コンピュータ （英 :computer ）は、計算やデータ処理を自動的に行う装置全般のことであり[ 1] 計算機
特に断らない限りエレクトロニクス を用いた電子コンピュータ（英 :electronic computer 、漢字表記では電子計算機）を指す[ 1]
「コンピュータ」とは、元は計算手 （計算する人間の作業者）を指したが、今では計算する装置あるいはシステムを指す。歴史的には、機械式のアナログやデジタルの計算機 、電気回路 によるアナログ計算機 、リレー 回路によるデジタル計算機、真空管 回路によるデジタル計算機、半導体 回路によるデジタル計算機などがある。
1970年代や1980年代頃まではコンピュータといえばアナログコンピュータ も含めた[ 1] 電子回路 による、デジタル 方式でかつプログラム内蔵方式 のコンピュータを指す状況になっていた。（広義の）演算を高速かつ大量に行えるため多用途であり、数値計算 、情報処理 、データ処理 、制御 、シミュレーション 、文書作成 、動画編集 、ゲーム 、仮想現実 （VR）、画像認識 、人工知能 などに用いられる。さらに近年では、大学や先端企業などで、量子回路 （現在よく使われる電子回路とは異なるもの）を用いた量子コンピュータ も研究・開発されている。
様々な種類があり、メインフレーム 、スーパーコンピュータ 、パーソナルコンピュータ （マイクロコンピュータ ）などの他、さまざまな機器（コピー機、券売機、洗濯機、炊飯器、自動車など）に内蔵された組み込みシステム やそれから派生したシングルボードコンピュータ もある。2010年代には板状でタッチスクリーン で操作するタブレット （- 型コンピュータ）、板状で小型で電話・カメラ・GPS機能を搭載したスマートフォン も普及した。
世界に存在するコンピュータの台数は次のようになっている。
コンピュータ同士を繋ぐネットワーク は、1990年代 に爆発的に普及して地球を覆うネットワークとなり、現在ではインターネットおよびそこに接続された膨大な数のコンピュータがITインフラ として様々なサービスを支えている。
日本では「コンピュータ」や「コンピューター」という表記が多く使われている[ 注釈 1]
日本の法律 用語、たとえば刑法 や著作権法 等では「電子計算機 （ でんしけいさんき ） 電算機 （ でんさんき ） 情報処理学会 が日本における計算機の歴史について調査した際に、学会誌『情報処理』に掲載された富士通 における歴史を述べた記事[ 5] リレー による計算機によりサービスを開始した同社が（「電子」じゃないけど、ということで）使い始めた言葉であろう、と書かれている。
中華人民共和国 や台湾 などでは「电子计算机」・「電脳」が使われ、日本でも趣味的な分野では「電脳（でんのう）」が使われることがある。
1950年代 では「人工頭脳（じんこうずのう）」[ 6]
英語 の「computer 」は算術演算 を行う主体であるが、元々は計算する人を指した。この用法は今でも有効である。オックスフォード英語辞典 第2版では、この語が計算する機械をも指すようになった最初の年を1286年 と記している。同辞典では、1946年 までに、「computer 」の前に修飾語を付けることで異なる方式の計算機を区別するようになったとする。たとえば「analogue computer 」「digital computer 」「electronic computer 」といった表現である。
計算手 は、電子計算機と区別する場合はレトロニム で「human computer」とも呼ばれる。
コンピュータは、ハードウェア ソフトウェア
5大装置。制御装置と演算装置（ALU）はCPU（茶色の部分）に収められている。中央下が記憶装置。左が入力装置で右が出力装置 現在のコンピュータの基本はノイマン型 で、そのハードウェア はコンピュータの5大装置 とも呼ばれる装置（または機能）、すなわち制御装置 演算装置 記憶装置 入力装置 出力装置 [ 7] [ 8] [ 9] [ 10] [ 8] 中央処理装置（CPU ） に含まれる[ 7] [ 8] メモリマップドI/O では記憶装置・入力装置・出力装置、タッチパネル では入力装置・出力装置は一体化されている。これは大型コンピュータから小さなコンピュータまで共通で[ 8] [ 7]
