第1回：デジタルコンピュータの夜明け前から正午迄

簡単な自己紹介

皆様は今何歳ですか？私は米寿（88歳）を過ぎました。「もうろくしているかも知れないのにIT最先端のWEBサイトで語れるのか？」と御心配と思います。私も少し心配ですが、発想を逆に「人生の経験者の話も面白いかもしれない」と考えて頂ければ、と希望します（図1）。

【図1】織田信長：人生僅か50年！

現代人：人生100年、88歳はまだ働き盛り！

1.コンピュータ（計算機の機械自体＝ハードウェア）

情報と同様、計算機にもアナログとデジタルがある。世界の文明は、事象を文字で記録する事、つまりデジタル化で築かれたと考える人もいる（例えば；遺言：養老孟司著　新潮新書）。以後は特に断らない限り、デジタル計算機のみを対象としたい。

1.1　夜明け前

コンピュータと言う言葉は、英語のcompute（計算、計算する）にerを付けけた「計算する者」から出て、計算機を経て現在は電子計算機（electronic computer）を意味している。語源はラテン語のputo=to think でこれに接頭語com を付けて「一緒に考える⇒計算する」となった。dispute議論するやrepute評判する、も同じ語源を持つ。

一方、手押しの計算機はcalculatorで語源のcalculusはラテン語で小石を意味し、小石で数を数えた名残である（図2a）。英語のcalculusには医学の結石の意味や数学の微積分の意味もある。

【図2a】Calculus（小石） 小石で数える。

【図2b】算盤（小石で数えるのと似ている：デジタル計算機）と計算尺（対数利用のアナログ計算機）

【図2c】機械式計算機（原理は17世紀に確立、20世紀前半から次第に手動から電動に変わる。）

【図2d】電卓（IC:集積回路使用の演算専用機）1960年代から開発され、関数計算もできるようになっている。

数を数えるには木等に傷を付ける方法もある。日本語化したスコアscoreの語源の古代英語skorは刻み目を意味する。文字の起源もこの様な刻みであったと思われる（図3）。

【図3】スコア(得点score)の原義は「刻み目」印を付けて数を記憶した。文字の初めでもあり、文明の基でもあった。

計算機の初めは原理的には石を集めて数えたのと変わらない算盤（英語abacus）で、その語源もラテン語よりも古い（図2b）。異説もあるが、機械式の計算機（加減算）の開発者は17世紀半ばのB.パスカルとされ、これをG.ライプニッツが改良し加減乗除を可能とした。この歯車手動の計算機（図2C）は1930年代から次第に電動化された。

【図4】ベバレッジはコンピュータの祖と呼ばれている。
『もっと精密に製作してくれれば、見事に計算した筈だ！』

1.2　夜明け

一方19世紀前半に英国人数学者のC.ベバレッジは、パンチカードでプログラムを指示した自動計算機を開発した。製作精度の問題で稼動しなかったが、理論上は正しく、彼が現在のコンピュータの祖と呼ばれている（図4）。19世紀後半に米国人H.ホレリスはカードの鑿孔（さんこう）機と処理機を開発して国勢調査に貢献し、IBM社の礎を創り1936年に英国人A.チューリングは論文で有限サイズのテープに記憶されプログラムを実行する万能計算機を定義し現代コンピュータの基礎理論を確定した。つまり記憶装置上の不要になったデータを消して新しい必要なデータに順次置き換え使用するという有限メモリーを無限に使う方法である。それ故、現代コンピュータをチューリングマシンとも呼んでいる。

残念ながら、軍事や戦争は技術の進歩を加速する。ドイツ人のK.ツーゼは1938年電気駆動で0と1の2つの数字を基本とする2進（次回を参照）浮動小数点使用の機械的計算機Z1を作成、その後Z4まで開発し軍事用航空力学の計算用にS1、S2を作った。英国では1943年に真空管利用のColossusが敵国ドイツの暗号解読用に開発された（図5、6）。

【図5】残念な事だが、戦争はコンピュータ技術を進化させた。
ドイツや米国では航空力学や弾道計算用に、英国では敵国暗号解読用に開発された。
英軍『大変だ！ドイツでV型ミサイルが成功したらしい』

【図6】解読器　米海軍が暗号解読に用いたBombe。
提供：Daniel Terdiman/CNET

米国では1942年世界初のデジタル電子計算機（真空管使用）ABC、次いで1946年ENIACが完成し弾道計算等に利用された。現在のコンピュータとの根本的な違いは、汎用性に乏しい点である。

1.3　朝から正午へ(午前)

1946年にハンガリー系米国人J.V.ノイマンが「プログラム内蔵方式」を考案した。従来の電子計算機はプログラムが機械自体つまりハードウェア（hardware:本来金属製品の意味で木製品の対比語、コンピュータでは機械部分やその集合体）で決められていたのに対し外部からプログラムを与えて実行させる方式を提案し、ソフトウェア（software: ハードウェアの対比語でプログラムやその関連文書）の概念の確立ともなった。1949年EDSACが造られこのノイマン型の出現でコンピュータ時代は「朝」を迎えた。1951年にUNIVACが米国統計局のために開発され、その後商品化された。IBMも1952年に701等を発売したが振るわず、1964年発売の360型が優れており、その後小型のmicrocomputerの出現（後述）までIBMの諸機種が世界を席巻した。

コンピュータは基本的に入出力、演算、記憶、制御の諸装置で構成されている。演算装置は、0と1の2進数に対応した状態（例えば電流を通さない0と通す1の状態）に応じ開閉する多数の電子素子から成り立ち演算を行い、記憶装置との間でデータをやり取りして演算を進行させる。人間とのデータのやり取りを行なう入出力装置を含め、全システムを制御し仕事を遂行させるのが制御装置である（この間の事情は、例えば拙著建築技術者のための電子計算機の応用（オーム社1963発刊）に詳述してあるが、50年以上も前の事であり、絶版である）。制御，演算を合わせCPU（Central Processing Unit）と呼び、現在は数十億個の半導体素子が集積されて形成されている（図7）。

【図7】大規模集積回路

以後、素子の小型化集中化でコンピュータの小型化軽量化が進み消費電力は減少して性能が向上したが、素子の変化等に応じて以下の様な世代に分けられている。

第1世代　1945〜　真空管

第2世代　1965〜　トランジスタ

第3世代　1975〜　IC（集積回路）

第4世代　1985〜　LSI（大規模集積回路）

第5世代　1990〜　ノイマン型を越え推論機能を持つ。

第6世代として量子コンピュータが実用化されつつある。

（次回に続く）