第 19 章 ソフトウェア ハードウェアとソフトウェアの 違 い オペレーティングシステムの 役 割 を 理 解 する アプリケーションソフトとは 何 か グラフィカル ユーザー インターフェース マルチタスク クリップボード 1. オペレーティングシステム コンピューターは ハードウェアとソフトウェアで 成 り 立 っている パソコン 本 体 および 周 辺 機 器 のことを 総 称 してハードウェア(Hardware)と 呼 び そのハードウェア 上 で 働 く Windows Word IE などのプログラムを 総 称 してソフトウェア(Software)と 呼 ぶ ハードウェアを 単 にハードと 略 し ソ フトウェアを 単 にソフトと 略 すことが 多 い ソフトウェアは 大 きく2 種 類 に 分 けることができる Word のように 具 体 的 な 仕 事 をするソフトウェアを アプリケーションソフト(Application Software)と いう 一 方 Windows のように コンピューターに 対 して 基 本 的 な 動 作 しかしな オーエス ) いソフトウェアをオペレーティングシステム(Operating System: 略 して OS という OS は ハードウェアとアプリケーションソフトの 仲 介 役 をすることが 主 な 仕 事 である パソコン 本 体 は 様 々な 企 業 が 各 自 の 仕 様 で 製 造 しているため その 上 で 同 じアプリケーションソフトを 動 かすことはできない 1 そこで ハードウェアの 違 いを 吸 収 し アプリケーションソフトに 対 して 標 準 的 なインターフェース 2 を 提 供 することが OS の 重 要 な 仕 事 となる 3 1 近 年 は パソコンの 内 部 仕 様 もだいぶ 統 一 規 格 が 用 いられるようになってはいるが 完 全 な 互 換 性 はない 特 に 異 なった CPU を 採 用 しているとソフトウェアはまったく 異 なってしまう 2 インターフェース 界 面 異 なる 二 つの 機 構 の 仲 介 役 のこと ここでは ハードウェアとアプリ ケーションソフトの 仲 介 役 を 意 味 する アプリケーションが OS へ 発 した 命 令 を OS がハードウェア にわかる 言 葉 に 変 換 して 伝 えている その 逆 もある 3 広 義 の OS には ウィンドウシステムやデータベース 管 理 システム (DBMS) などのミドルウェア 各 種 設 定 ツールなどのユーティリティ 基 本 的 なアプリケーションソフトウェア(ウェブブラウザーや 時 計 などのアクセサリ)を 含 むことがある - 167 -
第 5 部 コンピューターの 仕 組 み 2. OS の 主 な 仕 事 OSは 具 体 的 には 次 のような 仕 事 を 受 け 持 っている 1. 利 用 者 (ユーザー)に 対 し 共 通 の 対 話 的 4 な 環 境 を 与 える ( 例 )デスクトップ アイコン マウスポインターなどを 表 示 し ユーザーが 操 作 してパソコンに 指 示 が 出 せ 結 果 が 画 面 に 表 示 されるようにする ( 例 ) Word の 使 い 方 を 覚 えれば Excel の 使 い 方 もほぼ 同 じようにわ かる 2. アプリケーションソフトをメモリーに 読 み 込 み 実 行 する ( 例 ) Word をハードディスクから 読 み 取 り 画 面 に 表 示 して 使 えるように する 3. 利 用 者 (ユーザー)からの 入 力 を 解 釈 し プログラムに 伝 える ( 例 )ユーザーがマウスやキーボードを 操 作 した 結 果 をアプリケーションソ フトに 伝 える 4. アプリケーションソフトからの 指 令 を 解 釈 し ハードウェアを 制 御 する ( 例 ) Word が 印 刷 命 令 を 出 すとプリンターに 制 御 命 令 やデータを 渡 す ( 例 )データを ハードディスクに 保 存 したり 読 み 込 んだりする 4 対 話 的 インタラクティブ パソコンと 人 間 とが 相 互 に 情 報 を 伝 達 しあう 様 子 を 指 す - 168 -
