コンピュータに関する歴史的＝理論的研究 – ページ 3 – History and Theory of Computer by 佐野研究室

1970年代マイクロプロセッサの性能比較

投稿日: 2018年8月27日2018年8月29日投稿者: sano

相磯秀夫(1978)「概要」電子通信学会編『マイクロコンピュータとその応用』電子通信学会，第1章，pp.6-7の表1.3「代表的なマイクロプロセッサの性能」

富沢孝(1980)「概説」森亮一『汎用マイクロプロセッサ』丸善，表1.6「汎用マイクロプロセッサ一覧表」, pp.22-23

岡田義邦、田島裕昭(1978)「機種一覧表」森亮一『汎用マイクロプロセッサ』丸善，付録I，pp.199-219

Intel 4004 8008,National IMP8, Motorola 6800, Intel 8080, RCA COSMAC, Fairchild F-8,Zilog Z-80, Intel 8086, Motorola 68000, Zilog 28000の性能比較

[出典]Siewiorek, D.P., Bell,C. G., Newell,A. (1982) Computer Structures; Principles And Examples , McGraw-Hill,p.610のTable 1 Microcomputers

https://gordonbell.azurewebsites.net/CGB%20Files/Computer%20Structures%20Principles%20and%20Examples%201982%20ng%20c.pdf

コンピュータ関連資料－解説書および教科書（英語）

投稿日: 2018年8月27日2018年8月27日投稿者: sano

Bell, C. G., Newell, A. (eds.) (1971) Computer Structures: Readings and Examples,McGraw-Hill computer science series
https://archive.org/details/computerstructures00bell

Siewiorek, D.P., Bell,C. G., Newell,A. (1982) Computer Structures; Principles And Examples , McGraw-Hill
https://gordonbell.azurewebsites.net/CGB%20Files/Computer%20Structures%20Principles%20and%20Examples%201982%20ng%20c.pdf

Faggin, F. “Trends in Microcomputers” pp.612-614
Morse,S.P., Ravenel,B.W., Mazor, S., Pohlman, W.B. ”Intel Microprocessors: 8008 to 8086″ pp.615-646

1970年代におけるマイクロプロセッサー関連市場データ資料

投稿日: 2018年8月27日2024年1月9日投稿者: sano

１．Bass, J. E. (1977) Trends in Microcomputer Technology,Rockwell International, Microelectronic Device Division
http://www.bitsavers.org/components/rockwell/Trends_in_Microcomputer_Technology_1977.pdf

本論考では、米国におけるMOS LSI市場規模の金額推移がp.3に掲載されている。

本論考では、p.4のFigure2 Market Segmentationにおいて、マイクロコンピュータ関連製品の市場セグメントが下記のように9分類されている。［アーケードゲーム機(archade games)がTRANSACTION EQUIPMENTに分類されていることに注意する必要がある。

TRANSACTION EQUIPMENT	MONEY HANDLING TERMINALS, ARCADE GAMES, MERCHANDISING EQUIP.
OFFICE EQUIPMENT	OFF-LINE BUSINESS EQUIPMENT, FACSIMILE, WORD PROCESSORS
CONSUMER	GAMES, APPLIANCES, PERSONAL/HOME PRODUCTS
E D P	PERIPHERAL CONTROLLERS, INTELLIGENT TERMINALS, MEMORY
COMMUNICATIONS	TELEPHONE, RADIO, PABX, SWITCHING, COMMUNICATIONS,MODEMS
INDUSTRIAL CONTROLS	MACHINE AND PROCESS CONTROLS, .MATERIAL HANDLING,TESTING
INSTRUMENTATION	LABORATORY, MEDICAL, TEST EQUIPMENT
MIRITARY/AVIONICS	EXTENDED ENVIRONMENT COMMUNICATIONS, NAVIGATION AND CONTROL, WEAPONS SYSTEMS
AUTOMOTIVE	ENGINE, TRANSMISSION, ENVIRONMENTAL CONTROLS, SAFETY, CONVENIENCE

上記分類に基づく、各セグメントごとの市場規模の推定値が、p.5のFigure 3 Available Microprocessor Marker by Segmentである。

２．広瀬治臣(1978)「システムの設計問題」電子通信学会編『マイクロコンピュータとその応用』電子通信学会，第7章，p.186の表7.4「アメリカにおけるマイクロコンピュタ市場の現状と見通し」

