PCの技術論的位置 —- ダウンサイジング論批判

大きさ、利用形態、処理業務によるコンピュータの分類
— Mainframe Computer, Minicomputer, Personal Workstation, Personal Computerの区別と連関の技術論的根拠 —
各種ソフトウェアおよび各種周辺機器の利用によって各種の情報処理が可能なコンピュータ製品は、その製品の大きさ、利用形態、処理業務に応じて表1のように分類できる。
 
表1 1970年代中頃におけるコンピュータ製品の分類
 
大きさを基本とした
分類名
購入
主体
利用主体および利用形態 処理用途 対応製品セグメント 市場形成
時期
Room-sized computer
(large scale computer)
企業 会社
Central computing
全社的情報処理業務
(基幹業務処理)
メインフレーム 1950年代
Minicomputer 部門
Departmental computing

部門的情報処理業務
 
ミニコンピュータ 1960年代
--- 個人
Personal computing
個人的情報処理業務 パーソナル・ワークステーション 1970年代
Microcomputer 個人 個人的情報ホビー作業 パーソナル・コンピュータ
 
 
ダウンサイジング論
1970年代中頃のアメリカでPCは、PDP-10などのミニコンピュータ(minicomputer、以下、ミニコンと略)よりもさらに小さいということで、マイクロコンピュータ(microcomputer)と一般に呼ばれていた。
そうした歴史的経緯もあり、ミニコンからPCへの製品イノベーションは、ダウンサイジングという視点で理解されることが多い。すなわち、「メインフレームなどの大型計算機からミニコンへというダウンサイジングを主目標とする技術の歴史的発展動向に沿って開発された製品である」とされることが多い。

例えば、山田昭彦(2014)は、「汎用コンピュータからミニコンピュータの発展の流れの中で、マイクロプロセッサの出現がトリガーになって[PCが]誕生した」(p.219,[]内は引用者に夜補足)とし、技術的契機としてマイクロプロセッサを取り上げながらも、基本的にはダウンサイジングの流れの中にPCを位置づけている。
Campbell-Kellyほか(2015) も下記のように、ミニコン、PC、スマートフォンすべてを「コンピュータ・プラットフォームの不断のミニチュア化」(the unstoppable miniaturization of computer platforms)として位置づけている。

One major theme in the development of the computer industry is the unstoppable miniaturization of computer platforms, a trend driven primarily by technological change in the field of electronics. The early mainframes were massive machines typically housed in dedicated spaces with powerful air-conditioning equipment. The first step toward making computers more compact came with the introduction of minicomputers and small business computers in the 1970s. Another step came with the dawn of the personal computer in the 1980s. In recent years further miniaturization has resulted in the proliferation of smartphones, which arc in essence general-purpose computers with telephone capabilities.(Campbell-Kellyほか,2015, pp.2-3)
 
 この問題について拙稿の佐野正博(2010)もまた、コンピュータのダウンサイジング化の第2段階としてPC製品を位置づけていた。PCとパーソナル・ワークステーションの製品市場セグメントの区別を無視し、パーソナル・ワークステーション製品を「ヒットしなかったPC製品」として位置づけるかのような発想法に立っていた点で極めて不適切であった。
 
関連文献
 
ダウンサイジング論批判
しかし物理的な大きさや重量に関するダウンサイジングといった社会的ニーズに対する技術的対応そのものは1970年代前半にはすでになされていたし、一定の社会的普及があった。ミニコンからPCへという製品イノベーションの画期的かつ根本的な特徴は、物理的な意味におけるダウンサイジングにはない。

 

 表2のように、大きさや重量という視点だけから見れば、日立のHITAC10 (1969)、NECのNEAC-M4(1969)、などPCとほぼ同等な製品がPC登場以前に存在していた。それらの製品の大きさは、現代のタワー型デスクトップPCとほぼ同じである。NEAC-M4やIBM5100は重量もほぼ同じである。
MITSとほぼ同時期に登場したIBMのIBM 5100 Portable Computer (1975)のサイズ・重量もPCと現代のタワー型デスクトップPCとほぼ同じである。

 
表2 PC登場以前の小型のコンピュータ
 
  外形寸法(単位:cm) 重量
日立HITAC-10 44.5×30.0×54.7 40kg
NEC NEAC-M4 48.3×24.2×66.1 22kg
IBM 5100 44.4×20.3×61.0 23kg

