コンピュータって何だろう・プログラミングって何だろう

「13才からのコンピュータサイエンス物語」シリーズ。第一弾は「コンピュータって何だろう編」と「プログラミングって何だろう編」です。

この記事は、講演資料として作成した「13才からのコンピュータサイエンス物語」スライド資料のうち、主要なスライドの画像を貼りつけて、簡単な説明を加えたものです。

それでは、はじまりはじまり。。。

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コンピュータサイエンスを知るために、まず「コンピュータって何だろう」を考えてみましょう。

わたしたちの日常生活の隅々に、コンピュータが普及しています。パソコン、スマートフォン、タブレット。それだけではありません。お仕事の場面、コンビニのATM、駅の改札口。天気予報や自動車エンジンの中。地図アプリやデジカメの中。

コンピュータは「電子計算機」か？いえいえ、今のコンピュータだけでなく、昔のコンピュータも考えてみると、ちょっと違うことがわかります。

インターネットが普及する以前からコンピュータはありました。ゼロとイチ以外の数字を使うコンピュータもありました。さらに昔には、電気ではなく蒸気機関を動力にするコンピュータも設計されていたのです。

（※１）解析機関（Analytical Engine）、作者 Science Museum London / Science and Society Picture Library、[CC BY-SA 2.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.0)]、ウィキメディア・コモンズ経由で

そもそも「コンピュータ」という言葉ができたのは1640年ごろ。「計算するのがお仕事の人」を指していました。日本では「計算手（けいさんしゅ）」と呼ばれ、数十年前にはまだまだ活躍していました。

「電子計算機」という呼び名は、コンピュータの特徴を表していません。

「情報を作ること」、「情報（プログラム）によって動くこと」。これがコンピュータの本質です。それは、機械ではなく人間であってもいいのです。

それでは、情報とは何でしょうか？「判断の助けになる知識」が情報です。

たとえば、大航海時代。航海の成功に必要なのは、勇気や運、腕前にくわえて、情報でした。天体の位置と時間から、船の位置を計算するのです。その計算は難しいので、前もっていろんなパターンの数値を計算しておいた数表が役立ちました。

数表の計算は、人間コンピュータがやっていました。計算してほしい問題を与えると、決められた計算方法に従って数表の一部の答えを出すお仕事です。

数表作りでも、「情報を作り、情報で動く」というコンピュータの特長が役立っています。このときのコンピュータは人間です。

材料となる情報（入力情報）から、結果となる情報（出力情報）を作ったのです。

そして計算方法が、プログラムにあたります。

これは数表作りの例ですが、コンピュータがやっていることは全て「情報を作り、情報で動く」で説明できます。いくつか例を見てみましょう。

スマートフォンのタッチパネルを操作して、画面の表示が変わる、という例を考えます。これも、情報を作り、情報によって動くコンピュータが実現しています。

ATMにカードを入れて暗証番号と金額をボタン入力すると、お金が出てきます。これも、ATMの中のコンピュータが「情報を作り、情報によって動く」をやっているからできることです。

ATMのコンピュータだけでは、お金を出していいかどうかの判断ができません。ですから、ATMのコンピュータは、ネットワークを介して、銀行のコンピュータとやりとりしています。銀行コンピュータが出金可と判断したときだけ、ATMコンピュータは出金指示を出すのです。

スマートフォンやATMそのものは、コンピュータではありません。コンピュータは、いろんな機械の中で、情報を扱う仕事をしているのです。

わたしたちが使っているコンピュータは、プログラムに従って情報を作る、という仕事に必要な仕組みでできています。画面やタッチパネル、キーボード、マウス、ネットワークは、コンピュータとやりとりするための仕組みですが、コンピュータの一部ではないのです。

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「世界で最初のプログラマー」と呼ばれているのは、19世紀の英国のオーガスタ・エイダ・キング、ラブレイス伯爵夫人。詩人バイロンの唯一の嫡出子です。
この人の生涯と業績について話すだけで、1時間の講演になってしまうので今回はここまでです。

（※2）解析機関（Analytical Engine）、作者 Science Museum London / Science and Society Picture Library、[CC BY-SA 2.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.0)]、ウィキメディア・コモンズ経由で

エイダがプログラムを作ったのは、「解析機関」というコンピュータのためでした。解析機関は穴を空けたカード（パンチカード）によるプログラミングの仕組みを持っていましたが、それはジャカード織機の仕組みを参考にしたものでした。

プログラミングにはいろいろなやり方があります。たとえば940年代には、電線の配線を変えることで「プログラミング」していました。（「プログラミング」という言葉はまだ存在していませんでしたが。）
パンチカード方式は長く使われていました。写真は1960年代のIBM36というコンピュータ向けにPL/I言語で書かれたプログラムです。

（※３）コンピュータプログラムであるパンチカードの束、By ArnoldReinhold (Own work)、[CC BY-SA 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) or GFDL(http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html)]、via Wikimedia Commons