1970年代の中頃には，下記のようなことが予想されてはいなかった。
1. personal computing用製品（パソコン，個人用ワークステーション）の市場規模はにおけるモジュールとしてマイクロプロセッサが現代のような重要な位置を占めるようになるとは
personal computing市場の規模がさほど大きくなかったこと，用コンピュータマイクロプロセッサの単価が低いこと，

３．広瀬治臣(1978)「システムの設計問題」電子通信学会編『マイクロコンピュータとその応用』電子通信学会，第7章，p.192の図7.3「アメリカにおけるマイクロコンピュタ市場の規模」

1970年代マイクロプロセッサのベンチマーキングの結果

投稿日: 2018年8月27日2018年8月27日投稿者: sano

[図の出典] 森亮一•田島守彦(1977)「マイクロプロセッサのベンチマーキング」森亮一編『最新マイクロコンピュータ技術読本』工業調査会,p.89の図8.3「ベンチマーキングの結果」（テストプログラム１，データブロックの移動）
ベンチマークの内容は，同書p.89の図8.2に示されている。

ベンチマーキングの識別記号

製作社	マイクロプロセッサ名	識別記号
American Micro Sys.	S 6800	A
Digital Equipment	M7341	B
	PDP-8/A	C
	LSI-11	D
Electronic Arrays	EA0002	E
Fairchild Semiconductor	F8	F
General Automation	855	G
General Instrument	CP 1600	H
Intel	3000	J
	4040	A B
	8008-1	K
	8080	L
Monolithic Memories	300	M
MOS Technology	MCS series 6500	Z
Mostek	5065	N
Motorola	M6800	P
National Semiconductor	IMP-8	Q
	IMP-16C	R
	IMP-16P(PACE)	S
Radio Corp, of America	COSMAC	T
Rockwell International	PPS-4	AC
	PPS-8	U
Scientific Micro-Systems	Microcontroller	V
Signetics	2650	W
Warner and Swasey	M8	X
Western Digital	MCP1600	Y

Weisbecker, J. (1974) “ A Practical Low Cost, Home/School Microprocessor System,” Computer, August 1974、pp.20-31
https://ieeexplore.ieee.org/document/6323645/metrics
https://www.computer.org/csdl/mags/co/1974/08/020031-abs.html
[関連参考資料]
森亮一編(1977)『最新マイクロコンピュータ技術読本』工業調査会,pp.297-298

1970年代におけるマイクロプロセッサ関連資料

投稿日: 2018年8月26日2021年1月9日投稿者: sano

森亮一編『最新マイクロコンピュータ技術読本』工業調査会,pp.36-37 表3.1「4ビットワンチップMCの一覧表（その1）」

森亮一編『最新マイクロコンピュータ技術読本』工業調査会,pp.38-39 表3.1「4ビットワンチップMCの一覧表（その2）」

森亮一編『最新マイクロコンピュータ技術読本』工業調査会,pp.40-41 表3.2「8ビットワンチップMCの一覧表」

森亮一編『最新マイクロコンピュータ技術読本』工業調査会,p.48 表4.1「16ビットマイクロコンピュータの機能」

森亮一編『最新マイクロコンピュータ技術読本』工業調査会,p.49 表4.2「16ビットマイクロコンピュータの分類」

A. ミニコンピュータの LSI 化
(1) 従来からあるミニコンピュータをLSI化したもの — TOSBAC-40L[東芝],PF-U100[パナファコム]
(2) マイクロコンピュータに適した仕様に既存ミニコン̶̶ピュータをリファインしたもの — LSI-11[DEC]
(3) まったく新たに作った新LSIミニコンピュータ — TMS9900［TI]
(4) まったく新たに作った汎用エミュレータ — μCOM16[NEC]

B. ニコンピュ夕CPUの一部分をLSI化 —- 研究用 — PULCE[電総研]

C.マイクロコンピュータの—–汎用マイクロコンピュー夕—–PFL-26A16ビット版PF-U100[パナファコム]

マイクロプロセッサー関連市場データ資料　－　日本におけるマイクロプロセッサ販売個数，販売金額ほか

投稿日: 2018年8月26日2018年8月29日投稿者: sano

日本におけるマイクロプロセッサのビット数別販売個数1973-1976

[出典]森亮一編『最新マイクロコンピュータ技術読本』工業調査会,p.3

マイクロプロセッサ及びメモリの年度別全国販売金額

[出典]東山尚(1978)「応用システムの設計と開発」電子通信学会編『マイクロコンピュータとその応用』電子通信学会，第9章，p.315の図9.21
「マイクロプロセッサ及びメモリの年度別全国販売金額」
［原出所］『マイクロコンピュータに関する技術動向調査(2)(VI.応用技術)』日本電子工業振興協会52-A-122 (昭52-03).
［関連資料]『マイクロコンピュータ新技術動向(マイクロコンピュータに関する調査研究)ーセミナー編一』日本電子工業振興協会(昭52-03).
『マイクロコンピュータに関する調査報告書(マイクロコンピュータの開発および利用状況と将来)』日本電子工業振興協会，51-A-95 (昭51-03).

