様々なコンピューター

コンピューターには、様々なものがあります。身近なところでは、パソコン、サーバー、スマートフォン、タブレットなどです。

コンピューターは、形状や機能・目的は異なるのですが、基本的な構造というのは共通しているところが多くなっています。

このページでは、コンピューターの基本的な機能、様々なコンピューター、コンピューターの利用形態について解説しています。。

5大機器・機能

コンピューターは、主に5つの機器・機能から構成されています。コンピューターを構成している物理的な機器・部品を ハードウェアといいます。

  • 制御
  • 演算
  • 記憶
  • 入力
  • 出力

パソコンでは、制御・演算(CPU)、主記憶(メモリー)、補助記憶(ハードディスク・SSD)、入力(マウス・キーボード)、出力(ディスプレイ)などにあたります。

制御・演算

コンピューターを構成する他のハードウェアやコンピューター全体の動作を制御します。各ハードウェアへのすべての命令はこの制御機器が出します。

CPUこれを担当するのは CPUになります。


CPUは、すべての機器とバスといわれる信号線により接続されています。各機器を制御する機能をもっています。

またCPUは、演算を行います。主記憶を担当するメモリー上のデータを読み書きしています。コンピューターの中では中枢を担うデバイスです。

記憶

記憶を担当するものには2種類のものがあります。主記憶機器と補助記憶機器です。

主記憶機器

データを一時的に保存・記憶します。コンピューターの電源を切るとデータは失われます。このような性質を揮発性といいます。

メモリーパソコンでは メモリーにあたります。メインメモリーというのは、主記憶という意味です。


何かのプログラムを起動させたり操作している時というのは、常にこのメモリー上にデータがおかています。データは一旦メモリーへ行き、CPUで処理を行います。CPUが直接アクセスして読み書きしているのは、このメモリーです。

保存する際は、主記憶から補助記憶であるハードディスクなどに書き込まれます。

補助記憶機器

データを長期的に保存・記憶します。コンピューターの電源を切ってもデータは失われません。このような性質を不揮発性といいます。

ハードディスクパソコンでは ハードディスクSSDになります。


メモリーは一時的な記憶しかできないため、データを保存しておきたい場合はハードディスクなどに書き込みます。データを書き込み保存するところであり、総称してストレージとよばれます。

逆にデータを読み書きする場合は、ハードディスクなどからメモリーにデータが読み込まれ、CPUによって読み書きが行われます。

またこれらのハードウェアを実際に使用できるようにするために、コンピューターには ソフトウェアであるOSが使われます。

OSは、内蔵されている補助記憶機器に書き込まれています。

パソコンを起動させると、ハードディスクやSSDからメモリー上に読み出されて CPUによって処理が行われます。またアプリケーションなどを起動させる際も、補助記憶機器からメモリーに読み出されます。

入力・出力

入力は、コンピューターにデータを入力する機器で行います。

マウスとキーボードパソコンでは主にマウスとキーボードになります。


他に、スキャナ、マイク、ペンタブレット。外からの情報をコンピューターに取り込むものはすべて入力機器になります。

マウスやペンタブレット、タッチパネルなどは、画面上で場所や座標を指定する入力機器であり、総称して ポインティング デバイスといいます。

出力は、コンピューターからデータを出力する機器で行います。

ディスプレイパソコンでは主にディスプレイになります。


他に、プリンター、スピーカー、ヘッドフォンなど。コンピューターで処理した情報を外部に出力する機器になります。


パーソナルコンピューター

自宅や会社で普段よく使うコンピューターは、パーソナルコンピューターです。

パソコンというのは、パーソナル・コンピューターの略で、個人向け・ひとりで使うという意味のコンピューターになります。

デスクトップ型、ノート型、一体型など様々です。

パソコンより高性能でグラフィックデザイン、設計、計算など業務用途で使われるコンピューターをワークステーションといいます。

スマートフォン・タブレット

スマートフォンタブレットもコンピューターです。携帯して使うことが多いことから、総称して モバイルということがあります。

タブレット

パソコンのメモリーにあたる主記憶部分を RAMやメモリー、パソコンのハードディスクやSSDにあたる補助記憶部分を ROMや内部ストレージ・外部ストレージといいます。

