計算技術の歴史的発展構造---- マイクロプロセッサー技術の歴史的位置づけのための基礎的考察 ----

佐野正博（明治大学経営学部）(1) はじめに ........................................................................................................ 1(2) 「道具」段階における計算技術の歴史的発展 .........................................................3(3) 「機 械 的計 算 機」段階における計算技術の歴史的発展 .............................................5a. 歯 車を演 算素 子 とすることによる、演 算作 業 の機 械 化 --- 計 算 「道 具」から計算 「機械 」へのイノベーシ
ョン ................................................................................................................................................ 5b. 歯車 式の機 械的 計算 機に関 する動力 のイノベーション(1) ---演 算 素 子 の集 積 度向 上(同時 に利用 する
演 算 素子 数 の増 大)に対 応 するための蒸 気動 力 駆動 .......................................................................... 7c. 歯 車 式の機械 的 計算 機に関する動力 のイノベーション(2) --- 電 動 モーター駆動 の calculator ........ 10d. 機械 的計 算機 における演 算素 子 のイノベーション --- computer および calculator における「歯 車 」式 から「リレー」式へのイノベーション ....................................................................................................... 10(4) 「電子的計算機」段階における計算技術の歴史的発展 ........................................... 12
a. 真 空 管を演 算素 子とすることによる、演算 作 業の電子 化 ............................................................. 12b. 機械 的計 算機 から電 子的 Computer へのイノベーション ---Computer 分 野における、真 空 管による演
算 素 子の電 子化とプログラム動 作 の実 用化 の先 行 ............................................................................ 12
c. 電 子 的 computer における真 空管 からトランジスタへの演算 素 子のイノベーション ........................... 13
d. 電子 的 calculator における真空 管からトランジスタへの演算 素 子のイノベーション .......................... 15
e. 電 子 的計 算機 の演算 素子 に関 する日 本 独自 のイノベーション ---- パラメトロン計算 機 .................. 15(5) 計算技術の歴史的発展構造とマイクロプロセッサー ................................................ 17
参考文献および補注 ........................................................................................ 19佐野正博(2010)「計算技術の歴史的発展構造」(1) はじめに演算を実際に実行する回路の構成素子 (演算素子）の「機械化」は、「そろばんの玉の移動」から「歯車の運動 」への移行から始 まった。そして「歯 車」を演 算素 子とする機械 的計 算機は、そろばんの玉と同じく人間の手を動力 源とする手動の歯車式 計算機を歴史的出発点として、蒸気動力 で動かす歯 車式 計算 機 、電 動の歯 車 式計 算機 へと発展を遂げた。演 算素 子のイノベーションの後 に 、演算素子を動かす動力源のイノベーションが引き続いて起こったのである。
しかし「歯車」を演算素子とする歯車式の機械的計算機は、動力源に関するイノベーションによる
速 度 向 上には一 定の限 界があった。そこで「歯 車 」の回 転 速度 の限 界を超えるイノベーションが技
術的課題となったのであるが、それは 20 世紀中頃から急速な歴史的発展を遂げた。
まずは、ベル研究所の Mode II(1942) や、ハーバード大学の Mark I(1944)、富士写真フイルムの FUJIC(1956)など、電 磁 石の磁力 によるスイッチの開 閉を利用 した機 械的 な電 気 的回 路 である「リレー」を演算素子とするリレー式計算機の実用化が 1940 年代～1950 年代に進行した。
「リレー」という演 算素子は電 磁的作 用を用いているとは言え、「歯 車」と同じく機 械的装置 であった。「リレー」も機 械的動 作による演算 素子 としてスピードには一定の限界があった。そうした限界 を
超 えたさらなる高速 化の実現は、演 算素 子を機 械的 （mechanical）なものから電子 的 (electronic)なものに変える技術進歩によってもたらされた。
電子的な演算素子として最初に登場した回路素子 が「真空管」であるが、真空管 式電子計算機の研 究 開 発は、リレー式 計算 機 とほぼ同 時 期におこなわれている。真 空 管は演 算素 子 として長 寿
命化・高集積度化・消費電力低減という点において困難を抱えていた。
こうした困 難の技術 的 克服を可能 にしたのが半 導体 を素 材とした回 路素 子の「ダイオード」や「トランジスタ」である。二極真空管に代わってダイオードを、三極真空管に代わってトランジスタを回路素子として利用することで飛躍的な性能向上を実現することができた。
電 子 的 演 算 素 子 を 用 い た computer と し て 、 「 真 空 管 」 を 演 算 素 子 と す る ENIAC(1946) や
EDSAC(1949)などの computer を第一世代とすると、UNIVAC-1(1951)、IBM-701(1953) といった「トランジスタ」を演算素子とする computer が第二世代となる。
第 二 世代 以 降は演 算 素子 としてトランジスタを用いている点 では共通 しているが、トランジスタの集積度によって世代分類がおこなわれている。第二 世代ではトランジスタが単独の独立した回路素子として用いられたが、IBM360(発表 1964 年、出荷 1965 年)や DEC PDP-8(発表 1965 年) などの第三世代 computer ではダイオード、抵抗、コンデンサー、コイルなどといった種々の回路素子 を一つにまとめた集積回路(Integrated Circuit、IC）が用いられている。回路素子の集積度を IC よりも大きくした大規模集積回路 (Large Scale Integrated circuit、LSI)を用いたのが IBM4300(発表 1979）などの第四世代 computer である。
このように第二世 代以降は、トランジスタの集積度の向上を実現する技 術革新が進展 する中 で、computer の性能向上が実現された。
以 上のような計算 技 術の歴 史 的発 展 構造を図式 化すると、表 1 のようになる。以下では、こうした演算素 子に関わる技術 発展という視点から、計算技 術の歴 史的発 展のあり方および構造を尐 し詳しく論じることにしよう。