第 19 章 ソフトウェア 5. ハードウェアの 違 いを 吸 収 し 同 じインターフェースをアプリケーションソ フトに 提 供 する ( 例 ) 富 士 通 のパソコンでも NEC のパソコンでも 同 じ Windowsという OS が 動 いていれば その 上 で 同 じアプリケーションソフトが 動 作 3. パソコン 起 動 時 の OS の 動 作 パソコンの 電 源 を 入 れると ハードディスク の 中 に 格 納 されていた OS がメモリーに 読 み 込 まれる OS は ハードウェアに 様 々な 命 令 を 出 して パソコンで 仕 事 ができるように 準 備 する 大 学 のようにネットワークで 繋 がってい る 場 合 には ネットワークから 情 報 を 自 動 的 に 取 得 する 使 用 可 能 になった 状 態 で ユーザーに 対 してログオンを 求 めるダ イアログボックスを 表 示 する 5 ユーザーがユーザーID とパスワードを 入 力 すると ユーザー 情 報 を 保 持 し ているサーバーにその 情 報 が 正 しいかを 問 い 合 わせ 正 しければ サーバー からそのユーザーの 個 人 情 報 をユーザーのコンピューターにコピーする 個 人 情 報 に 基 づき パソコンの 状 態 が 書 き 換 えられる これに 数 秒 ~ 数 十 秒 か かる ログオンしてから 使 えるようになるまでしばらく 時 間 がかかるのはこのた めである ログオンしてから パソコンの 画 面 の 変 化 中 や マウスポインターが 砂 時 計 になっている 間 は 準 備 中 だと 思 ってしばらく 待 つ 必 要 がある 4. OS の 種 類 1. デスクトップ 向 けの OS 1 マイクロソフト 社 の Windows10 Windows8 Windows7 など 2 Apple 社 の MacOSX(マックオーエステン)は Macintosh コン ピューター 用 imac や ibook に 搭 載 されている 2. サーバー 向 けの OS 1 Unix(ユニックス) 系 オリジナルの UNIX は 1969 年 に AT&T べ ル 研 究 所 によって 開 発 された 1990 年 代 に 普 通 のパソコンで も 無 料 で 使 える UNIX が 開 発 され 普 及 した 派 生 した OS に Linax(リナックス) 系 や BSD 系 がある 5 本 学 では ユーザーID パスワードの 入 力 を 促 すボックスであり ドメイン 欄 にあらかじめ KAEDE と 入 っている - 169 -
第 5 部 コンピューターの 仕 組 み 2 Microsoft 社 Windows Server 3. スマートホォンやタブレット 向 けの OS 1 Google 社 Android ドコモや AU に 採 用 2 Apple 社 ios iphone ipod touch ipad Apple TV に 組 み 込 まれている Unix は 世 界 中 の 有 志 が 無 償 で 開 発 しているオープンソースソフトウェア 6 であり 早 い 時 期 から 改 変 や 再 配 布 が 盛 んに 行 われ 学 術 機 関 をはじめとし た 専 門 性 の 高 い 用 途 で 利 用 されてきた 7 OS にはそれぞれ 特 徴 があり 本 学 では 普 段 学 生 が 利 用 するクライアント には Windows を 搭 載 し メールサーバー8やウェブサーバー9は Unix を 利 用 している 10 5. OS に 標 準 付 属 のソフトウェア OS 自 体 は 直 接 的 にユーザーの 指 示 のもとで 動 くような 具 体 的 な 仕 事 は しない 文 章 を 書 いたり 絵 を 描 くのはアプリケーションソフトの 仕 事 である Windows には 基 本 的 なアプリケーションソフトが 用 意 されている スタート /[プログラム]/[アクセサリ]を 順 にクリックすると 起 動 できる 1. メモ 帳 簡 単 な 文 章 やメモを 書 くためのソフトウェア 2. ワードパッド 書 体 の 変 更 や 絵 が 挿 入 できる 簡 単 なワープロ 機 能 があるソフトウェア 3. ペイント 簡 単 な 絵 を 書 くためのソフトウェア 4. 電 卓 卓 上 計 算 機 および 関 数 電 卓 の 機 能 があるソフト ウェア 5. 