サイバーキャットロボコム君のまんがコンピュータ昔話
非ノイマン型コンピュータってなあに?

コンピュータのしくみを学ぼう!まんがコンピュータ昔話
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IPv6ってなに?

質問 そーり:IT戦略会議にも取り上げられているIPv6とは何だね?(投稿日2000/09/29)


ロボコムくん:IPv6はインターネット・プロトコル・バージョン・6の略です。 現在のプロトコルのバージョンは4ですが、32ビットIPアドレスが 全部で40数億個しかないので2010年あたりで枯渇してしまうことが 予想されています。 IPv6のIPアドレスは128ビットですので10億の2乗個、全国民一人に一つずつ、 国民総背番号としてIPアドレスを与えることができるどころか、 すべての電子機器にIPアドレスを割り当てることも可能です。 また、IPv4と比較してセキュリティも向上しています。 そーり:ロボコム君それはいいね! IPv6はセキュリティが向上してるから ハッカーたちに犯歴データを照会されたりする危険性もないんだね?
セマフォってなあに? 質問 赤ちゃん:まるちたすくOSのセマフォについておちえてくだちゃい
ロボコムくん:シングルタスクOSでは使用中のメモリが 他のタスクによって書きかえれらてしまうということは起こりません。 しかし、UNIXのようなマルチタスクOSではタスクによって使用されているメモリが 別のタスクによって破壊されてしまう恐れがあります。 セマフォはこのような共有メモリが破壊されてしまうことを防止します。 タスクは使用したい共有メモリを使用する際に、共有メモリが使用中かどうかセマフォ関数を調べます。 セマフォ関数が0であれば共有メモリは使用中であるので使用できません。1になるまで待ちます。 セマフォ関数が1であれば、共有メモリが使用可能を意味しているのでこのセマフォ関数から−1して 共有メモリを使用します。この−1する動作をP動作といいます。 タスクが共有メモリの使用を終えるとセマフォ関数に+1して 他のタスクがこの共有メモリを使用できるようにします。この動作をV動作といいます。 セマフォとはP動作とV動作で共有メモリを使用できるようにするしくみのことです。
非ノイマン型コンピュータってなあに? 質問 赤ちゃん:非ノイマン型のコンピュータとはなんでちゅかぁ?
ロボコムくん:たいへんむずかしい質問です。それではまず、ノイマン型コンピュータとは 何かを解説します。 むかーし、むかし、あるところのコンピュータの中には 中央演算処理装置(CPU)というのがあってな。 このCPUは、つながっておるメモリにアクセスしてはデータを一つ一つとりだして 命令語を解釈して演算処理しておった。 じゃが、メモリにアクセスして取り出せるデータは一度に一つじゃったから それほど高速には演算処理できなかったんじゃ。 遠いむかしの物語じゃよ... というわけなのです。 非ノイマン型コンピュータは、このノイマン型コンピュータの欠点を克服するために 現在研究、開発中のコンピュータです。 超並列処理、メモリのアドレスではなくデータを直接取り出すしくみなどが必要とされています。
仮想メモリってなあに? 質問 赤ちゃん:仮想メモリとはなんでちゅか?
ロボコムくん:解説しましょう。 昔々、あるところのコンピュータには メモリの価格が高くて大きなメインメモリは搭載できませんでした。 それでも欲の深い意地悪なユーザーさんはどんどんプログラムの機能にケチをつけ 「あの機能も欲しい!」「これを実現できる機能が欲しい!」とわめきました。 それでしかたなくプログラマさんは大きな大きなプログラムを書くようになりました。 そしてある日、大きな大きなプログラムは、 もはやコンピュータのメインメモリにおさまりきらなくなりました。 限りある資源(リソース)を大切にね! メインメモリからプログラムがあふれてしまえば もうコンピュータは作動しなくなってしまいます。 うーんよわったな。よわったな...どうすればいい?みんなが思案しました。 すると頭のよいある研究者が言いました。 「とりあえず、使わないプログラムやデータは押し入れにしまっておこう!」 押し入れとはその昔のコアやハードディスクと呼ばれた補助記憶装置のことです。 メインメモリがいっぱいになったら使われそうにないデータやプログラムはセグメント、ページ単位 で補助記憶装置に保存して、また必要になったときは補助記憶装置からメインメモリに復元する。 こうすることでメインメモリが見かけ上あたかも増えたようになりました。 ときどき補助記憶装置が忙しそうにキリキリ音を立てますが、 再びコンピュータが動くようになりました。 めでたし、めでたし。 (お父さんお母さんへ:メモリの集積度がムーアの法則にのっとって補助記憶装置を上回るように なったとき、この仮想メモリも役目を終えることになるでしょう。)
質問:タスクとプロセスの違いは何ですか?
ロボコムくん:タスクもプロセスも同じものです。UNIXではプロセスというようです。
OSI(Open Systems Interconnection)基本参照モデルとは何ですか? 質問 赤ちゃん: OSI基本参照モデルとはなんでちゅか?
ロボコムくん : OSI基本参照モデルはコンピュータ通信の論理モデルです。 いまのところ7階層のモデルが考えられています。それは 1.物理層→2.データリンク層→3.ネットワーク層→4.トランスポート層 →5.セッション層→6.プレゼンテーション層→7.アプリケーション層 となっています。 現在存在するどのプロトコルもこのOSI基本参照モデルを 参考にして作られています。 7階層も多層化すると効率が悪いのではないかとお考えの方も多いでしょう。 その通りです。現実では1つのプロトコルが何層も兼ねています。

(参考) 7階層OSI参照モデルとTCP・IPプロトコルの階層構成比較
ユーザ アプリケーション アプリケーション層(7層),セッション層(6層)プレゼンテーション層(5層)
トランスポート コントロール プロトコル(TCP) トランスポート層(4層)
インターネット プロトコル(IP) ネットワーク層(3層)
イーサネット/ネットワーク ドライバー 物理層(1層),データリンク層(2層)

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