表11

佐野正博(2010)「計算技術の歴史的発展構造」

表 １ 計 算 技 術の歴 史的 発 展 構造2

佐野正博(2010)「計算技術の歴史的発展構造」(2) 「 道具」段階における計算 技術の歴史的発展--- デジタル型計算用道具としてのそろばん vs アナログ型計算用道具としての計算尺 --そろばん ---- 現代 computer におけるレジスタの祖型としてのそろばんの玉現在から 3,000-4,000 年前にそろばんの形態をしたものが存在したと言われている。そろばんは、
そのように古くからある計算道具であるが、その技術的構成は現代のデジタル computer と一定の共通性を持つものとして技術論的には解釈することができる。すなわち、そろばんの玉は、計算結果を表 示する「表示 装置 」、および、計算対 象となる数値や計算の途 中結 果を一時 的に記憶 する「レジスタ」という機能を果たす素子として解釈することができる。
ネーピアの算木(計算棒)による乗算器(1614) --- 計算表の利用による計算ステップ数の削減
対 数 の発 見 者 としても知 られているネーピア(John Napier,1550-1617)は、計 算 作 業を補 助 す

図 1 ネーピアの算 木による乗 算 の計 算 法る道具として Napier's bones (別名 Rabdology)を発明している。Napier's bones の基本的利用法は、

410

た計 算 棒 ）を桁 数 分 だけ並 べて、算 木 に書 かれ

20

た数字の和を取ることで乗算作業の補助をするこ

3

1

4

1

計 算 結 果 を一 覧 表 として用 意 しておいて計 算

52

処 理 作 業 において利 用 するというこうした技 術 的

6

2

7

2

8

3

9

3

図 1 のように算木(九九の乗算結果を分解記入しとである。応 用 として、除 算 の実 行 や平 方 根 を求めることもできる。

手法は、加算の実行に際 してはあらかじめ記憶されている加算表を参照するようになっていた IBM(1)1620(1959) などの 20 世紀の電子計算機や、除算 の実 行 に際 して計 算 表 の参 照 によ り計 算 ステ
ップ数を減尐させて計算の高速化を図ったインテ

4
0

4
8
1
1

3
6
2
4
2

3

千 の位 ：

1

百 の位 ：6+1=74
83

算 の結果 が 1784 となるこ

0

4
2

下 記 のように利 用して、乗とを求 めることができる。

3

2

2

4 の欄 に書 かれた数 字 を

4

0

8

べる。

2

2
4

2
8

6

0

本 を 左 図 の よ うに 順 に 並

126の算 木 2 本 と 6 の算 木 1

6
1

8

2

446×4 を計算 する場 合 、4

0
4

0

6

6

8

十 の位 ：6+2=8
一 の位 ：

45
6

4ルの Pentium プロセッサー (2) などでも用いられている。

(1) IBM1620 は、表を用いて加算を実 行するため、加 算を実行 する回 路をハードウェア的 には持っていなかった。
(2) インテルの Pentium プロセッサーが除算 の実行 に際 して計 算 表を用 いて計算 時間 の短縮を図っていることは、
計 算 表のデータの一 部が誤っていたために誤動 作を起こすというバグを持ったマイクロプロセッサーをインテルが出 荷し、製品 リコールに追い込 まれたことで周知 の事 実となった。このバグの「問題 の原因 は、除 算のためのハードウェアの実 装 に際して用 いられた計 算表 の一 部 の値 が間違 っていた」（The cause of the problem traces itself
to a few missing entries in a lookup table used in the hardware implementation algorithm for the divide
operation）」(Intel,2004)ことにあった。

3

佐野正博(2010)「計算技術の歴史的発展構造」

計算尺(17 世紀) --- アナログ型計算を実行するための道具
1620 年，イギリスのガンター (Edmund Gunter、1581‐1626)の考案した対数目盛を応用したものが計算尺の原型と言われている。
logAB＝logA＋logB であることを利用すると、かけ算を足し算として実行することができる。平方や立方も、logA 2 ＝2logA、logA3＝3logA であることを利用すると、足し算として実行することができる。また、logA/B＝logA－logB であることを利用すると、除算を引き算として実行することができる。
このことを利用すると、2 種類のものさしを人間の手で移動させることで対数の値の和（あるいは差）を求めることができ、それによって２つの数の積と商を計算することができる。
現 在の 計算 尺は 、固定された台尺とこ

図 2 現 代 的 な計 算尺 の一例 (1918)

れに平行に動かせる滑尺と呼ばれる 2 種類のものさし、および、カーソルからなり，どちらにも同じ尺度の目盛が刻まれ[出 典 ]Dobson(1918)ていて，一方を滑らせて目盛を合わせることにより，対数の値の加減を求めて 2 数の積と商を計算することができる。こうした形態の計算尺の起源は、1850 年頃にフランスのアメデ・マンハイム(Amédée Mannheim,1831‐1906)の計算尺と言われている。
そろ ば んや abacus は い わば デ ジタ ル 型計 算 を 実行 す る道 具 であ る のに 対 して 、計 算 尺はいわばアナログ型計算を実行する道具である。計算時間の短縮よりも計算精度が重要な場合にはデジタル型計算が、計算精度よりも計算時間の短縮が重要な場合にはアナロ
グ型 計 算が 適 して い る。

