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31 関係: 半導体、二進法、チャールズ・バベッジ研究所、ハワード・エイケン、ハーバード大学、ハーバード・アーキテクチャ、トーマス・J・ワトソン、分岐命令、アメリカ合衆国、アメリカ空軍、アメリカ海軍、アキュムレータ (コンピュータ)、アタナソフ&ベリー・コンピュータ、クラッチ、グレース・ホッパー、入出力、Colossus、磁気ドラムメモリ、磁気コアメモリ、紙テープ、継電器、ENIAC、計算機、計算機の歴史、開閉器、IBM、Manchester Mark I、Selective Sequence Electronic Calculator、Zuse Z3、演算装置、1944年。
半導体
半導体（はんどうたい、semiconductor）とは、電気伝導性の良い金属などの導体（良導体）と電気抵抗率の大きい絶縁体の中間的な抵抗率をもつ物質を言う（抵抗率だけで半導体を論じるとそれは抵抗器と同じ特性しか持ち合わせない）。代表的なものとしては元素半導体のケイ素（Si）などがある。 電子工学で使用されるICのような半導体素子はこの半導体の性質を利用している。 良導体（通常の金属）、半導体、絶縁体におけるバンドギャップ（禁制帯幅）の模式図。ある種の半導体では比較的容易に電子が伝導帯へと遷移することで電気伝導性を持つ伝導電子が生じる。金属ではエネルギーバンド内に空き準位があり、価電子がすぐ上の空き準位に移って伝導電子となるため、常に電気伝導性を示す。.
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二進法
二進法（にしんほう）とは、2 を底（てい、基（base）とも）とし、底の冪の和で数を表現する方法である。 英語でバイナリ (binary) という。binaryという語には「二進法」の他に「二個一組」「二個単位」といったような語義もある（例: バイナリ空間分割）。.
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チャールズ・バベッジ研究所
チャールズ・バベッジ研究所（、CBI）は、ミネソタ大学にある情報技術史に特化した研究センターであり、特に1935年以降のデジタルコンピュータ、プログラミング/ソフトウェア、コンピュータネットワークを専門としている。19世紀のイギリスでプログラム可能なコンピュータ（解析機関）を発明したチャールズ・バベッジの名を冠している。ミネソタ州ミネアポリスにあるミネソタ大学図書館にある。.
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ハワード・エイケン
ハワード・エイケン ハワード・エイケン（Howard Hathaway Aiken, 1900年3月8日 - 1973年3月14日）は、アメリカ合衆国の物理学者で、コンピューティングのパイオニアである。IBMによって建造された、Harvard Mark I（以降のシリーズ）コンピュータのプロジェクトで、主任エンジニアを務めた。 ニュージャージー州のホーボーケン出身。ウィスコンシン大学を卒業し、後に (1939年)、ハーバード大学から物理学のPh.D.を授与された。このとき、彼は数値的にしか解を求められない微分方程式に遭遇した。彼は、そのような退屈な作業の大部分をしてくれる電気機械式計算機械を夢想した。このコンピュータは当初 Automatic Sequence Controlled Calculator（ASCC）と呼ばれていたが、後に Harvard Mark Iと改名された。グレース・ホッパーの助けとIBMの資金援助を得て、1944年にマシンが完成した。1947年にはHarvard Mark IIが完成した。エイケンはさらにMark IIIとHarvard Mark IVを製作している。Mark III は一部に電子部品を使い、Mark IV では完全電子化されていた。Mark III と Mark IV は磁気ドラムメモリを使用し、Mark IV では磁気コアメモリも使っている。 当初、エイケンがデジタル計算機の製作を大学に提案したとき、大学側は特に動こうとしなかった。その話が周囲に伝わると、ある者が大学に既にそういう機械があると言い出した。そして、エイケンはチャールズ・バベッジの階差機関の一部と出会った。実は、バベッジの息子が階差機関を復元したとき、一部分をハーバード大学に寄贈していたのである。エイケンはそれまで階差機関のことを知らなかった。図書館でバベッジの自伝を見つけたエイケンは、次のような一節を読んで感銘を受けたという。 アメリカ海軍のライブラリにある、Mark IIのリレーに挟まった蛾に関するメモが記されたノート。蛾の実物が貼り付けられている Mark IIは、故障の原因として虫（蛾）がリレーに挟まっているのが見つかり、グレース・ホッパーが「本物（actual）の虫（バグ）が見つかった最初の例」と書き残したことでも知られる。 1952年の彼の言葉として「あちこちの研究所に半ダースほどの大規模コンピュータがあれば、この国のあらゆる計算の要求に対応できるだろう。」というものがある。これは、しばしばトーマス・J・ワトソンの言と誤って伝えられる（トーマス・J・ワトソン#有名な誤った引用を参照）。（モーリス・ウィルクスの自伝によれば、EDSACの計画中、エイケンはウィルクスらが採用しようとした遅延記憶装置などに懐疑的だったという） 1970年、エイケンは、大規模デジタルコンピュータの開発と応用に対する先駆的な貢献と、デジタルコンピュータの教育に関する重要な貢献に対して、IEEEのエジソンメダルを与えられた。 ハワード・エイケンは、米国海軍予備軍の将校でもあった。.
