 主なUNIX OSの歴史

参考:UNIX歴史

マルチコア時代

急速に発展してきたコンピュータの性能向上にも限界が訪れた. CPUの消費電力が増大したからだ. CPUが 時間あたりで情報を処理する際に発生する 熱量が同じでも, クロック周波数が増加すれば, 消費電力は増加する. 例えば 3GHzクロック周波数で動作するCPUの 消費電力は膨大だ. 2005年に発売されたPentium4消費電力は, なんと 89Wに達した. これは ヒトの基礎代謝の一人分に匹敵する. さらに,CPUの性能が向上するにつれて,命令やデータを蓄えるメモリの速度がついていけなくなってしまった. このため,2003年以降は,単体のCPUの性能を上げるよりも,1つのLSIの上のCPUの個数を増やすことによって性能を向上する方法が一般化していった.この方式をマルチコア方式と呼ぶ. 現在のCPUは,スマートフォン用の比較的小さいものでも,2もしくは4つのコアが搭載されるようになった. デスクトップやノートPCでは4つから6つのコアが搭載されたCPUが採用されるようになっている.これらのCPUには,アプリケーションの負荷に合わせて動作周波数を動的に変化させて 消費電力を軽減する機能が搭載されている. 一方では,サーバ用のCPUでは,8つから16つのコアが棟されたCPUが採用させるようになってきている. 消費電力による発熱をより軽減するために,負荷に合わせて動作周波数を制御するだけではなく,CPUコアを停止する機能も有している.

コンピュータを構成するCPU以外の部品

主記憶装置(メモリ)

データを記憶するメモリは,ROMとRAMに区別される. ROMは電源が切れてもデータが保存される読み込み専用の不揮発メモリである. 一方,RAMは読み書きができるが,電源が切れるとデータが消滅する揮発メモリである. CPUは,メモリから制御コードやデータを読み込み,演算処理を行う.
参考: 情報技術基礎,p. 54, コロナ社.

入力装置

入力装置はコンピュータに指示やデータ入力を行うための装置であり,キーボードやマウス,タッチパネル,タブレット,Webカメラ,イメージスキャナなどがある.
参考: 情報技術基礎,pp. 54-55, コロナ社.

出力装置

出力をするためにディスプレイやプリンターがあります.

補助記憶装置(ストレージ)の歴史

メモリは電源を切るとデータが消滅しますが,補助記憶装置は保存されます. 磁気記憶媒体には、 ハードディスク,フロッピーディスク, 磁気テープがありました.ハードディスクは高速回転する 磁性材料からなる円盤に,磁気の変化で0と1を表すことでデータの読み書きができる装置である. 高速回転する円盤にヘッドを移動して読み書きするため,振動などで,ヘッドが高速回転したディスクに接触すると破損することが多かった. 最近は,フラッシュメモリを使用したSSDが補助記憶装置とて使われるようになった. また,パソコンに搭載されるハードディスクの容量も飛躍的に増加し,デスクトップ用のHDDでは,1TB以上が標準となっている. ストレージとCPUを通信するための通信経路のスピードアップが図られてクラウドになりました。

スマートフォンの登場

スマートフォンは高い多機能携帯電話であり,パソコンに近い機能を有する携帯電話である. スマフォはウェブの閲覧や電子メールの読み書きをするために不要なキーボードやマウス,ストレージを取り除き,目的に特化した情報端末である. 前述したタッチパネルとディスプレイ,CPU,メモリ,フラッシュメモリ,クラウド技術を組み合わせて,液晶ディスプレイをタップして様々なアプリを動作できる. 現時点は,メールを読んだり,ホームページを閲覧するだけであれば,スマートフォンで十分であろう.

失敗 SIMフリーのiPhoneがアクティベートにSIMが必要

ウエラブル端末

2015年に発表された情報通信白書によると国民の40%がその内容をある程度理解している.

その他の情報機器

無線LAN装置

家庭用通信機器

UPSとデュプレックスシステム

植物動物 がないと生きていけない.コンピュータは何が必要だろうか?もし,HDDが壊れてデータが消えたら,データが消えないようにするためには?

参考:情報技術基礎,pp. 18-19, コロナ社.

情報機器の購入とリサイクル

情報機器の購入

情報機器の償却年数を考慮して購入しましょう.購入したパソコンは何年使う予定ですか?用途は何ですか?
例題)自宅でウェブの閲覧に使うパソコンの性能は,どれくらい?
CPUの性能は?,メモリの容量は?,ハードディスクは,SSDを搭載しようか?ノートか,デスクトップか?
設置場所は,どれくらいかなぁ?ご予算はいくらか?
→ いや,スマホかタブレットで十分ではないかなぁ?
失敗談)ウェブでの検索専用なので,タブレットで十分だと判断して7インチのタブレット端末を購入したけど,「キーボードがないと入力が面倒だ」と 言われ,結局3日後にはパソコンを使うことになりました.
→ 利用者の使い方も分析しておこう.

リサイクル

パソコンやスマートフォンはリサイクル法(資源有効利用促進法)で定めた法律に従って廃棄します.手順は行政のルールに従います.
米沢市の場合,パソコンの製造販売メーカーの受付センターに申込を行ってください.
パソコンリサイクルについて/米沢市
スマートフォンは,小型家電リサイクル法に該当します.
バーゼル条約
→ UPSは鉛蓄電池を搭載しています.→
リプレイスサービス/Omron

携帯電話1トンに金300グラムが含まれている。 毎年新学期になると、売れ残った新品の携帯電話が廃棄される。 もっとも人件費がかかるのは、箱から携帯電話を取り出すところだという。 炉で有機成分を焼き飛ばし、有機溶媒による抽出で金を回収する。 税金による補助金で操業するものの、コストがペイする目処はまったく立っていない。

廃棄された携帯電話( 無機工業化学

情報の5S

5S とは,整理(Seiri),整頓(Seiton),掃除(Souji),清潔(Seiketu),躾(Situke)の頭文字をとっています.

ハードディスの容量が数TBになり,クラウドの容量も10GB以上になって,ファイルや画像などの情報は,日に日に増加する一方である.

Google+ 【課題】電子メールの5S
電子メールを長年使っているとメールボックスの容量は肥大化し,10年で数GB程度になる. 肥大化した電子メールボックスの5Sを進めるための実施案をノートに記述してください. さらに,ご近所さんにノートにコメントと署名をもらってください. Google+の[01. 情報機器の購入からリサイクルまで]のカテゴリにノートの写真をアップロードしてください →提出先

学内での無線LAN[YUNET_EDU]の利用

次回

2017/4/17の情報処理概論は,4号館211教室で「データ通信技術からスマートグリッドまで〜ライフラインとインターネット〜」についての講義を行います.


山形大学 大学院 理工学研究科 C1ラボラトリー
〒992-8510 山形県米沢市城南4丁目3-16 3号館(物質化学工学科棟) 3-3301
准教授 伊藤智博
0238-26-3753
http://c1.yz.yamagata-u.ac.jp/

QRコード
https://edu.yz.yamagata-u.ac.jp/Public/52227/52227_01.asp