[数値の出典] 内田頼利、高橋昇、諏訪重敏(1969)「超小型電子計算機HITAC10」『日立評論』1969年11月号, p.23、内山政人、佐々木毅(1970)「日本電気のNEAC-M4」『電子科学』1970年1月号(特集:ミニ・コンピュータ総まくり), p.23、日本アイ・ビー・エム(1975)「IBM5100ポータブル・コンピュータ 誕生」『日本経済新聞』1976年5月17日朝刊の一面広告。IBM 5100の外形寸法は、インチ表示をもとにcm換算した数値。
 
「ミニコンの登場は、メインフレームのダウンサイジングを目的としたものではなく、技術者のトレーニングを目的としたものであった」とする説
渡部弘之(1973)は、「小型計算機、すなわちミニコンピュータは大型機の[半導体の大規模集積化という]集約の結果生まれたというよりも、最初は大型計算機の構成(しくみ)を学ぶ(トレーニング)という目的でスタートした論理回路の学習機、シーケンスコントロールのモデル機より入ってきた分野といえる」(p.13。[]内のみ引用者の補足)

渡部弘之(1973)「マイクロコンピュータの可能性を探る」『電子科学』1973年10月号, pp.13-20

コンピュータの定義をめぐる論争

「最初のコンピュータとは何か?」という問いにどのように答えるのかは、コンピュータをどのようなマシンと定義するのかという問題でもある。「コンピュータと呼ばれているもの」をどのように定義するのかに関しては様々な議論がある。
ここではそうした定義をいくつか紹介しておくことにしよう。

1.プログラム内蔵方式の電子式計算機

プログラム内蔵(stored program)方式とは何であるかという概念的規定それ自体も歴史的に捉える必要があるが、ここではとりあえず星野力(1995)『誰がどうやってコンピュータを創ったのか? 』p.35における「プログラムは、それが実行されるときには、計算機械の内部にあるメモリ中に記憶され、計算と同じ速度で取り出されなくてはならない」という規定のように考えておくことにしたい。

a.プログラム内蔵方式という考え方の発案者をめぐる議論
プログラム内蔵方式という考え方の発案者はノイマンとされることが多いが、これに関しては異論がある。

星野力(1995)『誰がどうやってコンピュータを創ったのか』共立出版の第6章3節「プログラム内蔵方式は誰の発明か?」(p.104-)でこの問題が詳しく論じられている。
 そこでは、エッカートとモークリーによって1945年9月に書かれたEDVACのプログレスレポート、バークスによる証言(Burks et al.,1988) 、1970年代のスペーリ・ランド対ハネウェルのENIAC訴訟のときに弁護士によって発掘された文書「文書磁気ディスクに関する覚書」などを根拠とする、エッカートが1944年1月にはプログラム内蔵方式に気づいていたという説、および、それに対するゴールドスタインの批判、および、エッカートとモークリによるゴールドスタインの議論に対する反論などが紹介されている。
 なおこの論争に関して星野氏自身は、「エッカートらは磁気ディスクや遅延線というハードウェアを考案したことは、直ちにプログラム可変内蔵というアーキテクチャも考案したことである、といったような認識をどこかにもっているように思える。これに対して後世では(当時でもフォン・ノイマンは)、プログラム可変内蔵方式の本質は論理的なレベルにおけるアーキテクチャと、そのチューリングマシンとしての万能性にある、と理解していることである。これが正しいとすれば、フォン・ノイマンの業績は、プログラム可変内蔵方式を論理的に明確にし発展させたということであろう。」(p.109)というように主張している。
  また横山保(1995)『コンピュータの歴史』中央経済社は「ENIACの大きな欠点の一つは、プログラムの作成がプラグ、ソケットによるワイヤリング(wiring)方式であることであった。一つのプログラムをつくるのに、数人の人によって数日を要し、数百のワイヤーの結合を行わなければならなかった。この欠点を解決し、完全なフレキシシビリティをもたせるようにしたのがプログラム内蔵式(stored program)の考えである。この考えは主に、ジョン・フォン・ノイマン(John von Neumann,1903-1957)によるものである。」(p.84)とする一方で、Burks, A.W.,Godstein, H.H., von Neumann, J. (1946) “Preliminary Discussion of the Logical Design of an Electronic Computing Instrument”を典拠として「1944年、ゴールドスタインはノイマンにENIAC計画を説明している。そして両者はプログラム内蔵式の考えを発表している」(p.85)としている。