4

佐野正博(2010)「計算技術の歴史的発展構造」(3) 「 機 械的計算機」 段階における計算技術の歴史的発展
a. 歯 車 を演算 素子 とすることによる、演 算作 業の機械 化 --- 計算 「道 具」から計 算「機 械」へのイノベーション
計算技術の歴史的発展においても他の技術と同じく、 「道具」から「機械」への技術的発展という形態の技術的進歩が存在する。
計算「道具」においては、上記のそろばんに関して考察したように、データの記憶や表示用の素子が「道具」として技術的対象となっていたが、加算・減算・乗算・除算などの演算作業は人間が担っていた。すなわち、演算処理をおこなう ALU(Arithmetic Logic Unit、
演算論理装置)、割込処理やタイミングなどの制御回路装置、命令やデータの入出力を担う
インターフェースなど現代のデジタル型 computer の CPU が担っている処理機能は人間が担っていた。
そろばんや Abacus などの計算「道具」には担わせることができなかった そうした処理機
能の一部を機械化することが計算技術の次の発展段階を構成している。最初の技術的発展
は、「歯車」を演算素子として用いることで加算・減算・乗算・除算などの演算処理を機械化することが実現された。
初期の手回し計算機 --- 手動で動かす歯車式計算機
歯 車 のかみ合 わせを利 用 して計 算 を行 う初 期

図 3 パスカルの計 算機 (1642)の手 動 式 計 算 「機 械 」としては、 ダイヤルを数 字分だけ回すことで加減算を実行 するマシン ( 3) である Wilhelm Schickard(1592-1635) の Calculating
Clock(1623), フラ ン スの 貨 幣 単 位 に 対 応 し 税 務
計 算 を目 的 として 加 算 ( 4 ) を実 行 で きたパ スカ ル
(BlaisePascal,1623-1662)

の

計

算

機

Pascaline(1645) 、加 算 の繰 返 しで 乗 算 を 、 減 算の繰 返 しで除 算 を実 行する四 則 計 算機 であった

[出典]Goldstein(1972) The Compute,
Illustration 2

ライプニッツ(G.W.Leibniz,1646-1716 の計算機(1671)などが有名である。

(3) 自 動 繰 り上 がり機 構を有してはいるが、加減 算 の操 作からすると原 始的 な計算 機であった。すなわち、 300 を
加 算 する場 合には 100 の位 のダイヤルを 3 数字 分 だけ右 に回 し、300 を減算 する場 合 には 100 の位のダイヤル
を 3 数 字分 だけ左 に回 すという機構 であった。
(4) 減 算は直 接的 には実行 できなかった。９の補 数を利用 することで間 接 的に減算を実 行する仕 組 みになっていた。

5

佐野正博(2010)「計算技術の歴史的発展構造」

19 世紀における手回し計算機の実用化--- Charles Xavier Thomas(1820), Frank Stephen
Baldwin(1875)
パスカルやライプニッツの計 算 機は、簡単 な数

図 4 ボールドウィンの特許 申 請 図 (1989)

値に対しては正しく計算を行えたが、桁上 げが数桁以上繰り上がるときには，正しく動作しなかった。
それは、機械設計上の弱点と加工精度の不十分さとに起 因 したものであり、当 時 の技 術 では解 決できなかった。
実用的な手回し計算機が登場したのは 19 世
紀 に な っ て か ら で あ る 。 1820 年 に は ト ー マ ス[出 典] Baldwin(1989) Fig.4（Charles Xavier Thomas) がライプニッツの計 算機を改良した計算機を、18775 年にはボールドウ

図 5 オドナーの計 算機 (1877)

ィン(Frank Stephen Baldwin, 1838 - 1925)の計算機が商業的に生産されるようになった。
この種の計算機の一応の完成品は、1891 年に
売 り 出 さ れ た ス ウ ェ ー デ ン の オ ド ナ ー (Willgodt
TheophilOdhner,1845-1905) の 計 算 機

Arithmometer である。

[出 典] Leipälä (2003) p.10

20 世紀日本における手回し計算機 ---- 矢頭良一(1902)および大本寅次郎(1923)
日本では、1902 年に矢頭良一が独自の構想による手回し計算機自働算盤を特許出願し、

図 6 タイガー計算 機 (1931)

その後数年間に二百数十台を製造・販売した。
1923年には大本寅次郎(1887-1961)がタイガ
ー計算機 (5) の愛称で親しまれることになる計算機を開発した。当初は、公務員初任給の半年分以上というほどの高価格であったが 6 、1953
年から販売終了の1970年までかなりの物価上昇があったにも関わらず3万5千円という同一価格を守り通して相対的な低価格化が進んだ[出 典] 株 式 会社 タイガーWeb ページ、http://www.
tiger-inc.co.jp/temawashi/img/tmws7111_2.jpg

ことにより出荷数が増加し、ピーク時の1968年頃には年間約4万台の出荷数を誇り、 1970
年頃までに累計で約50万台を製造・販売された。なお手回し式計算機として知られたタイガー計算機も1960年には電動モーターで動かすタイプの「E60-3型」が販売開始されるなど(5) 1923 年 5 月 に完 成した第一 号機 は、発 明者 大本 寅 治郎の名 前の「寅 」をとって「虎 印 計算 器 」と命名し発売 開始 されたが、同 年 11 月 に「タイガー計 算器 」というように名 称変 更された。（株式 会社 タイガーの会社 沿革
http://www.tiger-inc.co.jp/kaisya/kaisya.html の記 述による。）(6) 株 式 会社 タイガー(2002)「20 世紀 の産 業 遺物 ：手 廻し式 計 算機 器 の変 遷」タイガー手 廻計 算器 資料 館
http://www.tiger-inc.co.jp/temawashi/temawashi4.html によれば、1931 年に公務 員初 任 給 が 75 円 であったのに対して、495 円と 6 ヶ月分 以 上の価格 であった。