マイクロプログラミング　－　計算機におけるマイクロプログラム制御方式の歴史

投稿日: 2018年8月24日2023年12月12日投稿者: sano

計算機の「装置」的構成要素－「入力」装置，「演算」装置，「記憶」装置，「制御」装置，「出力」装置

馬場敬信(1985)『マイクロプログラミング』昭晃堂，p.1

「制御」装置の構成要素－「命令レジスタ」(IR)，「プログラムカウンタ」(PC)，「デコーダ」

「命令レジスタ」(IR)－命令をおくための記憶装置
「プログラムカウンタ」(PC)－命令のアドレスを保持するための記憶装置
「デコーダ」－与えられた命令の中の操作コード部をデコード（解読）して、命令が指定する動作内容を決定するための装置。また演算処理の対象となるデータのアドレスを決定する装置でもある。
馬場敬信(1985)『マイクロプログラミング』昭晃堂，pp.2-3

計算機における「命令」の実行プロセス – 「命令サイクル」

計算機は，下記の各操作の繰り返し（命令サイクル）をおこなっている。

1.命令の取り出し[プログラムカウンタが指定する命令のアドレスを記憶装置に送り，命令を記憶装置から命令レジスタに読み込む］
2.プログラムカウンタの更新[プログラムカウンタを一つ先に進める］
3.命令のデコード[命令レジスタの中の命令の操作コード部をデコードして，計算機がどのような動作をすべきかを決定する。また命令のアドレス部から「演算の対象となるデータ」（オペランドと呼ぶ)のアドレスを決定する．］
4.オペランド（演算処理の対象となるデータ）の取り出し[オペランドのアドレスを主記憶装置に送り，オペランドの読み出しをおこなう］
5.命令の実行

[出典]馬場敬信(1985)『マイクロプログラミング』昭晃堂，p.3

マイクロプログラミング方式によるCPU設計

馬場敬信(1985)『マイクロプログラミング』昭晃堂，p4の図1.4「マイクロプログラミング方式」

馬場敬信(1985)『マイクロプログラミング』昭晃堂，p.5の図1.5「機械命令とマイクロプログラムの関係」

「機械語」命令の命令レジスタの操作コード部で，制御記憶アドレスレジスタ(CMAR)を指定する。
制御記憶(control memory)の中の，指定アドレスにあるマイクロプログラムを，制御記憶データレジスタ(CMDR)に読み出す。
制御記憶データレジスタ(CMDR)に読み出されたマイクロプログラム(microprogram)を構成するマイクロ命令(micro instruction)は，デコーダによってデコードされマイクロオーダ(micro-order)に変換される。マイクロオーダによって制御される操作は，マイクロ操作(micro operation)と呼ばれている。

CMAR：制御記憶アドレスレジスタ(control memory address register)
CMDR：制御記憶データレジスタ(control memory data register)
[図の出典]馬場敬信(1985)『マイクロプログラミング』昭晃堂，p.4の図1.4「マイクロプログラミング方式」およびp.5の図1.5「機械命令とマイクロプログラムの関係」

マイクロプログラミング方式のメリット

1) 制御論理の実現に関わるコスト

結線論理方式によるCPU設計では，「制御論理はすべて論理素子，および素子間の結線で実現されるため，論理が複雑になればなるほど，要するコストは著しく増大する」（馬場敬信(1985)『マイクロプログラミング』昭晃堂，p.10)が，マイクロプログラミング方式では制御論理が複雑になっても，マイクロプログラムを格納する制御記憶の容量を増大させるだけで良いため，制御論理が複雑になればなるほどマイクロプログラミング方式の方がコスト的に有利になる。

2) 設計コスト

結線論理方式によるCPU設計では，制御論理を実現するハードウェア設計が複雑になりコストがかかるが，ハードウェア設計それ自体は単純である。マイクロプログラミング方式ではソフトウェア設計は複雑になるが，「マクロレベル以上のアーキテクチャの設計，マクロアーキテクチャを実現するためのマイクロプログラムの作成，およびマイクロアーキテクチャを実現するためのハードウェアの論理設計などを並行して進めることができる」というメリットがある。