数 式 入 力 パネル 複 雑 な 数 式 を 書 くためのソフトウェア このほかにも スタート/[プログラム]/[Windows Live] には Messenger Writer フォトギャラリー ムービーメーカー メールの 機 能 がある 6 人 間 が 理 解 しやすいプログラミング 言 語 で 書 かれたコンピュータプログラムであるソースコードを 広 く 一 般 に 公 開 し 誰 でも 自 由 に 扱 うことのできるソフトウェア 7 大 手 コンピューターメーカーが 開 発 している 有 償 の 商 用 UNIX もある 8 メールサーバー 電 子 メールサービスを 提 供 する 9 ウェブサーバー インターネット 経 由 でウェブページとブラウザー 間 のデータ 通 信 をする 10 本 学 の 場 合 教 室 には Windows7 Professional ファイルサーバー メールサーバー ウェブ サーバーには UNIX の Solaris や FreeBSD を 使 っている - 170 -
第 19 章 ソフトウェア 6. 市 販 のアプリケーションソフト Windows に 標 準 で 用 意 されているソフトウェアだけでは 基 本 的 なことしか できない 例 えば メモ 帳 では 文 字 の 大 きさや 書 体 を 変 えたり 図 を 挿 入 し たりすることはできない 電 卓 では 複 雑 な 計 算 式 による 計 算 はできないし それだけでは 家 計 簿 のような 機 能 は 果 たせない そのため 仕 事 に 応 じた もっと 高 機 能 なソフトウェアが 市 販 されている 例 えば 文 章 を 書 くためには Word があり 計 算 のためには Excel がある 同 じ 機 能 を 果 たすソフトウェアでも 各 メーカーが 様 々な 商 品 を 発 売 しており 目 的 や 好 みに 応 じてユーザーが 購 入 するようになっている 表 1 に 標 準 ソフト と 市 販 ソフトの 対 応 の 例 を 載 せておく 表 1 標 準 ソフトと 市 販 ソフトの 関 係 機 能 標 準 ソフト 市 販 ソフト フリーソフトの 例 文 章 を 書 く メモ 帳 ワードパッド Microsoft Word 一 太 郎 秀 丸 計 算 をする 電 卓 Microsoft Excel Lotus 1-2-3 R 絵 を 描 く ペイント Adobe Photoshop Adobe Illustrator Corel Paint Shop Pro ウェブページを 見 る インターネット エクスプローラー (IE) Firefox Opera Safari Sleipnir ソフトウェアを 購 入 してもすぐには 使 えない ソフトウェアはたいてい CD- ROM やフロッピー ディスクに 入 っており それをパソコンにコピーして OS に 認 識 させる 必 要 がある この 作 業 をインストールまたはセットアップという イン ストール 方 法 は ソフトウェアごとに 異 なっており よくマニュアルを 読 む 必 要 がある 違 法 コピーに 注 意! 市 販 されているソフトウェアをコピーして 友 人 にあげてはいけない 違 法 で ある 悲 しいことに 日 本 で 使 われているソフトウェアの 19% 11 が 違 法 コピーで 13.49 億 ドルに 達 する 学 生 や 教 員 などにはアカデミックプライスという 特 別 価 格 が 設 定 されて 半 額 以 下 で 売 られていることが 多 い 購 入 の 際 には 学 生 証 などが 必 要 となる 11 2013 年 の BSA データ http://bsa.or.jp/news-and-events/news/bsa20140624/ コンピュー ターユーザーが 不 正 なソフトウェアを 使 用 しない 最 大 の 理 由 は ハッカーによる 不 正 アクセスや データ 損 失 などを 引 き 起 こすマルウェアによるセキュリティ 脅 威 だったと 指 摘 している - 171 -
第 5 部 コンピューターの 仕 組 み 高 価 なソフトほどその 機 能 も 多 い しかし 一 般 ユーザーがフルに 使 いこな すことはない 無 理 して 高 価 なソフトを 購 入 しなくても もっと 安 いソフトや あ るいはウェブで 入 手 できる 無 料 のソフトも 検 討 したらどうだろうか [ 発 展 ]メモ 帳 を 使 った 文 章 の 編 集 文 章 を 書 くための 標 準 ソフトであるメモ 帳 は 簡 単 なメモを 書 いたり あるい は 将 来 簡 単 なプログラムを 書 くときにも 使 える 便 利 なソフトである メモ 帳 は スタート/[すべてのプログラム]/[アクセサリ]を 順 にクリックする