2 コンピュータープログラムの歴史
2.1 なぜプログラムが必要か?
所詮、コンピューターはプログラムの通りに動作する自動計算機に過ぎません。 もし、プログラムが無かったらどうなるでしょうか?。コンピューターは、全 く動作せず、何もできません。いかに、すばらしいハードウェアーがあっても、 プログラムが無いと、それはただの箱です。プログラムの無い計算機といえば、電卓を使うことを思い浮かべるでしょう。 電卓のみを用いて、例えば連立方程式を計算する場合を想像しましょう。この 場合、人間の頭にその解法があり、それに従い手を動かして計算しています。 この場合、プログラムに相当しているものが、頭の中にあり、指を通して、ハー ドウェアーである計算機に指示を与えています。
では、いったいプログラムとは何でしょうか?。一言で言うと、それはコンピュー ターに指示を与えるものといえます。その特徴は、
- あいまいな表現が許されない。
2.2 プログラム方法の変遷
未完に終わりましたが、最初にコンピューターを考えたと言われるのが、イギ リスのチャールズ・バベッジ(Charles Babbage, 1791-1871)です。当時、イギ リスは産業革命で、大量の織物が作られていました。それは、ジャカールが発 明した自動織機で作られていました。織物の柄はパンチカードに書かれており、 それに従い機械が自動的に織物を作っていたようです。バベッジはそれを利用 して、自動計算機を作ろうと考えたようです。最初に稼動した電子計算機は、アメリカのENIACです。それは、プログラムボー ド呼ばれる配線板上の配線を組み替える方法で、プログラムが書かれました。 これは、ハードウェアーそのものを変えることにより、プログラムしているこ とになります。要するにコンピューターの動作を配線で示したわけです。
もう少し進化すると、メモリーにプログラムを書くようになりました。0と1を 全てメモリー上にスイッチで指定するようなことが行われていました。コン ピューターの動作を0と1で示しています。これこそ、機械語です。今もそうで すが、コンピューターは0と1でできた機械語しか分かりません。それをそのま ま指定していたわけです。例えば、足し算をするときは、
0010 0000 0001 0000 0000 0000 0000 1010と書きます。これは、メモリーの内容そのもので、これに従いCPUの線の電圧 が0や1になります。それに従い、論理回路が動作しました。
さすがに0と1を並べただけのプログラムは、分かりにくく、専門的なプログラ マーにしかプログラムはできませんでした。これをもう少し、分かりやすくし たのがアセンブラ言語です。先ほどの加算のプログラムを
ADDA GR1,ADDRESSと書きます。ADDというのは加算するという英語です。その後のAはきにしない でください。これは、GR1とADDRESSを加算しなさいという命令です。詳細は後 ほど学習しますが、先ほどの0と1が並んだプログラムよりは格段に分かりやす くなりました。これは、
- ADDA GR1
0010 0000 0001 0000
- ADDRESS
0000 0000 0000 1010
ただし、アセンブラ言語を機械語に翻訳する仕事は必要です。このアセンブラ 言語から機械語への翻訳をアセンブルするといいます。このアセンブルの作業 は、コンピューターに任せればかってにやってくれます。そのためのソフトウェ アーをアセンブラーといいます。
アセンブラーが開発されたことで、プログラムはかなり容易になりましたが、 それでもまだ、一部の専門家にしか使えません。もっと、人間に近いプログラ ミング言語が必要です。そこで、1950年代初頭にFORTRAN言語の登場となるわ けです。これは、皆さんが学習した通り、誰でもコンピュータープログラムが できます。これは、非常に人間の言葉に近く、加算は、
C=A+Bと書けばよいです。これは、人間にとって非常に分かりやすい表現です。しか し、コンピューターにとっては全く分からない表現になってしまいました。そ のために、このFORTRAN言語で書かれたプログラムを機械語に翻訳する必要が あります。翻訳は、コンピューターに任せればよく、そのためのプログラムが 用意されています。それは、コンパイラーと言われるプログラムです。皆さん は、FORTRANコンパイラーを使ったことがあるでしょう。あるいは、C言語のコ ンパイラーを使ったことがある人がいるかもしれません。
コンピューターのプログラム言語は、誰でもが間単にプログラムできるよう
に開発されてきました。
ホームページ: Yamamoto's laboratory
著者: 山本昌志 Yamamoto Masashi
平成16年9月7日