[関連参考論文]
Burks, A.W.,Godstein, H.H., von Neumann, J. (1946) “Preliminary Discussion of the Logical Design of an Electronic Computing Instrument”
https://www.cs.princeton.edu/courses/archive/fall09/cos375/Burks.pdf

Metropolis and J. Worlton,(1972) “Trilogy of Errors in the History of Computing,” First USA-Japan Computer Conference Proceedings, pp.683-691

Metropolis,et al.(Ed.1980)History of Computing in the Twentieth Century,Academic Press

本書中に、Burks, W.”From ENIAC to the Stored-Program Computer : Two Revolutions in Computers”(pp.311-344)や、Eckert,J.P.”The ENIAC”(pp.525-539)、Mauchly, J.W. “ENIAC” (pp.541-550)などが収録されている。

Burks,Alice R., Burks,Arthur W.(1988) The Fisrt Electronic Computer, The Atanasoff Story, The University of Michigan Press[邦訳:大座畑、重光監訳『誰がコンピュータを発明したか』工業調査会,1998]

b.プログラム内蔵方式を最初に実装したコンピュータをめぐる議論

プログラム内蔵方式の意義は多くの人々が理解していたが、コストなどの問題から実装は遅れた。

イギリスのSSME(Small-Scale Experimental Machine)とする説

Napper, R.B.E.(2000) “The Manchester Mark 1 Computers1” in Rojas,R., Hashage, U. eds. (2000) The First Computers History and Architectures, pp.365-377
同論文のアブストラクトでNapperは、”This paper provides a brief history of the four related computers that were designed and built in Manchester from 1948 to 1951, and a summary specification of their architecture. Each machine has a strong claim to be a “first” in the history of stored-program computers, specifically allelectronic computers with an electronic store.”としながらも、SSEMが内蔵プログラム方式で駆動した最初のマシンであるとしている。(“The SSEM (June 1948) was the first such machine to work, thus realizing and proving the von Neumann ideal.”,p.365)

Burton, Christopher P. “Rebuilding the First Manchester Computer” in Rojas,R., Hashage, U. eds. (2000) The First Computers History and Architectures, pp.379-386
同論文のアブストラクトでBurtonは次のように1948年6月21日に内蔵プログラムを初めて動かした書いている。
The University of Manchester Small-Scale Experimental Machine, the “Baby,” first ran a stored program on June 21, 1948, thus claiming to be the first operational general-purpose computer. ”

大駒誠一(2005)『コンピュータ開発史』共立出版,p.123およびp.126
「SSEMは、・・・1948年6月21日に最初のプログラムが動いた。世界で最初のプログラム記憶方式コンピュータである。」(p.123)
「このSSEMの性能はまったくたいしたものではなかったが、ちゃんとメモリ上に置いたプログラムが作動し、いわゆるフォン・ノイマン型の紛れもなくプログラム記憶方式のコンピュータである。EDSACを最初のプログラム記憶方式のコンピュータとする文献は多いが、これは間違いである。EDSACは最初に実用になったコンピュータではあるが、Babyのほうが約1年早くプログラム記憶方式のコンピュータとして動いた。」(p.126)

なお大駒誠一氏は、Okoma, Seiichi(2000) “The First Japanese Computers and Their Software Simulators” in Rojas,R., Hashage, U. eds. (2000) The First Computers History and Architectures, p.421で富士フィルムのFUJICが1956年3月に日本で製造された最初のプログラム内蔵方式コンピュータであるとしている。
“The FUJIC, a monumental computer, was completed in March 1956. It was the first stored-program computer
made in Japan.”