制御装置は実行に必要な情報を記憶装置から読み出し、実行結果を記憶装置の中の正しい場所に収める。
演算装置は、加算・減算などの算術演算、AND・OR・NOTなどの論理演算 、比較（2つの値が等しいかどうかなど）、ビットシフト等を行う装置である。
記憶装置（メモリ）はアドレス を附与された領域の列であり、各領域には命令又はデータが格納される。領域に格納された情報は書換可能か否か、揮発性（動力の供給を止めることで情報が失くなるという性質）を有つか否かは、記憶装置の実装方法に依存するため、通常はCPUが直接操作（アドレッシング）できて高速なDRAM などの主記憶装置 と、大量データを保存できるが低速な磁気ディスク装置 やディスクドライブ などの補助記憶装置 に分類できる。
入力装置と出力装置は、合わせて入出力装置とも呼ばれ、コンピュータが外部であるユーザーや他の機器との間の情報のやりとりを行う。現代のコンピュータで代表的な入力装置にはキーボード 、マウス 、マイクロフォン 、スキャナ などがあり、出力装置にはディスプレイ 、スピーカー 、プリンター などがある。また入力装置と出力装置を兼ね備えたものには上述のタッチスクリーンの他にネットワークカード などがある。
コンピュータのソフトウェア は多種類あり、大別する方法もいくつかあり、まずシステムソフトウェア とアプリケーションソフト （応用ソフトウェア）の2つに分類しておいて前者のシステムソフトウェアを更に基本ソフトウェアとミドルウェア に分類する方法[ 11] [ 12] サービスプログラム 、言語処理プログラム に分類できる[ 11]
[ 編集 ] コンピュータの中枢部であるCPUが理解し実行することができる形式は機械語 だけだが、ソフトウェア開発 プログラミング言語 でソフトウェアを記述しそれをコンパイラ を使って機械語に翻訳し、その機械語を実行 させる。プログラミング言語は、機械語に近い形式で記述する低水準言語 と、人間が理解しやすい自然言語に近い形式で記述する高水準言語 [ 13]
機械語 は「0」か「1」を並べたビット列命令（二進コード、バイナリコード）で表現される。
アセンブリ言語 はCPUの命令セット にほぼ対応した記述ができるプログラミング言語で、開発難易度は高くCPUの種類（命令セット）に依存するが、コンピュータを細かく制御でき、高速性が必要な制御系などで使用されている。
高水準言語は時代・用途・特性などにより多種類あり、特に有名な言語を挙げるだけでも、1957年に誕生し「最初の高水準言語」とされる科学技術計算用のFORTRAN 、1959年に誕生し金融系の事務計算を得意とし2020年代の現在でも大企業のメインフレーム で使われ続けているCOBOL 、1964年に大学の教育用に誕生し1970年代後半から1980年代のマイクロコンピュータ やパーソナルコンピュータ で普及したBASIC 、1958年に登場しリスト処理に優れ1950年代や60年代の方式の人工知能[ 注釈 2] LISP などが使われたが、最初に挙げた3言語は行番号 （文番号）やgoto文 を多用する言語であったので記述に混乱 が生じがちで開発時のデバッグ や運用開始後の改良作業も困難になりがちだったので[ 注釈 3] 構造化プログラミング が可能なC言語 が登場し現在に至るまで広く使われるようになり、1983年にはそのC言語をオブジェクト指向 に対応させたC++ が登場し組み込みシステム のソフト開発や 動作の高速性を求められるコンピュータゲーム の開発 等々で現在も重要な役割を果たしており[ 14] Write once, run anywhere 」というスローガンを掲げコードを1回書けばどのプラットフォーム でも走り ネットの分散コンピューティングにも向いており おまけに様々な要素を言語仕様自体として最初から含んでいるという長所がある[ 15] Java が登場し、2020年代の現在でも常に人気最上位にランクインする状態となっている[ 16] Python が登場しこちらも人気となり、2010年代にはニューラルネットワーク 方式の人工知能 用のライブラリ も充実させ、人工知能開発分野では主流言語となっている。1995年には、全てをオブジェクトとして扱い真のオブジェクト指向である[ 17] Ruby が登場した。2004年にはファンにより簡潔にWebアプリケーションを書けるRuby on Rails も開発され、イーコマース・サイト を開発する人々やオープンソース のコミュニティ（コミュニティのサイト）で好んで使われるようになった[ 17] [ 注釈 4]