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ハーバード大学
ハーバード大学（英語: Harvard University）は、アメリカ合衆国の研究型私立大学であり、アイビー・リーグの一校。イギリス植民地時代の1636年に設置された、アメリカ合衆国内において、最も学術的起源の古い高等教育機関である。.
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ハーバード・アーキテクチャ
ハーバード・アーキテクチャの図 ハーバード・アーキテクチャとは、命令用とデータ用に物理的に分割された記憶装置と信号通路を持ち、命令用とデータ用で主記憶のアドレス空間が分かれているコンピュータ・アーキテクチャのことで、ノイマン型アーキテクチャと対比される。.
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トーマス・J・ワトソン
トーマス・ジョン・ワトソン・シニア（Thomas John Watson, Sr.、1874年2月17日 - 1956年6月19日）は、インターナショナル・ビジネス・マシーンズ（IBM）社の初代社長である。厳密には同社の「創立者」ではないが、1914年から1956年までIBMのトップとして同社を世界的大企業に育て上げた人物であり、実質上のIBMの創立者とされることが多い。IBM独自の経営スタイルと企業文化を生み出し、パンチカードを使ったタビュレーティングマシンを主力として、非常に効率的な販売組織へと成長させた。たたき上げた一流の実業家であり、生前は世界一の富豪として知られ、その死に際しては「世界一偉大なセールスマン」と賞賛された。.
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分岐命令
分岐命令（ぶんきめいれい）は、プロセッサの命令の一種である。ジャンプ命令ともいう。条件ジャンプ命令と無条件ジャンプ命令があり、厳密には「分岐」するのは条件ジャンプであって無条件ジャンプは「分岐」と言えないかもしれないが、特に区別しないことが多い。サブルーチン呼出や戻りの命令も分岐命令の一種とすることもある。 一般的なプロセッサでは、機械語の命令列はアドレスの昇順に逐次実行されるが、分岐命令が実行されると次に実行される命令が切り替わる。高水準言語のコンパイラは、条件文・Goto文・サブルーチンなどの制御構造から分岐命令を生成する。 分岐命令は引数として少なくともターゲットアドレスを持つ。ターゲットアドレスは、分岐命令の実行により、プログラムカウンタに代入される。 命令パイプラインが深い一方で、先読みが浅いプロセッサでは、ジャンプによりパイプラインにバブルが発生しペナルティとなる設計にならざるをえないことがある。そのペナルティを軽減するため、分岐命令の直後を「遅延スロット」と称し、そこにある命令は分岐処理の直前に実行されるものとする、遅延分岐という方式がある。MIPS、SH、SPARCなど、初期のいわゆるRISCに採用例が多いが、1986年にNECから発表されたμPD77230、1988年にTIから発表されたTMS320C30、デジタルシグナルプロセッサにも（その前から）多い。ディレイスロット（にある命令）の数は、μPD77320の場合で 1 、TMS320C30の場合で 3 であった。大多数のRISCのディレイスロットは 1 である。 パイプライン処理では命令のフェッチが重要であり、分岐予測が用いられることがある。分岐予測は失敗時のコストが大きいので、これを減らすために投機的実行などの技術が用いられる。 ARMやIA-64では、全ての命令を条件実行命令として、分岐命令の必要性を低減しパイプラインストールの可能性を低くする工夫をしている。.