6

佐野正博(2010)「計算技術の歴史的発展構造」、手動式から電動式になっている。
こうした歯車式計算機は、電子式の第一世代 computer の真空管式計算機だけでなく、第三世代の集積回路式計算機の普及した 1960 年代末頃まで、多くの会社における経理など事務計算用のマシンとしての寿命を保ったのである。
歯車式計算機が商品競争力を最終的に失うことになったのは、対抗商品としての卓上型電子計算機(desktop calculator)、すなわち、電卓の価格が 20 万円を割るようになった 1969年頃である。
計算技術をめぐる二種類のバリュー・ネットワークの存在
電子式の第一世代 computer から第三世代 computer へと連なる 20 世紀後半期における高性能性を追求した計算機の技術発展の一方で、そろばんや歯車式計算機といった旧世代の技術に基づく計算機がこのように戦後も長く使用され続けたことは、計算ニーズに関わる
バリュー・ネットワークが二種類存在することを示している。すなわち、大量の計算を高速かつ高い信頼性で実施することができるといった＜高性能性＞重視のバリュー・ネット
ワークと、低価格で計算を実行できるといった＜低価格性＞重視のバリュー・ネットワー
クの二種類が明確に分離された製品市場として存在することを示している。
．．．．．．．．．．． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
ＣＰＵの技術発展の流れ も、こうした異なる二つのバリュー・ネットワークの存在に対．．．．．．．．．．．．．．
応して二種類に分かれている。

b. 歯 車 式 の機 械 的 計 算 機 に関 する動 力 のイノベーション (1) ---演 算 素 子 の集 積 度 向 上 (同時に利用する演算素子数の増大 )に対応するための蒸気動 力駆動
大きな数の計算をしようとすればするほど、 あるいは、複雑な計算を自動的に実行させようとすればするほど、演算時間がより長くなるだけでなく、 より多数の演算素子を必要とする。歯車を演算素子とする歯車式計算機の場合にはその結果として 、噛み合わさる多数の歯車の間での摩擦力がより大きくなる。
また多数の計算の連続的＝自動的実行をさせようとすると、計算時間実行時間がより長くなるだけでなく、計算結果の自動的保存が必要になる。計算結果は何らかの形で「出力」することが必要であるが、前述したそろばんや歯車式計算機では、計算結果を目で見える形で「表示」出力することができるだけで計算結果の自動的保存はできなかった。計算結果は計算作業が終了したその都度、手で書き写すなど手動で保存するしかなかった。しかし多数の計算を連続的 かつ自動的に実行させる場合には、計算作業によって生み出される多数の計算結果をそのように手動で 「保存」することは現実的ではないし、転記ミスの発生による「保存」結果の信頼性低下の原因となる。
そこで計算結果を単に「表示」出力するだけでなく、何らかの記憶装置に保存するか、印刷機によって「印字」出力することが必要になる。
現代的コンピュータでは、HDD やフラッシュメモリなどの外部記憶装置の発達により、「印字」出力することなく記憶装置への「データ」出力に止めることが多いが、19 世紀の段階ではそうした記憶装置に関する技術が未発達であったため、多数の計算結果の保存は印刷機による自動的印字という形 でなされた。しかし印刷機による 自動的印字のためには、

7

佐野正博(2010)「計算技術の歴史的発展構造」

その動作のために人間動力よりも大きな力が必要となった 。
複雑な計算の自動的実行や多数の計算の連続的＝自動的実行に対応した製品イノベーシ
ョンを歯車式機械的計算機の技術的方式において実用的なものとする先駆的試みが 、歯車式計算機を動かすための動力として蒸気動力機関の利用を想定したバベッジの計算機 である。
蒸気動力機関で動かす calculator タイプの歯車式計算機 --- バベッジの階差機関
どのような多項式の数 列でも階差を一回取るか、あるいは、

図 7 バベッジの階 差 機関 のモデル

その階差によって構成される数列に関してまた階差を取るといった作業を何 回か繰 り返すと、最終 的には階差 が一定の数 となる。
多 項 式 の数 列 に関 するこうした数 学 的 性 質 を利 用すると、
加 算 によって多 項 式 の数 値 を算 出 することができる。例 え ば
整 数 を累 乗 した値 は、二 乗 や三 乗 だけでなく何 乗 であっても加算だけで計算することができる。階差によって関数の値を計算する歯車式計算機が階差機関 (Difference Engine)である。
バベッジ(Charles Babbage,1792‐1871)は、1820 年 に階 差機関の構想を発表した後、イギリス政府の約 17,000 ポンドの援 助 およびそれとほぼ同 じくらいの自 己 資 産 の投 入 により研究・開発を続けた。階差機関のプロトタイプは 1833 年には完成したが、当初構想の機械は 1842 年になっても完成させるこ[出 典 ]Babbage(1864) Passages from theLife of a Philosopher の扉 絵
図 8 階 差 機 関 の歯 車とができず、イギリス政 府は階差 機関の研究・開発を断 念した。
その後 、バベッジの階 差 機 関 の説 明 書 がスウェーデンに渡 り、その国の技 師イェオリ・シュウツの手によって 1834 年に動 作する階 差機 関が完成 された。
[出 典 ]Swade(2005)p.71

8

佐野正博(2010)「計算技術の歴史的発展構造」

蒸気動力機関で動かす computer タイプの歯車式計算機 --- パンチカードによるプログラム駆動
可能な計算機としてのバベッジの解析機関
バベッジは、パンチカードを利用して「計算手順の命令」を与えて、計算をおこなう歯車式計算

