第 1 回 コンピュータの基礎

本日の内容


このドキュメントは http://edu.net.c.dendai.ac.jp/ 上で公開されています。

1-1. 授業を受ける前の注意点

  1. 座席は本日だけ指定の位置に座って下さい。次回からは自由です。
  2. この授業ではネットワークを使用します。ノートパソコンにネットワーク のポートがない場合、 PCMCIA という規格の LAN カードが必要になります。 「100Base TX」、「CardBus 対応」というのが性能の良いカードです (「CardBus 対応」はノートパソコン自体も対応している必要があります)。 カードは生協や秋葉原で 5000 円程度で買うことができます。
  3. 2年生以上で昨年後期にパスワードの交付を受けてない人は休み時間など を利用して総合メディアセンターにパスワードをもらいに行って下さい。 学生証が必要になります。
    一年生には本日パスワードを配布します。受けとる際には学生証を提示して下 さい。
  4. LAN ケーブルを貸し出します(一年生のみ)。 この LAN ケーブルは、ワークショップで LAN ケーブルを作成する際の教材引 渡し証を兼ねます。 ワークショップで LAN ケーブルを作成するまでは大切に持っていて下さい。 なお、それ以外の貸出用の LAN ケーブルはありませんので、必要な方は各自 用意して下さい。

1-2. この授業の狙い

この授業では、ノートパソコンを使用して、コンピュータの利用法とプログラ ミングの基礎を学びます。 具体的にはマイクロソフトウィンドウズを使用し、 C 言語を学習します。

使用する教材

OS
マイクロソフトウィンドウズ 98 SE 以降のバージョン
WWW ブラウザ、Mail ソフトウェア
Netscape 7.0, almail
表計算
OpenOffice
エディタ
Meadow(emacs-20)
C コンパイラ
gcc
清書系
HTML, pLaTeX
画像処理
Gimp
図形作成
Dinamic Draw
グラフ作成
Gnuplot
回路シミュレータ
Circuit Maker
数式処理
Mupad

但し、これらのソフトウェア(は Linux などの Unix 系の OS でも動くので、 自分で処置可能であれば、 Linux などを使用しても構いません(Linux 用の回 路シミュレータは Chipmunk 、図形作成は tgif を使ってみて下さい)。

コンピュータの操作は「右きき」用を対象にしています。 左ききの人は左きき用に設定できます。その場合、左クリック、右クリックが 入れ替わりますが、適宜読み替えて下さい。

授業の目標

プログラミングでは、コンピュータ言語の知識とアルゴリズム(プログラムの 書き方)の知識が必要になります。 この講義では、アルゴリズムの知識は必要最低限にとどめ、 コンピュータ言語の知識に特に焦点を当てていきます。 試験で評価されるのは、変数の扱い、表示、制御構文と、プログラムの流れを つかむことだけです。

授業の進め方

授業は解説と演習の繰り返しになります。 演習の時は相互に助け合ってレベルアップして下さい。 また、教科書は特に指定しませんが、参考文献を幾つか挙げておきますので参 照して下さい。

ノートは適宜用意して下さい。 また、コンピュータの操作をノートに記録するのは非常に難しい作業です。 また、講義だけではなく、ソフトウェアのインストールやトラブルの対処など、 コンピュータの状態を変えた時もメモするべきです。 すると、似たような問題の対処や、他人への教授、またコンピュータの不調に より再設定が必要になった際などに役に立ちます。

学習のし方

本講義は講義では次のような受講を心がけて下さい。

  1. わからないことがあったら、人に聞かれるまでそのままにせず、自主的に 学ぶ姿勢を身につける。
  2. 最初は他人に頼らず自分で調べてみる。それで満足できなかった時、教員 や友人に聞いてみる。

教材や講義の進め方について

OS の選択

OS は Windows のどれかを使用します。 Windows の各バージョンにはそれぞれいくつかの問題があることが知られてい ます。 しかし、 OS のインストールは非常に難しいです。 そのため、OS のインストールを避けることができ、さらに、コンピュータの 選択肢の多いものと言うことで Windows を採用しました。 Linux などの UNIX 系の OS を使える人は使っても構いません
  • プログラミングでは MS-DOS プロンプトやコマンドプロンプトをなどを使 用します。 これは、CUI(キャラクタユーザーインタフェイス。文字を利用したやりとり) といい、キーボードを利用して文字をコンピュータに送ることによりコンピュー タを操作するものです。
    GUI(グラフィックユーザーインタフェイス。絵による指示) と CUI の特徴を それぞれまとめました。
    特徴GUICUI
    とっつき易さ ×
    一覧性 ×
    抽象度 ×
    プログラミングのし易さ ×
    ノートの取り易さ ×