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アメリカ合衆国
アメリカ合衆国（アメリカがっしゅうこく、）、通称アメリカ、米国（べいこく）は、50の州および連邦区から成る連邦共和国である。アメリカ本土の48州およびワシントンD.C.は、カナダとメキシコの間の北アメリカ中央に位置する。アラスカ州は北アメリカ北西部の角に位置し、東ではカナダと、西ではベーリング海峡をはさんでロシアと国境を接している。ハワイ州は中部太平洋における島嶼群である。同国は、太平洋およびカリブに5つの有人の海外領土および9つの無人の海外領土を有する。985万平方キロメートル (km2) の総面積は世界第3位または第4位、3億1千7百万人の人口は世界第3位である。同国は世界で最も民族的に多様かつ多文化な国の1つであり、これは多くの国からの大規模な移住の産物とされているAdams, J.Q.;Strother-Adams, Pearlie (2001).
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アメリカ空軍
アメリカ空軍（アメリカくうぐん、United States Air Force, 略称：USAF（ユサフ））は、アメリカ軍の航空部門である。アメリカ合衆国空軍、あるいは単に合衆国空軍、ほかに米空軍とも呼ばれる。任務は「アメリカ合衆国を防衛し、航空宇宙戦力によってその国益を守ること」である。.
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アメリカ海軍
アメリカ海軍（アメリカかいぐん、United States Navy、略称：USN）は、アメリカ合衆国が保有する海軍である。.
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アキュムレータ (コンピュータ)
アキュムレータ（Accumulator）は、コンピュータにおいて、演算装置による演算結果を累積する、すなわち総和を得るといったような計算に使うレジスタや変数のことである。特にプロセッサにあるそのようにして使える唯一のレジスタを指すことがあるがその意味では、ジャーゴンファイルのaccumulatorの項の冒頭に "Archaic term for a register." とあるように、基本的には古語である。 しかし、現代のプロセッサでもx86プロセッサにはアキュムレータマシン（後述）風のところがある。AXレジスタ（8ビットプロセッサ時代のAレジスタに由来する。32ビットではEAX）がアキュムレータ的に扱われており、初期の命令セットでは一部の命令（代表的なものはMULとDIV）のソースの一方およびデスティネーションが暗黙でAXとDXに固定されている、AXを対象とする命令には短縮形がある、などのように、AXレジスタにアキュムレータとしての特別扱いがあった。後に拡張されるに従い、アセンブリ言語レベルでは任意の命令に任意のオペランドが指定できるようになりこの特徴は見えなくなった。しかし、機械語レベルでは後方互換性を保っているのでこの特徴は残っている。また、AXレジスタは関数の返り値を格納するレジスタとして使われるなど「よく使われるレジスタ」であり、そういった意味でこの語が使われることもある。.
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アタナソフ&ベリー・コンピュータ
アタナソフ&ベリー・コンピュータ（Atanasoff-Berry Computer）は、最初期の電子式ディジタル計算装置のひとつ（one of the first electronic digital computing devices）である。しばしばそのイニシャルから「ABC」と呼ばれる。 1937年から1942年にかけてアイオワ州立大学で、ジョン・ビンセント・アタナソフとクリフォード・E・ベリーによって開発された。二進法の採用、並列コンピューティング、再生式メモリ、メモリと演算機能の分離といった数々のコンピュータに関する発明を成し遂げた。アタナソフは1990年11月13日に当時の大統領ジョージ・H・W・ブッシュからホワイトハウスにてアメリカ国家技術賞を授与された。.
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クラッチ
ラッチプレート（中央）はプレッシャープレート（右）のプレートスプリング（ダイヤフラムスプリング）に押さえつけられ、摩擦力により動力を伝達している。クラッチペダルの操作によりレリーズフォーク（クラッチレバー）の端部に荷重がかかり（黒色矢印）、レリーズベアリング（スラストベアリング）がプレートスプリングの中心付近を押すことでプレートスプリングによる圧着荷重が解放され、回転を遮断する。この図のレリーズフォークはプレートスプリングを原動機の方向に押す「プッシュ式」であるが、原動機から離す方向へプレートスプリングを引く「プル式」もある。 クラッチ（Clutch）は、2つの動力伝達軸の間で回転を伝達したり遮断したりする機械要素である大西1997 pp9-19。機械的に噛み合う構造や摩擦力を利用した構造のほか、粘性や電磁力を用いる方式がある。.