と 起 動 できる 簡 単 な 文 章 を 書 いて 保 存 してみよう [ 発 展 ] 電 卓 を 使 った 計 算 簡 単 な 計 算 をするための 標 準 ソフトである 電 卓 を 使 ってみよう 電 卓 は スタート/[すべてのプログラム]/[アクセサリ]を 順 にクリックすると 起 動 できる 電 卓 には 普 通 の 電 卓 のほか 関 数 電 卓 などがあり 表 示 タブを 使 って 切 り 替 えられる 7. グラフィカル ユーザー インターフェース 人 はコンピューターと 直 接 対 話 することができな い 人 と 機 械 の 間 にあって 人 の 要 求 を 機 械 に 伝 え 機 械 からの 結 果 をユーザーに 提 示 し 次 の 命 令 を 待 つ 介 在 物 を 一 般 に イ ン タ ー フ ェ ー ス (Interface)という インターフェースは コンピュー ターの 使 いやすさを 決 定 する 重 要 な 要 因 である 直 接 的 に 人 がコンピューターに 触 れるものとして は キーボード マウスがあげられる コンピューターの 結 果 を 人 に 知 らせるも のとしては ディスプレイ プリンターがある これらはすべてインターフェース として 捉 えることができる さらに コンピューターに 命 令 を 出 す 際 に 使 っている 視 覚 的 要 素 (アイコン メニュー ボタン テキストボックス 等 )および マウスを 使 った 操 作 (クリック ダ ブルクリックなど)ができるインターフェースのことを グラフィカル ユーザー インターフェース (Graphical User Interface: 略 して GUI )と 呼 ぶ 一 方 命 令 や 結 果 出 力 を 文 字 だけで 行 うインターフェースをキャラクター ユーザー イン ターフェース (Character User Interface: 略 して CUI)と 呼 ぶ - 172 -
第 19 章 ソフトウェア Windows や MacOS は GUI ベースの OS である Unix は CUI を 基 本 として いる 8. マルチタスク 複 数 の 処 理 を 同 時 に 行 うことをマルチタスクといい OS の 仕 事 の 一 つであ る 合 計 で 五 つのソフトウェアをデスクトップにお 互 いが 隠 れないように 並 べて マルチタスクが 行 われている 様 子 を 観 察 してみよう 時 計 を 二 つ 動 かしてみよう メモ 帳 を 起 動 してみよう 電 卓 を 起 動 してみよう ペイントを 起 動 してみよう 電 卓 メモ 帳 時 計 タスク バー 時 計 タスクバー ペイント - 173 -
第 5 部 コンピューターの 仕 組 み これら 五 つのソフトを 操 作 するためには タイトルバー(キャプションバー)を クリックして 切 り 替 える 現 在 操 作 可 能 なウィンドウのことをアクティブウィンド ウといい キャプションバーの 色 が 異 なっている ソフトウェアが 一 つ 起 動 するたびに それに 対 応 した 横 長 のボタンがデスク トップの 下 に 現 れ アクティブウィンドウになっているソフトだけ 窪 んでいる こ の 下 のバーをタスクバーという タスクバー 中 のボタンをクリックすることでも アクティブウィンドウを 切 り 替 えることができる タスクバーは デスクトップの 最 下 部 12 に 表 示 されているので 同 時 に 起 動 しているソフトウェアの 切 り 替 えに 便 利 である 9. [ 発 展 ] クリップボード あるソフトウェアに 書 かれたデータを 自 分 自 身 や 他 のソフトウェアへコピー したり 移 動 したりする 機 能 がある これは OS の 仕 事 の 一 つである 図 4にコピーと 移 動 の 原 理 を 図 解 した ソフトウェア A でデータ1をコピーす ると それは まず クリップボードと 呼 ばれる 領 域 にコピーされる その 後 ソ フトウェア B で[ 貼 り 付 け]をすると クリップボードからデータ1が 貼 り 付 けられ る 貼 り 付 けても クリップボードからデータ1は 消 えないので 何 度 でも 別 の 場 所 別 のソフトウェアに 貼 り 付 けることができる これがクリップボードを 使 っ たデータのコピーの 原 理 である クリップボード ソフトウェアA データ1 ソフトウェアB データ1 コピー COPY データ2 貼 り 付 け Paste データ2 データ2 切 り 取 り CUT 貼 り 付 け Paste データ1 図 4 クリップボードの 原 理 12 タスクバーの 標 準 位 置 は デスクトップの 下 であるが マウス 操 作 によってデスクトップの 上 下 左 右 好 きな 場 所 に 移 動 することもできる また タスクバーの 高 さも 変 更 ができる 間 違 って 小 さくして しまった 場 合 や 大 きくしてしまった 場 合 でも 境 界 線 をマウスでドラッグして 自 分 の 好 みにサイズに 戻 すことができる - 174 -