    このように利用者側から見ると、最初は GUI の方が使い易いのですが、 CUI はプログラミングがし易く、抽象度の高い処理も可能です。

    GUI のプログラミングや、便利な開発環境の利用は後期以降に扱う予定です。

    Windows の設定について

    コンピュータの名前
    ネットワークを使用する際、同一の名前のコンピュータはネットワーク上 に二つ以上存在できません。 コンピュータの名前として学籍番号を推奨します。 (コンピュータの説明は省略可能です)。
    インターネットに接続する方法
    LAN(Local Area Network)を選択して下さい。 そして 「IPを自動的に取得」「DNSを自動的に取得」を選んで下さい。
    インターネットに接続しましょう
    「インタネットアカウント」は大学のものを使用しますので、シャープや 他のサービスプロバイダを指定しないで下さい。 設定画面では「Windows のセットアップ完了後に新しいインターネットアカウ ントを作成する」を選んで下さい。
    このコンピュータを使うユーザーを指定して下さい。
    コンピュータを利用する際、 Windows 2000 Professional, Windows XP Home Edition, Windows XP Professional では利用ユーザ毎の権限が管理され ているため、使用前に入力する必要があります。 なお、ユーザ名としては 8 文字以内の数字で始まらない英数字の組合せ (「sakamoto」など) として下さい。英数字は「半角/全角 漢字」ボタンを押 すことで入力できるようになります。 なお、漢字などのユーザ名は避けて下さい。なぜなら、使用するソフトウェア は OS を含め全て外国製ですので、日本語のユーザ名に対応していない可能性 があり、トラブル(インストールができないなど)の原因となるからです。 もし、既に日本語のユーザ名を入れてしまっている場合は、講義用に別に英数 字のユーザ名を作成して下さい。
    フォルダ名、ファイル名
    講義で情報を整理するために、ディレクトリ(フォルダ)、ファイルなどに名前 をつける必要が出てきます。その場合もユーザ名と同じ理由から英数字を使用 した名前にして下さい。

    今から設定を変えるには

    コンピュータの名前(いわゆる半角(縦横比が 2:1)文字の英字+数字の組合 せがベスト)
    スタートボタン→「マイコンピュータ」を右クリック→「プロパティ」を 選択→「コンピュータ名」のタブを選ぶ→「変更」ボタンを押す
    インターネットに接続する方法
    スタートボタン→コントロールパネル→「インターネット接続のセットアッ プや変更を行う」を選ぶ→「インターネットのプロパティ」の画面で「接続」 タブを選ぶ→「ネットワークが存在しないときには、ダイヤルする」を選ぶ
    ユーザ名(いわゆる半角文字の英字+数字の組合せがベスト)
    スタートボタン→コントロールパネル→ユーザーアカウント→新しいアカ ウントを作成する→名前の入力 + 「次へ」 →「コンピュータの管理者」 (Windows 2000 Professional の場合は「パワーユーザー」) を選び、「アカ ウントの作成」を押す。 そしてログオフして新しく作成したアカウントでログインする。

    C 言語の選択について

    ポピュラーなプログラミング言語について
    C 言語
    チューリング賞を授賞した OS, UNIX を作るのに作られた言語。ハードウェ アと密接に関連している一方、構造化プログラミングが可能である。 インターネットで公開されているプログラムのほとんどは C 言語である。
    Java
    Sun Microsystems がインターネットでの利用を前提に作った、 C と良く 似た構造を持つオブジェクト指向型言語。セキュリティなども考慮しているた め、単純なプログラムを書くにも、それなりに長いプログラムを書く必要があ る。
    C++
    C 言語にオブジェクト指向的な文法を追加した言語。一応オブジェクト指 向型のプログラミングも可能である。但し、 C 言語の知識は必須である。STL という標準テンプレートライブラリを駆使してプログラミングをするが、残念 ながらインターネットのテンプレートは提供されていない。
    Delphi, Kylix
    構造化プログラミング言語 Pascal をボーランド社が改良したもの。改良 点は C, C++, Java などの良い点を導入したとも言える。 Pascal 言語は文法チェックが厳しく、コンパイルが通ればプログラムが動く と言う感覚があるが、あまり利用されていない。