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グレース・ホッパー
レース・マレー・ホッパー (Grace Murray Hopper, 1906年12月9日 - 1992年1月1日) は、アメリカ海軍の軍人かつ計算機科学者。最終階級は准将。ハーバード マークIの最初のプログラマーの一人であり、プログラミング言語COBOLを開発した。愛称はアメージング・グレース。.
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入出力
入出力（にゅうしゅつりょく、input/output）は、データなどの「ものごと」の流れにおける出入りのことで、入力と出力の2つを総称した概念のことである。input/outputの頭文字をとってI/Oと略される。.
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Colossus
Colossus（コロッサス、本来の意味はロードス島の巨像の名）は、第二次世界大戦の期間中、ドイツの暗号通信を読むための暗号解読器としてイギリスで使われた、専用計算機である。電子管（真空管とサイラトロン）を計算に利用していた。 Colossus は、ブレッチリー・パークの数学者マックス・ニューマンが提起した問題を解くため、の技術者トミー・フラワーズを中心としたチーム（Sidney Broadhurst、William Chandler、Allen Coombs、 ら）が設計した。プロトタイプの Colossus Mark I は 1943年12月に完成し、1944年2月からブレッチリー・パークで動作した。改良版の Colossus Mark II はノルマンディー上陸作戦直前の1944年6月1日に完成した。戦争が終わるまでに10台の Colossus が製造された。 Colossus は という機械を使って暗号化されたテレタイプ端末のメッセージを解読する際に使われた。イギリスの暗号解読者らはこの暗号化されたテレタイプ通信トラフィックを "" と呼び、SZ40/42 という機械とその暗号を "" と呼んだ。Colossus はふたつのデータ列を比較し、プログラム可能なブール関数に基づいて一致する箇所を数える。一方のデータは紙テープから高速に読み込まれ、もう一方は内部でローレンツ暗号機の電子的シミュレーションにより生成される。そして、様々な設定でローレンツ暗号機のエミュレーションを電気的に実行する。ある設定での一致箇所数が所定の閾値を越えると電気式タイプライタにその結果を出力する。 Colossusはローレンツ暗号機の鍵の組み合わせを探すのに使われたもので、傍受した暗号メッセージを完全に解読したわけではない。 プロジェクトの機密保持のため、Colossus のハードウェアと設計図はほとんど破棄され、1970年代まで機密が保持された。そのため、一部の開発関係者はデジタル電子計算機開発の先駆者としての栄誉を生前に受けることがなかった。2007年、Colossusの機能を復元したレプリカが完成している。.
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磁気ドラムメモリ
磁気ドラムメモリ（じき-、Magnetic Drum Memory）は、1932年、オーストリア ウィーンの技術者グスタフ・タウシェク(en)が発明した記憶装置である。.
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磁気コアメモリ
磁気コアメモリ（じきこあめもり）は、小さなドーナツ状のフェライトコアを磁化させることにより情報を記憶させる記憶装置。 コンピュータの初期世代ではよく使われた。原理的に破壊読み出しで、読み出すと必ずデータが消えるため、再度データを書き戻す必要がある。破壊読み出しだが、磁気で記憶させるため、不揮発性という特徴がある（ただし、電源投入時のノイズ等で内容が破壊されうるので、設計次第で揮発性メモリのように扱われる）。 縦方向、横方向、さらに斜め方向の三つの線の交点にコアを配置する。縦横方向でアドレッシングを行ない、斜め方向の線でデータを読み出す。.
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紙テープ
紙テープ （かみテープ、paper tape, punched tape）は、細い一定幅の長い紙のこと。一般に芯に巻きつけた形で提供される（紙巻テープともいう）。価格が安価であり、表面への装飾が可能である。巻きつけた形のためコンパクトであり、ドラムなどに取付けて機械的に駆動すれば時間と同期した出力を得ることができる。このことから過去において初期の記録媒体（電信機、テープレコーダー（磁気テープのベースとして））としても使用された。.