なお言語処理系は、プログラム言語で記述したソースコード を事前に機械語コード（バイナリコード）に変換するコンパイラ や、ソースコードを実行時に逐次解釈しながら実行するインタプリタ や、それら2つの中間的な性質を備えた方式などに分類される。
「制御プログラム」とエンジニアに呼ばれるものは、別名では「狭義のオペレーティングシステム （OS） 」と言い[ 11] [ 11] [ 11] [ 18] [ 13] カーネル とデバイスドライバ とファイルシステム に分けることができる[ 11] [ 18]
カーネル カーネル はOSの中核であり、その主な役割は次のようなことである[ 11] [ 18]
デバイスドライバ デバイスドライバ は周辺機器を直接制御する抽象的なインタフェースをアプリケーションソフトに対して提供する[ 11] [ 18]
ファイルシステム ファイルシステム は、データやプログラムが記録される「ファイル」を管理するソフトウェアである[ 11] [ 18]
なお制御プログラムの構成法として、カーネルの機能を限定し最小限の記憶管理やタスク管理に限ったものを「マイクロカーネル」といい[ 11] [ 11] [ 11] [ 18] [ 注釈 5]
コンピュータのタイプごとのOS 世間に普及するコンピュータを台数を基準として見た場合、最も多いのは組み込みシステム であり、すなわちエアコンや炊飯器などの家電製品、乗用車、各種の測定機器、工作機械などに組み込まれた非常に小さく安価なコンピュータであり、組み込みシステムでは組み込みOS と呼ばれるOSを用いる。2019年時点でのシェアを見ると、東京大学の坂村健 が開発し無料配布可能で機器開発者が改変することも許されているTRON 系OSのシェアが世界第1位のおよそ60%であり、24年連続トップ[ 19] ITRON が最も普及している[ 19] POSIX 系つまりUnix系 、Linux 類である[ 19] LynxOS 、米ウィンドリバーのVxWorks 、米シンビアンのSymbian OS など。なお小規模な組み込みシステムのなかには、明確なOSを内蔵していないものもある。
次に台数が多いのがスマートフォンであり、スマートフォンのOSおよびそのシェアは、2021年9月時点でAndroid が約72%、iOS が 約27%である[ 20] カーネル を一部改編し他のオープンソース ・ソフトウェアを組み合わせたものである。つまりおよそ7割の人々が実は意識せずにLinuxの一種を毎日使っているわけである。
ノートPCやデスクトップPCのOSおよびそのシェアとしては、2021年時点でWindows 75.4%、MacOS 15.93%、ChromeOS 2.59%、Linux 2.33%となっている[ 21] FreeBSD を基にしたOSでありUnix系である。
スーパーコンピュータにおけるOSの使用比率 スーパーコンピュータのOSは、2021年現在、ほぼ100%、Linuxである。スーパーコンピュータ用は2000年ころはUNIX が9割ほどを占めていたが、その後の10年間つまり2010年ころまでにそのほぼ全てがLinuxに置き換わるということが起きた。
CUIとGUI ハードウェアの抽象化層を持つ現在のオペレーティングシステムの多くは、何らかの標準化されたユーザインタフェース を兼ね備えている。かつてはキャラクタユーザインタフェース （CUI ）のみが提供されていたが、1970年代にアラン・ケイ らがDynabook 構想を提唱し、「暫定Dynabook 」と呼ばれるAlto とSmalltalk によるグラフィカルユーザインタフェース 環境を実現した。