今日の前座： 松山大学にLINEの公式アカウントはあるだろうか？ YouTubeのチャンネルは？ Twitter? Facebook? ……
これは、40年くらい前に発行された絵本です。コンピュータの本質に迫る名作でした。ただ、一部まちがいもありますが、それはたいしたことではありません。図書館に行って探してみてください。もしなければ、とある図書館報に掲載された40年以上前の感想文「わが友 石頭計算機を読んでを読んでみてください。
コンピュータの基本になっている2進数の計算と記憶装置を、ししおどしという原始的な仕組みでつくります。図版を『わが友石頭計算機』から引用しています。
0と1を、ししおどしの状態で表現することにする。 ただし、流水をつかって音をたてる通常のししおどしではない。 音
通常のししおどしの仕組みは、次のようになっている。 筒の口から水をそそぐと、筒の上部に水がたまりしだいに上の方が支点より下の部分よりも重くなって、その結果口がさがり、お尻をあげて水を吐き出してまた元の状態にもどる。このとき筒のお尻が地面の石をたたいて音をだす仕組みである。
石頭計算機のししおどしは、筒に玉を入れて2つの状態をあらわすようになっている。
筒のなかに玉がなければゼロの状態である。
筒のなかに玉が入れば、1の状態になる。
この玉が入っている筒に、もうひとつ玉が入ると空になり、隣のししおどしに玉がうつる。
補数という考え方を使う。
これは計算機に必要な最も基本的な命令のひとつである。
天秤をつかえば、玉を乗せた記憶板を両方に乗せて比較することができる。
グラフの例に見る、比較をするための視覚表現方法の一例。
今治のタオル工場で昔つかっていた織物機械が展示されていたので、写真を撮ってきました。このなかに、穴のあいた紙束を利用したはたおり機があります。1801年にフランスの機械技師ジャカールが発明したものが原型になっています。
この穴のあいた紙束が、織物の模様をはたおり機に指示するもとになっています。穴はでたらめにあけてあるのではなく、織る糸や機械の動作を指示するための規則の集合になっています。
この穴のあいた紙束が、やがてコンピュータ時代のパンチカードになるのです。
プログラムは、データを処理するための命令をならべたものです。一般的に原始的な命令は、オペレータ(演算子)とオペランド(演算対象)とから成り立ちます。詳しくは、こちらの 「4.2 2進数とプログラム」を参照してください。
筒を使った「ししおどし」のようなものとゴムのように弾力のある板で、演算と記憶を実現させることができれば、データとプログラムを記憶させ、なにかの手段でその装置を起動すれば、装置はいわゆる計算を進めることができる。それは、自動計算機となる。ただ、規則正しく装置の各部を動作させるためには、時計が必要となる。
地球の赤道のまわりを一周するとしよう。1日目は1ミリメートルすすみ、2日目は2ミリメートルすすみ、3日目は4ミリメートルすすむ。このようにして、翌日は前の日の2倍すすむとする。
地球を一周する日数計算に石頭計算機を使うとすると、ししおどし(竹筒)をどのくらい用意すればいいだろうか？
このための乗物はつぎのどれが要るだろうか？