日本語版ウィキペディア「計算機の歴史」
日本語版ウィキペディアでは、「(ENIACは)メモリに格納できる問題なら、どんな問題も計算できた。しかし、プログラムは配線やスイッチの状態によって定義されており、プログラム内蔵式とは言えない。」「プログラム内蔵式として設計された最初のコンピュータはEDVACだが、実際に最初に稼働したのはEDVACではない。エッカートとモークリーがプロジェクトを離れ、製作が停滞したためである。最初のノイマン型(プログラム内蔵式)コンピュータは1948年のマンチェスター大学の通称 “Baby”、正式名 Small-Scale Experimental Machine である。」としている。すなわち、Small-Scale Experimental Machineは「ウィリアムス管メモリを使ったプログラム内蔵式」で1948年6月に稼働していたのに対して、修正版ENIACが「配線変更とスイッチ設定によるプログラム制御とあわせ、Function Tables と呼ばれる機構をプログラム格納用ROMとして使ったプログラム内蔵式も可能」となったのは1948年9月、EDSACが「水銀遅延線メモリによるプログラム内蔵式」で稼働したのは1949年5月である、としている。http://ja.wikipedia.org/wiki/計算機の歴史(2013年6月23日アクセス)

SSMEに関する上記のような評価にも関わらず、SSMEすなわちSmall-Scale Experimental Machineはその名称を直訳すると「小規模実験機」となることからもわかるように、コンピュータ製品とは位置づけがたいものである。実際、大駒氏自身も上記のように述べる一方で、同じ箇所で、SSEMの記憶容量はわずか32語(1語は32ビット)に過ぎず、実行可能な命令もったの7種類であったことから、「コンピュータというよりはむしろ、ウィリアムズ・キルバーン管(一種のブラウン管)がメモリとして使えるかどうかの、動作テスト機械であった」(p.123)としている。

イギリスのEDSACとする説

星野力(1995)『誰がどうやってコンピュータを創ったのか』共立出版,p.81
「本書においては、(そして多くのコンピュータ科学・技術に携わる人たちの間では)コンピュータという用語は厳密には<プログラム可変内蔵方式>を意味している。第七章で述べるように、この意味で最初に実用に達したコンピュータは一九四九年のEDSACである。」(p.81)、<プログラム可変内蔵方式>という構想はすでにEDVACマシンの開発時から存在したが、「EDVACは開発関係者間の意見の対立により大幅に完成が遅れ」たため「世界最初のコンピュータ(プログラム可変内蔵方式と定義する)として出現したのは、このEDVACの影響下に、イギリスはケンブリッジ大学でモーリス・ウィルクス(Maulice Wilkes)によって製作され、一九四九年五月にプログラムの実行を開始したEDsAc(Electronic Delay Storage Automatic Calculator)(32ビット五一二語の遅延線メモリ、三、〇〇〇本の真空管)だったのである。」(pp.118-119)としている。
 なお星野力氏は、「本書ではコンピュータを、実行時にプログラムを書き換え可能なもの(プログラム可変内蔵)と定義するので、ENIACはコンピュータとはいえない。」としながらも、星野氏はまた「〈可変〉を取り除いて単に〈プログラム内蔵〉とすれば、一九四八年の改造されたENIACが最初であろう。」(p.81)「後の一九四八年、一入力対一〇〇出力のマトリックススイッチを命令デコーダ(解読器)とするような改造が行われ、メトロポリスは(フォン・ノイマン夫人のクララの助けによって)この機能により、世界最初のモンテカルロ法を計算している。/このことからENIAACは十分にプログラム固定内蔵方式といえる。」(p.90)、「ENIACの革新的意味は何だろうか?それは電子式で(〈で〉は、かつ、の意味)、デジタル方式で、プログラム内蔵型で、実用規模の科学計算汎用である計算機械として、世界最初のものである。」(pp.96-97)としている。
横山保(1995)『コンピュータの歴史』中央経済社,p.85
「最初のプログラム内蔵式のコンピュータであるEDSAC・・・このコンピュータでは、ソフトウェアの出発点であるサブルーチン・ライブラリの仕事が行われている。このサブルーチン・ライブラリは150のサブ・ルーチンからなっていたといわれている。」

イギリスのManchester Mark Iとする説
Rojas,R., Hashage, U. eds. (2000) The First Computers History and Architectures, p.xii
同書の序文では、Napper, R.B.E. “The Manchester Mark 1 Computers1″と、Burton, Christopher P. “Rebuilding the First Manchester Computer”の論文を紹介した説明文の中で、Manchester Mark Iが世界最初のプログラム内蔵方式コンピュータである、としている。

“Brian Napper and Chris Burton analyze the architecture and reconstruction of the Manchester Mark I, the world’s first stored-program computer.”