3) システムの柔軟性

ハードウェアを変更しなくても，マイクロプログラムの変更により制御論理の変更や追加が可能である。

マイクロプログラミング方式の歴史的展開

下記は、馬場敬信(1985)『マイクロプログラミング』昭晃堂，pp.5-10における説明を要約したものである。

1.M.V.Wilkesによるマイクロプログラミング方式の発明(1951)

Wilkes, M.V. (1951) “The Best Way to Design an Automatic Calculating Machine,” in Report of the Manchester University Computer Inaugural Conference, 1951. (Not published until 1953), pp. 16-18.

本論文は下記ほかで再録されている。
Wilkes, M. V. (1989). “The best way to design an automatic calculating machine,” in Martin Campbell-Kelly (Ed.). The early British computer conferences, (Charles Babbage Institute Reprint Series For The History Of Computing, Vol. 14.) MIT Press, Cambridge, MA, USA 182-184.
https://dl.acm.org/citation.cfm?id=94938.94976

2.マイクロプログラミング方式の商用機における採用(1964-)

IBM360で採用

3.ダイナミック・マイクロプログラミング(1970-)

3-a ダイナミック・マイクロプログラミング

制御記憶にあるマイクロプログラムを「書き換え可能」とすること。その実現には，「実行時に制御記憶の内容を書き換える」方式と「2次記憶または主記憶にあるマイクロプログラムを制御記憶にロードして使用する」方式（リローダブル制御記憶(reloadable control）memory)の2種類がある。
ダイナミック・マイクロプログラミング方式を採用することによる応用の一つは，ユーザーが同方式を利用して「種々の応用プログラムのマイクロプログラム化を図る」こと，すなわち，「ユーザマイクロプログラミングを可能にすること」である。［Andrews,M.(1980) Principles of Firmware Engineering in Microprogram Control,Computer Science Press.］

3-b 2レベル･マイクロプログラミング－マイクロプログラムの階層化

制御記憶にあるマイクロプログラムを「書き換え可能」となれば，マイクロプログラムの階層化，すなわち，制御記憶を「マイクロプログラム記憶」と「ナノプログラム」記憶(nanoprogram memory)とに分けて管理することも可能となる。

プログラム視点から見た計算機アーキテクチャの階層構成

[図の出典]馬場敬信(1985)『マイクロプログラミング』昭晃堂，p.9

[参考文献]

Salisbury,A.B.(1976) Microprogrammable Computer Architectures,Elsevier Science Inc.

http://ed-thelen.org/comp-hist/MicroprogrammingABriefHistoryOf.pdf

マイクロプログラミングに関する参考資料

Milkes, M.V. (1986) “The Genesis of Microprogramming” IEEE Annals of the History of Computing, Vol.8, pp.116-126.
https://www.computer.org/csdl/magazine/an/1986/02/man1986020116/13rRUxZRbqE
DOI Bookmark: 10.1109/MAHC.1986.10035
Authors: M.V. Milkes

中規模コンピュータの価格

投稿日: 2018年8月22日2021年1月9日投稿者: sano

半導体回路の歴史的変遷

年代	価格
1960年代初期	30,000ドル
1970年	10,000ドル
1977年	5,000ドル
1980年	1,000ドル
1985年	1,000ドル
年代	価格

1980年以降は予測数値

[出典]キャノン, D.L., リューク, G.(木村芳幸訳、1983)『マイクロコンピュータ入門』 (エレクトロニクス入門シリーズ)啓学出版、p.24の図1．22「中規模コンピュータのコストの変遷」

半導体回路の歴史的変遷- IC、LSI

投稿日: 2018年8月22日2021年1月9日投稿者: sano

半導体回路の歴史的変遷

型式	登場年代	ゲート数	チップの外形（ミル）	チップの面積 (平方ミル)	SSIとの比
SSI	1960年代初期	10～12	50×50	2,500
MSI～LSI	1960年代後期	100～1,000	150×150	22,500	9:1
LSI～VLSI	1970年代	1000～50,000	250×250	62,500	25:1

注：1ミル＝1/1000インチ＝0.0254mm

[出典]キャノン, D.L., リューク, G.(木村芳幸訳、1983)『マイクロコンピュータ入門』 (エレクトロニクス入門シリーズ)啓学出版、p.23の表1．2「ディジタル電子回路の変遷一チップの大きさ」

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