第 19 章 ソフトウェア 今 度 は ソフトウェア A のデータ2を[ 切 り 取 り]すると ソフトウェア A のデー タ2はなくなり クリップボードへ 移 動 する ソフトウェア B で[ 貼 り 付 け]をすると データ2が 貼 り 付 く これが 移 動 の 原 理 である Word で 文 章 を 編 集 して クリップボードの 存 在 を 意 識 してコピー/ 貼 り 付 けを 行 ってみよう Word を 起 動 し 適 当 な 文 章 を 書 く 文 の 中 からある 句 を 選 んで コピーす る コピーは[ホー ム ] タ ブ の ク リ ッ プ ボードから 選 ぶか Ctrl+c (Ctrl キーを 押 し ながら c キーを 押 す)で 行 う 別 の 場 所 にキャレット( 縦 棒 )を 合 わせて 貼 り 付 ける 貼 り 付 けも [ホーム]タブのクリップ ボードから 選 ぶか Ctrl+v で 行 う 1 クリップボードの 中 身 を 見 るためには [ホーム]/[クリップボード] 右 下 の をクリックす る ウィンドウが 開 き 内 容 が 過 去 24 件 保 存 され ていることがわかる このクリップボードに 書 かれ たデータは 次 に 新 しいデータがクリップボード 図 5 ツールバーとクリップボードの 動 作 の 対 応 に 書 かれない 限 り 残 る だから 別 のアプリケー ションで 何 回 でもペーストすることができる 直 近 にカットしたものだけでなく 過 去 のものも 保 存 されているので 選 択 することができる 2 クリップボードの 特 徴 は 複 数 の 違 ったアプリケーションをマルチウィン ドウで 同 時 実 行 し あるアプリケーションで 作 業 中 のデータを カット&ペース ト(コピー&ペースト)で 簡 単 に 別 のアプリケーションに 持 っていけることだ ( 第 15 章 4 節 ) つまり クリップボードは 複 数 のアプリケーションからア クセス 可 能 な 一 種 の 共 有 メモリーだと 考 えることができる 図 6 クリップボードの 内 容 表 示 画 面 - 175 -
第 5 部 コンピューターの 仕 組 み 次 に データを 作 成 したアプリケーション は できるだけ 多 くのアプリケーションがデータ を 取 得 できるように 様 々な 形 式 のデータをク リップボードに 転 送 する それを 取 り 出 す 側 の アプリケーションは クリップボードに 格 納 され た 様 々な 形 式 の 中 から 情 報 損 失 が 最 も 少 な いものを 取 り 出 す 例 えば Word でクリップボードへのコピーを 実 行 すると 文 字 修 飾 情 報 な ど( 太 字 や 斜 体 フォントの 種 類 文 字 サイズなど)を 含 む Word 固 有 の 方 式 のほか テキストのみのデータや ページ イメージのビットマップ データまで 複 数 のフォーマットでデータが 転 送 される Word の[ホーム]タブの[ 貼 り 付 け] ボタンの をクリックし [ 形 式 を 選 択 して 貼 り 付 け]を 選 択 するウィンドウが 開 き 最 適 なデータ 形 式 が 選 べる クリップボードの 情 報 は パソコンの 電 源 を 落 とすと 自 動 的 に 削 除 される パソコンから 注 意 を 喚 起 するウィンド ウが 開 く 図 7 形 式 を 選 択 して 貼 り 付 ける 種 類 また 絵 や 写 真 などの 大 きなファイルをクリップボードに 大 量 に 置 いておくと メモリーを 占 有 するので パソコンの 動 作 が 遅 くなる 意 識 的 に 削 除 しよう 図 8 電 卓 の 結 果 をメモ 帳 へコピーした 様 子 - 176 -