図 9 バベッジの解 析 機関 の一 部

機 械 で あ る 解 析 機 関 (Analytical Engine)に 関 す る
最初の記述は 1834 年中頃になされ、 1836 年中頃には、動作可能な設計にまで進歩を遂げているが、結局のところ動作する製品を完成させることはできなかった。
パ ン チ カ ー ド は 、 Joseph

Marie

Jacquard(1752-1834)が 1801 年に考案したジャガード織機において編 む模 様を機 械に指 示 するために既に使 われていたものであるが、バベッジはこれにプログラムやデー
タを記録させることを考えたのである。いわば解析機関
は、カードによって「代 数 的 な模 様を織 る」機 械 である(Ada,1843)。バベッジは、Jacquard 織機と解析機関の間には「ほぼ完全なアナロジーが成立する」(Babbage,1864,p.117) としている。なおパンチカードの[出 典 ]Williams(1997)History of Computing
Technology, p187

こうした利用は、1940 年代～1970 年代の電子計算機において実際になされている。
解析機関の設計においてバベッジは、
計 算 機 に 「 store」 、 「 mill」 「 control」

図 10 歯 車 式 計 算機 における「CPU」 --- バベッジの
miroprogram control 装 置という３つの機能を持たせようと考えた(7)。Store は、演算結果および演算対象となるすべての変数を記憶するための装置であり、mill は演算対象を処理するための装置である。Control の一例は図 10 のような装置である。（図 10 の装置はマイクロプログラミング機能を実現するための装置と言われている。）
このようにこれらの装置は、今日のcomputer における記憶装置、演算装置、制御装置に相当するものであった。
バベッジの解析機関の構想は、当時の[出 典 ]Bromley(1982)p.205 の Figure 8

技術的制約から実際には完成品としてうまく実現することはできなかった。また歯車を演算素子として利用する機械的計算機ではプログラム駆動において実用的な速度の確保が困難であったと思われるが、バベッジの解析機関の構想には computer の設計思想として現在につながるものがあった。

(7) バベッジは Babbage(1864)p.117 においては解析 機関 が store と mill という二 つの部分 から構 成されているとしているが、本文 中にあるように store と mill に加 えて、control 装 置もバベッジは考 えている。

9佐野正博(2010)「計算技術の歴史的発展構造」

c. 歯 車 式 の 機 械 的 計 算 機 に 関 す る 動 力 の イ ノ ベ ー シ ョ ン (2) --- 電 動 モ ー タ ー 駆 動 の
calculator
手 回 しの歯 車 式 計 算 機 と同 様 の内 部 的 機 構 を

図 11

モンロー社 の電 動 電 卓

持 つマシンに電 動 モーターを取 り付 けることで、手回 し作 業 を 不 要 としたものが、電 動 の歯 車 式 計 算機 であり、一 般 には電 動 計 算 機 (electromechanicalcalculator)と呼ばれている。
機械的計 算機における電 気動力 へのこうしたイノ
ベーションは、20 世 紀 前 半 に生 じた。電 動 計 算 機の代 表 的 なマシンが、米 国 モンロ ー社 の電 動 計 算機で、図 11 のように数値の各桁ごとにテンキーを持
ついわゆるフルキーボード式電卓であった。

[出 典 ] Masch(1929)の Figure 1(上 記の 39 番が 電 動モ ータ ー 部で ある ) (8)d. 機械的計算 機における演算素子のイノベーション --- computer および calculator における「歯車」式から「リレー」式へのイノベーション
リレーを演算素子とする機械的 computer
プログラム駆動型の機械的計算機の実用化

図 12 リレーの開 閉動 作 に関する図は、歯車駆動の動力源に関する蒸気動力や電気
動力というイノベーションによってではなく、演算素子に関する「歯車」から「リレー」(継電器）へのイノベーションによって実現された。
リレーとは、電磁石に電流を流すと発生する磁．．．．
力を利用してスイッチのオン・オフを機械的におこなう装置である。

[出 典 ]松 下 電 器製 造・ 技術 研 修所 (1978)p.63

ただし新しい演算子であるリレーという機械的部品は、より高速な機械的計算機に対す．．． ．．．．． ．．．．．．．．．．．．．．
る必要性 に対応して 新規に発明されたものではなく 、電話交換機用の部品として既に利用されていた部品である。歯車を演算素子とする機械的計算機の高速化のための技術的シーズ(seeds)としてリレーが利用されたのである。
リレーが演算素子として利用可能であることは 1930 年代後半に広く知られるようになっ た 。 プロ グ ラ ムが 動 作す る リレ ー 式計 算 機 の最 初 期 のも の に 、ド イ ツの ツ ーゼ (Konrad
Zuse,1910-1995)の Z2(1939、リレー数 600 個)や Z3(1941、リレー数 2,600 個)、アメリカのエイケン(Howard Aiken)が考案し IBM が製作した Harvard Mark I(1944、リレー数 3,304 個)などがある。
エイケンのハーバード大学における博士論文の指導教授 E. L. Chaffee の専門は真空管および真空管回路であり、エイケンの博士論文も真空管に関わるエレクトロニクス分野のものであったにも関わらず、エイケンが Harvard Mark I において演算素子として真空管ではなくリレーを選択したのは、技術的問題というよりは「製造コスト」および「実際の設計 ・開発を担ったのが IBM であった」という二つの要素によるものである 。
(8) モンローの最初 の電動 計算 機 は 1922 年 の Monroe Model K(1922)であり、それに関 連した 1922 年 申 請の特許 Chase(1922)にも同様 の図 がある。