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継電器
継電器（けいでんき、英: relay リレー）は、動作スイッチ・物理量・電力機器等の状態に応じ、制御または電源用の電力の出力をする電力機器である。 もとは有線電信において、伝送路の電気抵抗によって弱くなった信号を「中継」(relay リレー)するために発明されたものである。図などではRyという記号が使われることが多い。発明者はジョセフ・ヘンリーである。小電力の入力によって大電力のオン・オフを制御することが当初の目的であったため、継電器を用いることを時として「アンプする」というが、対象とするものを直に制御するよりは、安全性(感電の防止など)や操作性（設置位置の自由度、遠隔操作）、操作の確実性等が増すことから、必ずしも電力的な増幅の目的にとどまらず、広範囲な目的で多用されている。.
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ENIAC
プログラミングされるENIAC 2人のプログラマがENIACの制御パネルを操作しているところ ENIAC（エニアック、Electronic Numerical Integrator and Computer）は、アメリカで開発された黎明期の電子計算機。電子式でディジタル式だがプログラム内蔵方式とするにはプログラムのためのメモリはごくわずかで、パッチパネルによるプログラミングは煩雑ではあったものの、必ずしも専用計算機ではなく広範囲の計算問題を解くことができた。しかし、任意の計算可能な問題について計算できるという能力が当初の時点で基本的にはあったわけではなく（後述）、アナログ機械式計算機の一種類である微分解析機と同様に、微分方程式で表すことができるような多くの種類の問題について積分法によって数値的な解を得る（ただしこちらは数値的（ディジタル）に）、という機械である。後の改良により、ごく小規模だがプログラミング的な使い方も可能になり、円周率の桁数向上記録の歴史で有名な1949年の2037桁という記録は、そのような改良後の機能を活用したものである。 当初は、アメリカ陸軍の弾道研究室での砲撃射表の計算を第一の目的として設計されたが、その初期に行われた計算で射表の計算とは全く違うもののひとつに、マンハッタン計画についてのものがある。1946年に発表されたとき、報道には「巨大頭脳」(Giant Brain) といった呼称が見られる。なお、新技術に "Brain" という比喩を使うのは、戦時中から見られる。例えば、ライフ誌1937年8月16日の p.45 に Overseas Air Lines Rely on Magic Brain (RCA Radiocompass)、1942年3月9日の p.55 に the Magic Brain - is a development of RCA engineers (RCA Victrola)、1942年12月14日の p.8 に Blanket with a Brain does the rest! (GE Automatic Blanket)、1943年11月8日の p.8 に Mechanical brain sights gun (How to boss a BOFORS!) といった記事があり、また、各種の計算機械を扱った Edmund Berkeley（:en:Edmund Berkeley）の啓蒙書 "Giant Brains, or Machines That Think"（邦題『人工頭脳』）などといった例もあるように、これは何ら特記事項ではない。 第二次世界大戦中、ENIACの設計と製作の資金はアメリカ陸軍が支出した。その契約は1943年6月5日に結ばれ、ペンシルベニア大学電気工学科にて "Project PX" の名で秘密裏に設計が開始された。1946年2月14日の夕方に完成したマシンが公開され、翌日にはペンシルベニア大学で正式に使用が開始された。開発にかかった総額は50万ドル弱だった。アメリカ陸軍に正式に引き渡されたのは1946年7月のことである。1946年11月9日、改造と記憶装置のアップグレードのためにシャットダウンされ、1947年にはメリーランド州のアバディーン性能試験場に移送された。そこで1947年7月29日に電源を入れ、1955年10月2日の午後11時45分まで運用された。 ENIACを考案・設計したのはペンシルベニア大学のジョン・モークリーとジョン・エッカートである。設計開発に加わった技術者としては、Robert F. Shaw（ファンクションテーブル）、Jeffrey Chuan Chu（除算器/平方根計算器）、アーサー・バークス（乗算器）、（入出力）、Jack Davis（アキュムレータ）らがいる。1987年、ENIACはIEEEマイルストーンに選ばれた。.
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計算機
計算機（けいさんき）は、計算を機械的に、さらには自動的に行う装置である。人間が行う計算を援助するのみのものや、手動操作で自動的ではないものなどは計算器という文字表現をすることがある。.
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計算機の歴史
計算機の歴史（けいさんきのれきし）の記事では、計算機（計算機械）やコンピュータの歴史について述べる。また、コンピュータは計算機械であるばかりでなく、同時に情報処理機械でもあるので、本項でも計算機械に限らずデータ処理機械にも触れる。あまり一般的な語ではないが「コンピューティング」の歴史だと捉えるとよいであろう。.
