言語、データベース、インターネット

共通科目情報処理(講義)、社会学類対象、1997年05月16日

                                       電子・情報工学系
                                       新城 靖
                                       <yas@is.tsukuba.ac.jp>

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■復習

揮発的なメモリ（ＩＣ）、永続的なメモリ（ハードディスク）
オペレーティング・システム。
仮想化。抽象化。
ファイル
ディレクトリ
木構造

■コンピュータ言語

コンピュータと人間の両方が「理解」できる「人工言語」。普通の人間が理解できるのは、普通は自然言語（日本語、英語、・・・）。「人工言語」には、次のようなものがある。

コンピュータ言語
数学で使うような記号や表記法
化学式

コンピュータのハードウェア（ＣＰＵ）が本当に「理解」できるのは、機械語だけ。コンピュータが「理解」できるために、コンピュータ言語では、「構文」と「意味」が厳密に決まっている。

コンピュータ言語の種類

プログラミング言語（プログラマ）
スクリプト言語（強力な利用者、導入者）
マークアップ言語（ドキュメントを書く人）

コンピュータ言語を学ぶことの意義

新しい物の考え方を学ぶ。コンピュータの身になってものを考えるる
コンピュータを使う時に、コンピュータの動きが予想できるようになる。

■プログラミング言語

プログラミング言語とは、プログラムを書くための人工言語である。人間の思考の速度ととコンピュータの速度の差を埋めるもの。

２つの実行方式

コンパイラ。元（ソース）プログラムを、ＣＰＵが実行可能な機械語に直す。プログラムを実行する時には、コンパイラはいらない。
インタプリタ。元（ソース）プログラムを、ほとんどそのままの形で「データ」としてメモリに保存している。プログラムを実行時には、インタプリタが必要である。

インタプリタも、またプログラムの一種。普通は、コンパイラ方式の言語で書かれていて、機械語になっている。インタプリタもまた別のインタプリタで動いていることもある。

メタレベル・プログラミング。インタプリタの動きを制御する。

Ｃ言語は、コンパイラ言語。Ｃ言語のコンパイラは、Ｃ言語で書かれている。

ＣＰＵは、機械語のインタプリタ。

Javaは、中間。Javaコンパイラは、Javaのソース・プログラムを、Java仮想計算機(Java Virtual Machine)の機械語に変換する。実行させるには、Java仮想計算機のインタプリタのプログラムを動かすか、Java仮想計算機のプログラムを本当の計算機(CPU)の機械語に変換して動かす。WWWブラウザには、JavaVM のインタプリタが組み込まれている。

種類

BASIC
C
Pascal
Lisp
Java
Fortran

分類

手続き型。コンピュータのハードウェアを抽象化したもの。
関数型
論理型
オブジェクト指向

■プログラム言語で考えるとコンピュータはどう見えるか

いろいろな抽象化。

変数。: メモリを抽象化したもの。
代入: メモリ間のコピーを抽象化したもの。
関数（＋，－，＊，／，＜，＞，＜＞，＝など）: CPUの計算機能を抽象化したもの。
サブルーチン: よく使われる小さなプログラムの断片。名前がある。大きなプログラムを小さなサブルーチンの集合として作る。分担作業をする。再利用。手抜き。
if, for, WHILE WEND: プログラム・カウンタの制御を抽象化したもの。
ファイルの扱い: ファイル操作、永続的なメモリの利用。

データ型（符号）

整数
実数(浮動小数点)
文字、文字列

普通のプログラミング言語では、そのままでは音や絵の符号は扱えない。

■Basic

いろいろな抽象化。昔のBasicは、抽象化の度合が低く、コンピュータの仕組みが見える場所が多かった。Visual Basic は、名前こそ Basic だが、別の言語と思った方がいい。