10

佐野正博(2010)「計算技術の歴史的発展構造」

例えばエイケンはリレーを選択した理由に関するインタビューの中で、「答えは製造コ
ストにある。(the answer is money)」、「真空管を用いたデジタル・カウンターの技術を利用 する こと で、 電子 的部 品を用 いて 製造 可能 なこ とは 明ら かで あっ た。 ・・・ もし RCAが興味を持っていれば、［真空管を用いた］電子的計算機となったであろう。」(Cohen,1999,p.43、［］内は引用者による補足)と述べている。
リ レ ー 式 計 算 機 は 第 二 次 大 戦 中 だ け で な く 、 Harvard Mark I の 後 継 機 Harvard Mark
II(1947) な ど に 見 ら れ る よ う に 第 二 次 大 戦 終 了 後 も 製 作 さ れ て い る 。 ENIAC(1946) や
EDVAC(1948)など真空管式電子 computer が登 場した後に、リレー式 computer が単純に時代遅れのものとしてすぐに廃れたわけではなく、その研究・開発 は引き続き行われていた。
戦後日本でもリレー式計算機の研究・開発がおこなわれている。例えば 日本で最初に製作されたデジタル式計算機である電気試験所の ETL Mark I(1952)はリレー式 computer であったし、その後継機の ETL Mark II(1955、リレー数 22,253 個)もリレー式 computer であった。また富士通は、1950 年代には真空管式電子 computer の研究開発が主流であったにも関わらず、「当時の真空管の動作があまりにも不安定だった 」ことや「電話交換機に用いられる部品であるリレーに関して優れた 技術的蓄積が社内にあった」といった技術的理由から FACOM 100(1954)という日本初の実用リレー式 computer を開発するとともに、その後も FACOM128A(1956)、FACOM128B(1958)、FACOM138A(1960)などリレー式の大型 c
omputer の研究開発・販売をおこなっている。
リレーを演算素子とする機械的 calculator
プログラム型計算機である computer 分野だけでなく、四則演算など数値計算を主とする計算機である calculator 分野においても、リレー式計算機の研究開発がおこなわれている。
たとえばカシオ計算機は、1957 年にリレーを用いた卓上型電子 calculator「カシオ 1
4-A」(消費電力 300W、重量 120kg、高さ 78cm×幅 101cm×奥行 42cm)を完成させ 48
5.000 円で販売を開始した。「カシオ 14-A」
は、テンキー入力で数値をランプで表示する方式を採用しており、リレー式であることから歯車式に比べて加減算で 3~4 倍、乗算で 6~7 倍という早さで 14 桁の計算をした。なおテンキー方式を採用したのは、卓上型 calculator として数値入力部の大きさを小さくするためであった (9) 。
リレー式電子 computer では 22,253 個ものリレーを利用した ETL Mark II(1955)などに見られるようにプログラム演算、メモ[図 の出 典 ]内 田 洋 行 のカタログ[http://www.dentaku-m
useum.com/calc/calc/2-casio/1-casiod/br/b-1.jpg]

リなどの多様な機能を実現するために多数(9) フルキー方式 ではそのマシンで四 則演 算 可能 な桁数 が多くなればなるほど入 力部 のスペースが大きくなってしまう。

11佐野正博(2010)「計算技術の歴史的発展構造」のリレーが使用されていた。これに対して普通の事務作業用途での使用を想定し 、小型軽量化や低価格化を実現するとともに、四則演算などに機能を限定した calculator であるカ
シオ 14-A では使用するリレーの数を 342 個までに減らしていた。
カシオはその後もリレー式計算機の開発を続け、 1964 年 6 月にはカシオ 401 を、1965
年 5 月にはカシオ 402 を発売している。

(4) 「 電子的計算機」段階における計算技術の歴史的発展
a. 真空管 を演算素子とすることによる、演算作業の電子化
b. 機械的計算 機から電子的 Computer へのイノベーション ---Computer 分野における、真空管 による演算素子の電子化 とプログラム動作の実用化の先 行
歯車に代わる演算素子として 20 世紀中頃からリレーと並んで利用され始めたのが真空管である。
真 空 管 を 演 算 素 子 と し て 用 い て 計 算 を お こ な っ た 最 初 の マ シ ン は 、 ア タ ナ ソ フ (John Vincent
Atanasoff)とベリー(Clifford Berry)による ABC(Atanasoff–Berry Computer,1942,真空管 280 本)である。ただしこのマシンは、ガウス消去 法 という数 学的 手法によって連 立一次 方程 式を解 くことに特化した特 定目的用 マシンであり汎 用的計 算をおこなえるものではなかった し、プログラム可能 でもなかった。それゆえ演算素子の技術的構成のみに着目した視点からは電子的な計算機として位置づけることができるものであるにしても、ソフトウェアも含めたシステムとしての computer という視点からは最初の真空管式電子計算機として位置づけることはできない (10) 。
プログラム可能な最初の真空管式電子計算機は、ENIAC(Electronic Numerical Integrator andComputer,1946)であり、真空管を 17,468 本も使用し、総重量 は約 30 トンもあった。ENIAC 以後も、Manchester Mark I (1949)、EDSAC(1949)、EDVAC(1951)など様々な真空管式電子計算機の開発が続き、UNIVAC I(1951)や IBM701(1952 発表,1953 出荷)、IBM702(1953 発表、1955 出荷)な
ど商用の真空管式電子計算機が登場するまでになり、第一世代 computer の時代が形成されることになった。
日本における真空管式 電子式計算機は、アメリカに尐し遅れたが 1950 年代後半には富士フイ
ルムの FUJIC(1956,真空管 1700 本) や東京大学の TAC(Tokyo Automatic Computer,1959,真空管 7000 本)などが開発されている。
演算素子の電子化および記憶装置の能力向上により、プログラム動作可能な computer の実用化および商用化が 1950 年代には世界的に可能になったのである。