なお、「暫定Dynabook 」は当時のゼロックス の首脳陣の判断により製品化されなかった（ゼロックスより発売されたグラフィカルユーザインタフェース搭載のシステムXerox Star は「暫定Dynabook 」とは別系統のプロジェクトに由来する）が、この影響を受け開発されたApple Computer（現：Apple ）のLISA やMacintosh 、マイクロソフト のWindows の発売、普及により、グラフィカルユーザインタフェース（GUI ）が一般的にも普及することとなった。一方、Unix系OSでも1980年代からX Window System が開発されグラフィカルユーザインタフェースが実現した。CUIとGUIはそれぞれ長所と短所があり、GUIは初心者に優しいので初心者向けにはもっぱらGUIを使う操作法が教えられ、上級者あたりになるとGUIとCUIを併用することになり、コンピュータ技術者やシステム運用エンジニアなどはしばしば主にCUIを使いGUIは補助的に使う。現在CUIを使う人はGUIとCUIを同時並行的に使用しGUIのマルチウィンドウのいくつかをCUI状態で使うといったことも一般的である。またLinuxなどではGUIモードとCUIモードを根本的に切り替えるということも可能である[ 22]
サービスプログラムとは、基本的なテキストエディタ やファイル変換プログラム等である。
言語処理プログラムとは、アセンブラ 、コンパイラ 、インタプリタ 等である。
1970年代や1980年代頃までは、「コンピュータ」といえばアナログコンピュータ とデジタルコンピュータ の両方を指した。その後は、アナログコンピュータがほとんど使われなくなり、「コンピュータ」といえば専らデジタルコンピュータを指す。
アナログコンピュータ は、電気 的現象・機械 的現象・水圧 現象を利用してある種の物理現象を表現し、問題を解くのに使われる計算機の形態[ 23] 連続的な物理量 を別の物理量で表し、それに数学的な関数を作用させる。入力の変化に対してほぼリアルタイムで出力が得られる特徴があり（これはいわゆる「高速型」の場合の話である。時間をかけてバランスが取れた状態を見つけ出すとか、移動量の合計を得るといったような「低速型のアナログ計算機」もある）、各種シミュレーション などに利用されたが、演算内容を変更するには回路を変更する必要があり、得られる精度にも限界があるので、デジタルコンピュータの性能の向上とDA/ADコンバータの高精度化・高速化によって役目を終えた。
なお、かつて電子式アナログコンピュータの重要な要素として多用されたものと同じ機能を持つ電子回路は、IC化され「オペアンプ IC」として今日でも広く使われているが、モジュール化され簡単に使えるものになっているため、一般にコンピュータとは見なされてない。
それに対して今日主流のデジタルコンピュータは離散的な物理量 （ " 飛び飛び " の物理量）を利用するコンピュータである。以前は2値方式のほかに10値方式や他の方式があったが[ 注釈 6] 2値方式 （電圧 のHigh/Low。数字で抽象化して表現すると1/0）によるものを指しており、その中枢部にあたるCPUでは二進法 で数値が表現され、ブール論理 の論理演算 を行っている。
電気方式やエレクトロニクス 方式のデジタルコンピュータは1940年代や1950年代はリレー 式のものや真空管式 のものが使われたが、これは素子を定期的・不定期的に交換しなければならずメンテナンスにそれなりの手間がかかるものだったので、1950年代以降は新たに発明されたトランジスタ で論理回路や演算装置を構成することで低消費電力かつ高速動作で、リレー式や真空管式より小型で、素子交換も不要なコンピュータを実現し、さらに1960年代以降は集積回路 も用いて一層の小型化・低消費電力化・高速化が実現することになった。
アンティキティラ島の機械 （紀元前150年 - 紀元前100年ころ）。現在確認できる最古の歯車式計算機。2006年時点の、世界の情報格差 を示す地図 （※ 近年ではNintendo Switch のように据置型と携帯型の境界を無くすような、単純に分類できないタイプの売上が伸びている） 日本の行政組織内では次のような関連用語も使われている。それぞれ異なった意味で使われている。