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開閉器
開閉器（かいへいき）は、電力回路・電力機器の正常動作時の電路を開閉（on/off）する電力機器である。スイッチ (switch) とも言う。.
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IBM
IBM（アイビーエム、正式社名: International Business Machines Corporation）は、民間法人や公的機関を対象とするコンピュータ関連製品およびサービスを提供する企業である。本社はアメリカ合衆国ニューヨーク州アーモンクに所在する。世界170カ国以上で事業を展開している。.
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Manchester Mark I
Manchester Mark I（マンチェスター・マークワン）は、黎明期のコンピュータのひとつで、1949年にイギリスのマンチェスター・ビクトリア大学で製作された。Manchester Automatic Digital Machine（MADM）とも呼ばれる。1948年6月に稼働開始した Small-Scale Experimental Machine（SSEM、またの名を "Baby"）をベースとして開発された。1948年8月に開発が始まり、1949年4月に稼働開始した。メルセンヌ数を探すプログラムがエラーとなることなく9時間動作したのは、1949年6月16日から17日にかけてのことである。 このマシンの稼働成功は "electronic brain"（電子頭脳）という呼称を使ってイギリスの報道機関が広く取り上げた。そういった扱いにマンチェスター大学の神経外科部門のトップが反応を示し、電子計算機は真の創造性を獲得することができるのか、という長い議論が始まることになった。 当初 Mark 1 は大学内の計算資源を提供するために開発され、研究者らにコンピュータの利用を体験させる役に立ったが、まもなくフェランティが商用版を設計する際のプロトタイプとして利用されることになった。開発は1949年末に終り、1950年末にはマシンが廃棄され、1951年2月には世界初の商用汎用電子計算機 Ferranti Mark 1 に置き換えられた。 歴史上重要な特徴として、初めて一種のインデックスレジスタをアーキテクチャ上採用し、メモリ上のワードの配列を順次アクセスするプログラムを容易に書けるようになった。このマシンを開発したことで34件の特許が成立し、設計上のアイデアはその後の商用機である IBM 701/702 や Ferranti Mark 1 に取り入れられた。設計主任はフレデリック・C・ウィリアムスとトム・キルバーンで、Mark 1 を開発し使ってみた経験から彼らはコンピュータが純粋数学よりも科学技術計算でよく使われるだろうと確信した。1951年、彼らは Mark 1 の後継機としてFPUを搭載した Meg の開発を開始する。.
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Selective Sequence Electronic Calculator
SSEC（Selective Sequence Electronic Calculator）は、IBMが開発した電気機械式計算機である。設計は1944年末から始まり、1948年1月から1952年まで運用された。プログラム内蔵方式の多くの特徴を備え、世界で初めて命令をデータとして扱えるコンピュータといえるが、完全な電子式ではない。SSECはいくつかの用途で役立ったが、すぐに時代遅れとなった。史上最大で最後の電気機械式コンピュータであり、その最大の功績はIBMの名を世間に広めたことである。.
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Zuse Z3
Zuse Z3 のレプリカ（ミュンヘンドイツ博物館） Zuse Z3は、1941年にドイツでコンラート・ツーゼによって開発された計算機である。世界初の自由にプログラム可能で完全に自動化された機械である。現代の視点からすると、コンピュータの定義に適合する属性をほぼ備えているが、条件分岐命令を備えていない。Z3は2200個のリレーから構成され、動作周波数はおおよそ5から10Hz、ワード長は 22ビットである。プログラムとデータはセルロイド製のフィルムに穴を開けることで記憶される。 1941年にベルリンで完成し、ドイツ航空機研究所で翼のフラッター現象の統計解析に使われた。 本来の Z3 は1943年のベルリン爆撃で破壊された。完全に動作する複製が1960年代にツーゼの会社 Zuse KG によって作成され、ドイツ博物館に永久展示されている。 ツーゼはドイツ政府にリレーを電子スイッチに置き換えるための資金提供を要請したが、第二次世界大戦中であり、戦争遂行の観点から重要でないと判断され、資金は得られなかった。.
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演算装置
演算装置（えんざんそうち）は、コンピュータ（プロセッサ）の構成要素のひとつで、論理演算や四則演算などの演算をおこなう装置である。.
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1944年
記載なし。
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