    現在さまざまなプログラミング言語が使われていますが、基本的かつ他の言 語の基礎となっており、広く使われている言語は C 言語であると言えます。 プログラミング言語は一つだけ覚えるのではなく、いくつも異なる言語を覚え ることで、コンピュータの仕組みやプログラミングのコツなどを会得していく ことができます。 C 言語はその中で基本的なもので初めに学ぶには適した言語であると言えます。

    ゲームの作成など高度なプログラミングについて

    大学の授業を全て聴いても、ゲームプログラマになれません。 ゲームのプログラムをするには、コンピュータの能力をすべて引き出すための いろいろな方法論や特定のゲーム機種のハードウェアの知識、処理時間を短縮 するための様々な工夫、さらにゲームの内容に関する知識など大学では取り上 げられないかも知れない様々な知識が必要になってきます。 さらにソースコードの出ているゲームの解析など、ゲームそのも のを研究しなくてはなりません。また、いくつかゲームを実際に自分で作る実 力が必要でしょう。 しかし、一方でコンピュータの言語、アルゴリズムやデータ構造の修得など大 学で学ぶことも多いです。 大学で学ぶことも大切ですが、さらに自己研鑚が必要でしょう。

    1-3. コンピュータの開封とチェック

    開封

    今日パソコンが配られる人は、中に入っている説明書を読み、部品の点検をし て下さい。

    演習1-1

    次の方法に関してマニュアルを書きなさい。

    1. 電源の入れ方
    2. 電源の切り方

    演習1-2

    次に示すコンピュータの各仕様を調べなさい。

    1. CPU (中央演算処理装置) の種類とクロック数
    2. メモリの容量
    3. ハードディスクの容量
    4. 画面の広さ(縦と横のドット数)
    5. OS(オペレーティングシステム)の名前とバージョン

    ヒント

    コンピュータが不調になった時は

    Sharp Mebius PC-MT2-S3 には CD-ROM が内蔵されてないため、ハードディ スクが故障した際、純正の CD-ROM ドライブがないと購入時の状態に戻せませ ん(非純正品で PC-MT2-H1W のリカバリが可能な CD-ROM ドライブでも駄目で した)。

    なにかあったら、サポートデスクまたは私に相談してみて下さい。

    1-4. 倫理、セキュリティなど

    著作権

    インターネット事件簿/99'年11月の記事 http://www3.tky.3web.ne.jp/~rapeed/jiken11.shtml#nov08 によると、 1999年 11 月 26 日までに千葉県警と船橋東署は、「Adobe Photoshop 5 日本語版(15万5000円)」など 20 種類のソフトウェアを CD-R に 複製し、 1 枚 12000円から 30000円程度で販売していた容疑で、東京電機大 生 2 年を著作権法(知情販売)違反の疑いで逮捕、千葉地検に送検した。

    2000年2月29日に懲役1年2月、執行猶予4年(求刑: 懲役1年2月)の判決が出た。

    ソフトウェアをコピーして販売するとなぜ犯罪なのか?

    著作権は著作権法により保護されてます。

    著作権法【目的】
    第一条
    この法律は、著作物並びに実演、レコード、放送及び有 線放送に関し著作者の権利及びこれに隣接する権利を定め、これ らの文化的所産の公正な利用に留意しつつ、著作者等の権利の保 護を図り、もつて文化の発展に寄与することを目的とする。

    広義の著作権は、著作人格権狭義の著作権(著作財 産権)に分類されます。 著作人格権とは著作者の人格権を保護する権利で、公表権、氏名表示権、同一 性保持権などがあります。著作(財産)権には、複製権、放送権、有線送信権、 公衆送信権、貸与権、翻訳権、翻案権、二次的著作物利用権などがあ りますが、これらは著作物ごとに別々に規定されてます。 これらの権利は著作者が占有してます。

    一方で、利用者側の権利として、私的使用のための複製、利用法、引用な どは認められてます。

    著作物とは「思想又は感情を創作的に表現したものであつて、文芸、 学術、美術又は音楽の範囲に属するものをいう。」(著作権法第二条第一項) 一方、著作者は「著作物を創作する者をいう。」(著作権法第二条第 二項)となります。 例えば、マイクロソフトワードは「プログラムの著作物」であり、マイクロソ フトが著作者になります。 一方、マイクロソフトワードで作ったレポートは「小説、脚本、論文、講演そ の他の言語の著作物」となり、著作者はそのレポートを書いた人です(著作権 法第十条)。

    著作権法において、プログラムの著作者だけが自分の製作したコンピュータの プログラムの公表、改変、複製の製作、貸与、公衆送信を行うことができます。 一方、私的使用のための複製、目的外利用などは個人が自由に行って構いません。