内部ストレージにフラッシュメモリー、外部ストレージにMicroSDカードなどに分けられていることがあります。

入力と出力は液晶画面です。出力にあたるディスプレイにタッチパネル・入力機能を持たせています。

GPSや傾きを検知する センサーなどが標準で搭載されているのが特徴です。

ウェアラブル・コンピューター

ウェアラブルは、身に付けるの意味。

スマートフォンやタブレットは、持ち運ぶ、手にとって使うコンピューターですが、それよりさらに小型化して、身に付けて使うものをウェアラブル・コンピューターといいます。

眼鏡や腕時計に、GPSやセンサーなどを搭載しているものです。

Google Glass、Apple Watchなど。3D映像を見ることができるヘッドマウントディスプレイ(HMD)もウェアラブル・コンピューターといえます。

それほど普及はしていませんが、心拍数を測る腕時計タイプのものは、それなりに需要があり使われています。

サーバー用コンピューター

サーバーには、NAS、会社内のファイルサーバー、ホームページが公開されるWebサーバー、データベースが保管されているデータベースサーバーなどがあります。

傾向として、複数の端末からアクセスされること、常時稼働していることがあげられます。

基本的な構成は、CPU、メモリー、ハードディスクです。省電力・省スペースなもの、CPUやメモリーなどハードウェアの性能が高いもの、ディスクが複数つながっているものなど形態は様々です。

サーバー用コンピューターは、バックアップや負荷の分散をはじめ、トラブル時でも運用が継続できるよう、ハードウェアを余分に付加して構成、すなわち 冗長性をもたせることがあります。

汎用コンピューター

企業などのシステムで計算や処理を行うコンピューターのこと。メインフレームともいいます。

大型で企業の基幹業務に適したハードウェアの構成になっています。

ネットワークでつながっている端末から入力されたデータや要求を、汎用コンピューターで計算し結果を返すということも多く、ホストコンピューターとしての役割もあります。

マイクロコンピューター

小さな一枚の基板に、CPU、メモリー、ROMを搭載しているコンピューター。OSには組み込みOSというものが使われます。

マイコン、組み込みシステムともいいます。

マイコンは、ルーター・プリンター・デジタルカメラなど情報機器、自動車、冷蔵庫・炊飯器・エアコン・洗濯機などの家電製品、自販機、券売機などの産業機器などありとあらゆる機器に搭載されています。

センサーと連動していたり、ランプ、音、タイマー、モーターの制御などを行います。

スーパーコンピューター

処理・演算を行うCPUを数千~数万個使い、高い計算能力・処理能力を持たせたコンピューターのこと。スパコンともいいます。

大規模な数値解析、シミュレーションを行います。気象予測など学術・研究用途で使われています。

国内では、気象庁、国立天文台、宇宙航空研究開発機構(JAXA)、国立環境研究所、理化学研究所、他に大学などがスーパーコンピューターを運用しています。

クラウド・コンピューティング

クラウドは雲という意味。遠く離れたところにコンピューターがあり、利用する形態を表しています。

例えば、インターネットを介してデータを保存するMicroSoft OneDrive、Google Drive、Dropboxなどのオンラインストレージがあります。

他にメール配信システム、販売・顧客管理システム、グループウェア、Google Apps for Work、Office 365などのアプリケーションやシステムを社外のコンピューターで運用する形態があります。

後者ではサービスを提供する事業者を ASP、提供されるソフトウェアのことを Saas サース、提供されるプラットフォームを Paas パースということがあります。企業の問題を解決する ソリューションビジネスのひとつです。

ユビキタス・コンピューティング

ユビキタスは、遍在するの意味。

身の回りに様々なコンピューターが遍在し、いつでも、どこでも、人があまり意識することなくコンピュータを使うことのできる環境、コンピューターによって生活や社会が支えられること。

モノのインターネット、Iotと概念は近く、Iotによってユビキタス・コンピューティングが実現するということができます。

ユビキタス・コンピューティングでは、ユーザーや環境の認識 コンテキスト アウェアネス、ユーザーとコンピューターのやり取り インタラクションの向上が重要になってきます。

パソコン、スマートフォン、タブレットのみならず、ICタグ、マイクロコンピューター、クラウド、センサー、音声・画像認識、人工知能 AI、ロボットによる自動化 RPA、ネットワークなどすべてを含みます。

(ユビキタス・コンピューティング:米国 計算機科学者 マーク・ワイザーの提唱)