(10) ABC マシンの発 明 の先 行性を根 拠として、1973 年 10 月 19 日 の米国 ミネアポリス連 邦地 方裁 判 所において
電 子 計算 機 に関 する ENIAC 特 許 が無 効とされた。そうしたこともあり、ENIAC ではなく ABC マシンが世 界 最初の電 子計 算 機であるとする見 解も強い。
これに対 して星 野力 は、星 野力 (1995,p.81 および pp.141-142)において「プログラム可変 内蔵 方式 」の計 算 機をコンピュータと定義 する立 場から、ABC マシンは真空 管を演 算 素子 とする電子 的 な論 理回 路を構築 するなど
独 創 的で先駆 的 な業 績を挙げたものではあるが、プログラム内 蔵ではないという意 味で世 界最 初のコンピュータとするのは不 適当 である、としている。
また星 野 力とは異 なる立 場からではあるが、能澤 徹は、ABC マシンの最大 の功績 は「真 空管 による演算 器の作
動 」(能 澤 徹,2003,p.165)にあるとし、「プログラム制 御 機構 ないしはその概 念はまったく存 在しなかった」 (能 澤徹 ,2003,p.159)ことなどから「コンピュータというには不十 分 なもの」(能 澤徹 ,2003,p.155)であった、としている。

12佐野正博(2010)「計算技術の歴史的発展構造」

c. 電子的 computer における真空管からトランジスタへの演 算素子のイノベーション
消費 電 力の 大 きさ や 集積 度 の低 さ など の 問題 か ら、 電 子的 計 算機 に おけ る 演算 素 子は真空 管 から ト ラン ジ スタ へ と移 行 した 。
トランジスタを演算素 子として用いて世界 最初に動 作した電子 計算機は、真空 管式電子 計算機の演算部を真空管からトランジスタに置き換える形でイギリスで試作されたマシンである。1949 年にイギリスのマンチェスター大学で製作された真空管式電子計算機 Manchester Mark I (1949、真空管 1300 本)の信頼性向上を目的としてグリムスデール(R.L. Grimsdale)の設計のもとに 1953 年にトランジスタ化が実行されたのである。
このマシンは点 接触 型ゲルマニウム・トランジスタを使 用 したもので尐 し信頼 性が低 く、平 均命 令
実行時間も 30ms と低速であった。Metropolitan-Vickers 社は、信頼性向上のためトランジスタを接合型に代えた上で、それを原型としたトランジスタ式計算機 Metrovick 950 を 1956 年に 6 台完成させている(Lavington, 1980,p.48,邦訳 p.64)。
アメ リ カに お ける 最 初の ト ラン ジ スタ 式 電子 計 算機 は 、 ベ ル 研究 所 が1954年に 完 成し
た TRADIC(TRAnsistor DIgital Computer また は TRansistorized Airborne DIgital Comput
erの略)で ある 。 TRADICは 、684個 の 点接 触 型 トラ ン ジス タ と10,358個 の 点接 触 型ゲ ル マ
ニウ ム ・ダ イ オー ド を使 用 し、 加 算実 行 時間 16μs、乗 算 実行 時 間300μ sとい う 性能 で あった(Irvine,2001,p.34) 。
IBMも早 く から ト ラン ジ スタ に 関心 を

図 13 IBM の Standard Modular System(SMS)カード

持ち 、計 算機 に おけ る トラ ン ジス タ 利用のた め の研 究 開発 を おこ な って い る 。例
えば IBMのHalsey Dickinsonは 、ベ ル 研究
所に よ る点 接 触型 ト ラン ジ スタ の 発明に関 す る1948年の 発 表か ら 数週 間 以内に見 本 のト ラ ンジ ス タを 取 り寄 せ 、トランジ ス タに 関 する 研 究を 始 めて い る(Pugh,1995,p.228)。IBMは 、ポ キプ シ ー(Poughkeepsie)研究 所 でト ラ ンジ ス タ技 術 の研究 を 進め 、1954年 10月に は 真空 管 式で四則 演 算を 実 行す る 計算 機 IBM 604 Ele
ctronic Calculating Punch (1948)の ト ラ
ンジ ス タ化 を おこ な って い る 。こ の 試作機を 基 礎と し て開 発 され た のが IBM 608
Calculator(1955年4月発 表 、1957年12月
出荷)で あり 、こ のマ シ ンは 周 辺回 路 も含
めて 完 全に ト ラン ジ スタ 化 され た 最初の商 用 マシ ン であ り 、3000個 以上 の トラ
ンジ ス タを 使 用し て いた 。 IBM 608は ト
ラン ジ スタ 化 によ り 、同性 能 の真 空 管式

[出典]IBM(1992)p.18の計 算 機と 比 べて 容 積を 約 半分 に 、消 費 電力 を 90%削 減 する こ とが でき た 。
電子 計 算機 に おけ る トラ ン ジス タ の利 用 に関 す る IBMの 興 味深 い 試み の 一つ は 、スト レ