    使用許諾契約

    各ソフトウェアメーカは、自社の利益を守るため、(著作権法で保護されない)コ ンピュータの利用に関して制限をかけます。 その制限とは主に次のようなものになります。

    1. 使用できるコンピュータの台数の制限
    2. 私的複製の制限
    3. リバースエンジニアリング(内部解析)の禁止
    4. 派生して発生した損害に対する免責

    マイクロソフトウィンドウズの使用許諾契約書は「スタート→ヘルプ」でキー ワードに「使用許諾契約」を入れると表示できます(Windows XP では難しい)。 この文書で注目すべき点は、 「本ソフトウェアは許諾されるもので、販売されるも のではありません。」 という点です。マイクロソフトウィンドウズは必ず販売ではなく許諾の契約と いう形で利用することになります。そのため、著作権法では許されていた私的 使用のための複製や目的外利用(フォントだけの利用など)も制限されることに なります。

    演習1-3

    次の行為はやって良いか悪いか分類しなさい

    1. Windows のバックアップを 1 部作成する。
    2. Windows のバックアップを 2 部作成する。
    3. Windows のバックアップを 3 部作成する。
    4. Windows で作ったバックアップを友人に売る。
    5. Windows で作ったバックアップを友人にあげる。
    6. マイクロソフトワードで作ったレポートを公表する。
    7. マイクロソフトワードで作ったレポートを 1 部作成する。
    8. マイクロソフトワードで作ったレポートを 2 部作成する。
    9. マイクロソフトワードで作ったレポートを 3 部作成する。
    10. 他人から来た電子メールを勝手に公開する。
    11. 書物の一部を引用して、批判した文章を公開する。
    12. 秋葉原のお店の商品価格の公表。

    不正アクセス防止法

    毎日新聞 インターネット事件を追う http://www.mainichi.co.jp/digital/netfile/archive/200204/03-1.html によると、 大阪府警ハイテク犯罪対策室と東署は 2002年 4 月 2 日に元勤め先の電子メール送受信用サーバーに、元同僚の接続 情報を使い侵入したとして、枚方市出口4、会社員、田川広巳容疑者(34)を、 不正アクセス禁止法違反容疑で逮捕した。

    刑法

    毎日新聞 インターネット事件を追う http://www.mainichi.co.jp/digital/netfile/archive/200203/27-1.html によると、 2002年 3 月 27 日に 警視庁と沖縄県警は、 全日空機の爆破を予告する電子メールを送ったとして、 中学2年の少年(14)を威力業務妨害容疑で補導した。

    昨年12月26日午前7時半ごろ、全日空の関連会社が運営す るホームページに「羽田発那覇行きの機内に爆弾を仕掛けた」などと携帯電話 のメール機能を使って書き込んだ疑い。

    ストーカー

    毎日新聞 インターネット事件を追う http://www.mainichi.co.jp/digital/netfile/archive/200107/18-3.html によると、 千葉県警生活環境課などは2001年 7 月 17日に、以前交際していた女性に4 回 にわたって中傷する電話や電子メールを繰り返したとして、51歳の会社役員を ストーカー規制法違反の疑いで逮捕した。

    1-5. コンピュータウィルス

    外部から自己複製を行いながらコンピュータのに取り付き、利用者が意図してい ない操作を行なうプログラムが存在します。 これをコンピュータウィルスと言います。 インターネットが普及する前は、もっぱらフロッピーディスクなどを媒介とし て感染していましたが、現在はインターネットを媒介として感染することが多 いです。

    コンピュータウィルスに対する防御として、一般に広く行なわれているのはウィ ルス対策ソフトウェアというものです。 しかし、これらは過去に発生したウィルスの辞書を元に、実行しようとするプ ログラムがウィルスかどうか判断するものなので、新種のウィルスには対応で きないという欠点があります。

    そこでお勧めしたいのは、ウィルスの感染経路を絶つ方法です。 但し、新種のウィルスが別の感染経路を選択した場合効果はありません。 しかし、未知のウィルスが新しい感染経路を必ず発見するわけではないので、 多くの場合、未知のウィルスに対しても有効です。

    実際には最近のウィルスが最も感染源として用いる Microsoft Outlook Express と Microsoft Internet Explorer を使用しないようにします。 これによって最近流行ったウィルスのほとんどは感染しなくなります。 これを行うために、これらの代わりの電子メールソフトと WWW のブラウザを インストールします。