古いBasicの抽象。

変数。: メモリを抽象化したもの。
行番号、ラベル。: プログラムが保存されている番地を抽象化したもの。
関数（＋，－，＊，／，＜，＞，＜＞，＝など）: CPUの計算機能を抽象化したもの。
IF, GOTO, FOR NEXT, WHILE WEND: プログラム・カウンタの制御を抽象化したもの。
INPUT, PRINT: 入出力を抽象化したもの。
LOAD, SAVE: プログラムの主記憶と二次記憶の間のコピーを抽象化したもの。
代入: メモリ間のコピーを抽象化したもの。

データ型（符号）

整数
実数(浮動少数点)
文字列

音や絵の符号は扱えない。

■emacs(ng)のバッファ

emacs のバッファ(buffer)。メモリを抽象化したもの。メモリに、ファイルのように名前を付けることができる。名前空間は、線形。数が少ないので、木構造になっていない。

■データベース

蓄積されたデータと、それを管理するプログラムを合わせてデータベースと呼ぶ。単純なファイルではない。保存されているデータ（レコード）の間には、ある種の「一貫性(consistency)」がある。

データベースを使う理由

検索が早い
一貫性を持った更新ができる
同じデータを、いろいろな「視点」で見ることができる

■トランザクション

データベースのデータを一貫性を保ったまま更新するための仕組み。最終的にには、全ての更新を完全に行うか、まったく更新を行わないかのどちらかにする。中途半端な更新を存りえないようにする。 All or nothing。

簡単なトランザクション。エディタでファイルの更新する。完全に更新できたら、保存する。そうでなければ、保存しない。

トランザクションで使う考え方

トランザクション開始(begin)
コミット(commit)。開始から行ってきた操作が全て永続的になる。
アボート(abort)。開始から行ってきた操作が全て無効になる。

例

キャッシュカードでお金を下ろす。
口座間で送金する。

■図書館の文献検索の機能を使う

http://www.tulips.tsukuba.ac.jp/ 筑波大学図書館蔵書検索 (OPAC)

大事な考え方。

AND。すべてのキーワードを含む。
OR。いずれかのキーワードを含む。

インターネット ( internet )とは、もともとネットワークのネットワークという意味です。インターネットとは、いくつかのネットワークが相互接続されたものです。類似の言葉に、インターナショナル(international)というものがあります。ここで、ネットワークとは、それぞれ独立した方針で運営されている計算機ネットワークです。ＬＡＮやパソコン通信などは、インターネットではないネットワークに分類されます。

世界最大のインターネットは、インターネットと呼ばれています。これは、英語で書くと、固有名詞のということで頭を大文字にして the Internetと綴られます。この章で説明するものは、この固有名詞としてのインターネットです。

固有名詞としてのインターネットは、次のような意味を含んでいます。

TCP/IPという共通の通信プロトコルにもとづくネットワークのネットワーク
このネットワークを活用し発展させる人々のコミュニティ(community)
このネットワークを通じて到達できる計算機資源の集積

よくインターネットのことを「世界最大のコンピュータ・ネットワーク」と紹介されることがあります。これは、(1)に関する側面しか語っていません。それ以外にも、(2), (3)の意味合いもあります。

現在のインターネットは、 ARPANETという、1960年代の終りにアメリカ国防省の資金による研究プロジェクトの結果作られたネットワークが元になっています。ARPANETの研究成果の１つとして、TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol)という通信プロトコル（通信の約束）があります。TCP/IPは、プログラムとプログラムが会話をするための仕掛けです。インターネットという言葉は、the Internetに電子メールを交換できる範囲を意味することもあります。

インターネットの哲学は、「つながるものはなんでもつなげる」ということです。そういう意味では、現在使われている技術は、しばらくたつと限界に達するでしょう。しかし、「つながるものはなんでもつなげる」という考え方は、ずっと生き残るでしょう。そういう意味でインターネットは、ブームで終ることは決しあり得ないと言えます。

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Last updated: 1997/05/22 21:26:28

Yasushi Shinjo / <yas@is.tsukuba.ac.jp>