「電子情報処理組織」- 市の機関等が使用する電子計算機（コンピュータ等）と申請者等が使用する電子計算機とを電気通信回線（インターネット等）で接続したもの[ 32] [ 33] 関連項目 「電子計算組織」 - 電子計算機及びそれと通信回線 により接続する端末 機等を使用し、与えられた一連の処理手順に従つて事務を自動的に処理する組織（出典：南陽市の公式サイト[ 34] 「電子計算処理組織」-大切で厳重に管理されるべき情報を電子計算処理する際に、その適切な運営、事務の適正化と効率的な推進、各種データの保護を目的として市役所内に設けられている組織（出典：泉南市公式サイト[ 35] ^ 長音符 の扱いについて、JISのルールと国語審議会のルールが食い違っている。（長音符#語末長音符の省略 参照）JIS Z 8301では長音符 を付けない、というルールが提示されており、それに沿う形で工学 専門書 では長音符をつけない。工学分野の論文 でも長音符をつけないのが一般的である。それに対して国語審議会 の報告に沿った基準では長音符をつけるとしており、新聞社 、放送局 、小中学校教科書 などでは長音符付きで表記している。コンピュータ関連のメーカーに関しては、会社ごとに対応が別れている。マイクロソフトの日本法人 は（もともとはJISの規定のほうを尊重し「2音の用語は長音符号を付け、3音以上の用語の場合は省くことを原則とする」という規定（JIS Z 8301：規格票の様式及び作成方法）に即した表記ルールを採用していたが）、2008年11月に、あくまで自社製品に関してのみの話として、国語審議会 の報告のほうの影響を受けた内閣告示をもとにした「言語の末尾が-er、-or、-arなどで終わる場合に長音表記をつける」というルールに変更するとした[1] 。同社の担当者は、一般消費者は工業系・自然科学系の末尾の長音を省略する傾向の表記に対して違和感を感じていて、コンピュータが一般消費者の必需品になるにつれて違和感を感じる人の割合が増加してきたからだ、といった主旨の説明を述べた[2] 。ただしメーカーにより主なユーザの範囲が異なり、表記方法も異なる。^ LISPで開発されていた1960年代の人工知能は、現在主流の人工知能とは大きく異なっており、知識を記号で表現し記号を操作して推論を行うような方式の人工知能。現在主流のニューラルネットワーク 方式とは全然異なる方式の人工知能。 ^ 当時のFORTRAN、COBOL、BASICの話。その後、1972年に登場したC言語の構造化プログラミングの良さが広く認知されるようになってからは、構造化を導入して行番号・文番号（およびGOTO文）を廃止する方向で改良され、FORTRANは1990年（FORTRAN 90や95）あたりからGOTO文を廃止し、BASICのほうも行番号を廃した構造化BASICが登場し、そのような構造化されたものが使われるようになっていった。 ^ GitHub やクックパッド (Cookpad)などもRubyおよびRuby on Railsで開発されることになった。（出典：増井敏克『プログラミング言語図鑑』ソシム、2017、pp.140-141.）^ モノリシックは "一枚岩" という意味。 ^ デジタル方式にはタイガー計算器のように歯車の離散的な角度により十進法 を表現するものや、機械として見ると2値論理方式の機械でも、数の扱いとしては3増し符号 などにより十進法のものもあった。数値の表現法である「x進法」と、論理のモデルである「x値論理」は、厳密には別のものであることに注意されたい。 ^ 21世紀の現在、「NTT研究所」は研究開発分野ごとにサービスイノベーション、情報ネットワーク、先端技術の3総合研究所とIOWN総合イノベーションセンターの4つに分かれている。 ^a b c 『日本大百科全書』コンピュータ ^ Introduction to Embedded Systems ^ "So, How Many Smartphones Are There in the World?" ^ HOW MANY COMPUTERS ARE THERE IN THE WORLD? ^ 『日本における計算機の歴史 : 富士通における計算機開発の歴史』NAID 110002753426 §3.1 ^ 全国書誌番号 :57000106 ^a b c 栢木厚『令和04年 栢木先生の基本情報技術者教室』技術評論社、2021年、pp.24-25, 「コンピュータの構成」 ^a b c d 安井浩之・木村誠聡・辻裕之『基本を学ぶ コンピュータ概論』オーム社、2011年, pp.4-5、「5大装置」 ^ 大滝みや子『2020年版 基本情報技術者 標準教科書』オーム社、2019年, pp.106-107,「コンピュータの構成」 ^ 大滝みや子『基本情報技術者教科書 令和2年度』インプレス、p.154「コンピュータの基本構成」 ^a b c d e f g h i j k l 『2020年版 基本情報技術者 標準教科書』オーム社, pp.154-158 「ソフトウェアの体系」「基本ソフトウェアの構成」 ^ 五十嵐順子 『かんたん合格 基本情報技術者 教科書 令和2年度』インプレス、2019年、p.70「ソフトウェアの分類」 ^a b c d 栢木厚 著『令和04年 栢木先生の基本情報技術者教室』技術評論社、2021年、ISBN 978-4297123932 , pp.62-65「ソフトウェア」 ^ 増井敏克『プログラミング言語図鑑』ソシム、2017、p.54、「C++」 ^ [3] ^ 増井敏克『プログラミング言語図鑑』p.94「Java」 ^a b What is the popularity of the Ruby programming language? ^a b c d e f 日高哲郎『情報処理教科書 基本情報技術者 テキスト＆問題集 2015年版』翔泳社, pp.128-138「オペレーティングシステム」 ^a b c 組み込みOSのAPIはTRON系OSがシェア60％、24年連続トップ ^ [4] ^ [5] ^ “【 init 】コマンド／【 systemctl 】コマンド――CUI／GUIモードを切り替える：Linux基本コマンドTips（5） ”. ＠IT (2016年3月25日). 2025年3月19日閲覧。 ^ Universiteit van Amsterdam Computer Museum (2007) ^ “ライプニッツの環” .英辞郎 on the WEB . 2023年3月22日閲覧 .^ Sorrel, Charlie (8 April 2008).“A Picture History Of Computer Storage” .WIRED (英語). 2023年3月22日閲覧 . ^ RTD Net : "From various sides Konrad Zuse was awarded with the title "Inventor of the computer"."^ GermanWay : "(...)German inventor of the computer"^ Monsters & Critics : "he(Zuse) built the world's first computer in Berlin"^ "Konrad Zuse earned the semiofficial title of "inventor of the modern computer " ,About.com ^ 竹井和昭「開発物語 みどりの窓口の予約システム「マルス」の開発史 」『通信ソサイエティマガジン』第13巻第1号、電子情報通信学会、2019年、58-67頁、2020年5月26日閲覧 。 ^ “旅客販売総合システム「マルス」 ”. JRシステム. 2020年5月26日閲覧。 ^ 行政手続き等に係る電子情報処理組織の使用状況について 岩見沢市公式サイト^ 「行政手続に係る電子情報処理組織の使用状況」 大田原市公式サイト^ “南陽市電子計算組織管理運営要綱 ”. 2025年3月19日閲覧。 ^ 泉南市公式サイト 総合索引に関する項目 ハードウェア に関する項目コンピュータ・アーキテクチャ ソフトウェア に関する項目コンピュータを含むネットワークに関する項目 コンピュータを含むシステムやインフラに関する項目 コンピュータの使用（や研究、開発など）に関する項目 科学、工学に関する項目 研究者、技術者に関する項目 健康・社会・地球環境との関係や、それへの影響に関する項目
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