    1-6. インターネットへの接続

    用語

    ポインティングデバイス
    マウス、パッド、スティック、トラックボールなど
    ポインタ
    ポインティングデバイスを動かすと動く、矢印など。形は背景の状況によ り変化する。
    クリック
    ボタンを軽く押し、すぐに離す。通常、離した瞬間に指示が伝わる。
    ドラッグ
    ボタンを押したまま、ポインタを動かし、目的地でボタンを離す。移動や コピーなどの意味がある。
    デスクトップ
    アイコンなどが表示されている領域
    左クリック
    決定などの意味を持つ。ボタンを押すなどの操作は左クリックで行う。
    右クリック
    メニュー表示に使う。

    前準備(CUI シェル)

    Windows 98, Me

    1. 「スタート」をクリックし、「プログラム」をたどり、「MS-DOS プロン プト」にポインタを合わせる。
    2. 右ボタンを押し、「ショートカットの作成」にカーソルを合わせ、左ボタ ンでクリックする。
    3. 「スタート」をクリックし、「プログラム」をたどり、新しくできた 「MS-DOS プロンプト(2)」にポインタを合わせる。
    4. 左ボタンを押し、デスクトップへドラッグする。

    Windows 2000, XP

    1. 「スタート」をクリックし、「プログラム」をたどり、さらに「アクセサ リ」をたどって、「コマンドプロンプト」にポインタを合わせる。
    2. 右ボタンを押し、「ショートカットの作成」にカーソルを合わせ、左ボタ ンでクリックする。
    3. 「スタート」をクリックし、「プログラム」をたどり、新しくできた 「コマンドプロンプト(2)」にポインタを合わせる。
    4. 左ボタンを押し、デスクトップへドラッグする。

    学内のネットワークに接続する

    ネットワークの認識

    1. 情報コンセントとコンピュータを LAN ケーブルで接続する。
    2. 「MS-DOS プロンプト」または「コマンドプロンプト」を右ボタンでクリッ クし、「開く」を左クリックする。
    3. ipconfig[Enter]を入力する。
    4. 画面に「IP Address」が表示される。 0.0.0.0 以外の表示であれば次の 「認証」に移る。
      1. コンピュータ名を聞かれたら、学籍番号を入力する。
      2. 0.0.0.0 が表示される場合は、ipconfig /renewまたは ipconfig /renew_allを打つ。
      3. それでもだめならケーブルや情報コンセントなど、ネットワークそのもの の障害の可能性があるので、調べる。 (スタート→)ネットワークコンピュータを右クリック→プロパティを選択で、 ローカルエリアネットワークの状態を左クリックして調べるのも有効。

    認証

    1. 「MS-DOS プロンプト」または「コマンドプロンプト」において、 telnet gate 259 を入力する。
    2. User: に学籍番号を入れる。
    3. RADIUS password: にパスワードを入力する。
    4. Choose:
             (1) Standard Sign-on
             (2) Sign-off
             (3) Specific Sign-on
      Enter your choice:
      
      1を入れる。
    5. telnetを入力して、「ダイアルアップの接続」の画面が出る 場合、「設定→コントロールパネル」を選び、「インターネットオプション」 を右クリックし、「開く」を左クリックする。「接続」を選び、「ネットワー ク接続が存在しない時には、ダイヤルする」をチェックし、「OK」を押す。 症状が変わらない時は、再起動する。
      インターネットのプロパティの接続画面

    インターネットへのアクセスと Netscape 7.01 のインストール

    1. デスクトップ上の Internet Explorerを右クリックし、「開 く」を左クリックする。
    2. 設定画面が出ずに Internet Explorer が動いた場合は次に進む。 もし、設定画面が出たら、「LAN」の設定を行う。電子メールなどの設定は必要 ないので、「完了」を押す。
    3. 「ファイル」を左クリック、「開く」を左クリックし、 http://edu.net.c.dendai.ac.jp/ をタイプし、「OK」を左クリックする。
    4. 「コンピュータ基礎および演習I 」、「使用するソフトウェア」を左クリッ クする。
    5. 「Netscape 7.0」を左クリックする。
    6. 「ダウンロード」を左クリック。「デスクトップ」に保存する。
    7. 「閉じる」を左クリックし、「ファイル」を左クリック、「閉じる」を左 クリックし、Internet Explorer を終了する。
    8. デスクトップ上の「NSSetup」を右クリックし、「開く」を押し、指示に 従いインストールする。 (電子メールの設定はしなくて良い)

    宿題

    注意! 授業中に全部やろうとするとネットワークがパンクします!

    Netscape を使用して、 almail と OpenOffice をダウンロードしておいて下 さい。


    坂本直志 <[email protected]>
    東京電機大学工学部情報通信工学科