13佐野正博(2010)「計算技術の歴史的発展構造」

ッチ(Stretch)プ ロジ ェ クト の 中で 1955年 に 開発 され た Standard Modular System(SMS) カー
ドで あ る。 SMSカ ード は 、プ リ ント 基板 上 にト ラン ジ スタ 、 ダイ オ ード 、 抵抗 、 コン デ
ンサ ー など を 配置 し た 図 13に示 し たよ う な形 状 のも の で、 IBM7000シ リ ーズ お よび 1400
シリ ー ズで 使 用さ れ てい る 。 様 々 な種 類 のSMSカー ド が製 作 され た が、 基 本的 に は 16端子で 2.5イ ンチ ×4.5イ ン チと い う同 一 サイ ズ で あっ た （図 11はsingle幅の カー ド であ る が、そ の 倍の double幅の カ ード も ある ） 。
日本 に おけ る 最初 の トラ ン ジス タ 式電 子 計算 機 は、 電 気試 験 所電 子 部が 1954年 よ り開
発を 開 始し 1956年 7月 に 始動 に 成功 し た小 型 の 実験 機ETL Mark IIIで あ る 。点 接 触型 ト ラ
ンジ ス タの 発 明は 1948年 、 接合 型 トラ ン ジス タ の発 明 は 1951年で あ った が 、ト ラ ンジ ス
タは 真 空管 よ りも 高 価で な おか つ 不安 定 な部 品 であ っ たこ と もあ り 、 日 本 でも ト ラン ジ
スタ を 用い た 電子 計 算機 の 開発 開 始は 1950年 代 中頃 と なっ た ので あ る。
ETL Mark III(1956)の主 要 構成 要 素は 、 点接 触 型ト ラ ンジ ス タ 130個 、 ゲル マ ニウ ム ・ダイ オ ード 1800個 で あっ た が、そ の CPUの大 き さは 85cm×44cm×53cmと 現 在の マ イク ロ
プロ セ ッサ ー と比 べ ると 極 めて 大 きか っ た (Takahashi,1986,p.148) 。マ イク ロ プロ セ ッサ ーの登 場 に至 る まで は まだ ICや LSIに 関 わる 技 術 発達 を 必要 と した の であ る 。
電気 試 験所 はETL Mark III(1956) に引 き 続き ト ラン ジ スタ 式 電子 計 算機 の 実用 化 のための 研 究開 発 を1956年10月 より 始 め、一 年 後の 1957年11月 に は後 継 機のETL Mark IV(1957)を 完 成さ せ てい る 。Mark IVは、接 合型 ト ラ ンジ ス タ 470個 、ゲル マ ニウ ム・ダ イ オー
ド4600個と 前 世代 機 より も かな り 増加 さ せた こ とも あ り、その CPUの 大 きさ は140cm×20
cm×120cmと さ ら に大 き くな っ た (Takahashi,1986,p.150)。
Mark IVは 、トラ ンジ ス タを 点 接触 型 から 接 合 型に 代 えた こ とに よ り、加 算・減 算の 平
均所 要 時間 は560μsから 3.4msへ、乗 算の 平 均所 要時 間 は 768μ sか ら4.8msへと 数 倍以 上 も計算 速 度は 遅 くな っ た (Takahashi,1986,p.148お よび p.150)もの の 、ト ラ ンジ ス タ素 子 の安
定性 ・ 信頼 度 は向 上 し、 Mark IIIに 比 べて は る かに 安 定稼 動 し た 。
そう し たMark IVの成 功 など も あり 、日 本 電気 の NEAC 2201(1958)、NEAC 2203(1959)、日 立 のHITAC 301(1959)、HITAC 102(1960)、松 下 通信 工 業の MADIC I(1959)、MADICIIA(1961)、沖 電 気のOKITAC 5080(1960)、OTC 6020(1960)、東 芝 の TOSBAC 3100(1960)、三 菱 電機 のMELCOM LD1(1960)、MELCOM 1101(1960)、 北辰 電 機のHOC100(1958)、
HOC200(1960)など 数 多く の 民間 企 業が 1950年 代後 半 にト ラ ンジ ス タ式 電 子計 算 機の 開 発に取 り 組ん で いる 。

14

佐野正博(2010)「計算技術の歴史的発展構造」

d. 電子的 calculator における真空管からトランジスタへの演 算素子のイノベーション
トランジスタが安定して製造されるようにな

図 14 コンペット CS-10A の内 部 の写 真

る と 、 calculator の 分 野 に お いて も 真 空 管 か ら ト
ラン ジ スタ へ の移 行 が進 め られ た 。
1964 年 に は シ ャ ー プ が 世 界 初 の オ ー ル ト ラ ン
ジス タ 式電 子 計算 機 「コ ン ペッ ト CS-10A」 の 開
発に 成 功し た 。コ ン ペッ ト CS-10A は 、ゲ ル マ ニウム・ト ラ ンジ ス タ を 530 個 、ダイ オ ード を 2300
個用 い て作 ら れて お り、金銭 登 録機 ほ どの 大 き さ
で机 の 上に 置 いて 用 いる こ とが で きた が、重 量 は25kg も あ った 。10 桁 の 計算 を 行い 、 入力 は 各 桁に 10 個 の キー が 配置 さ れた 当 時の 金 銭登 録 機 と[出 典 ]http://www.dentaku-museum.com/calc/

同じ フ ルキ ー 方式 で あっ た。電 動計 算 機よ り も 計

calculator/sharpd/cs10a/inside/5.jpg

算速度が速く、計算時に振動音が発生しない点がメリットであったが、まだ 価格は535,000 円 と 高か った 。

e. 電子的計算 機の演算素子に関 する日本独自のイノベーション ---- パラメトロン計算機
computer タイプのパラメトロン計算機
表 1 には記載していないが、日本人の発明になる日本独自タ図 15 パラメトロン素子

イプの演算素子にパラメトロン(Parametron)がある。パラメトロンを演算素子や記憶素子として利用した computer の開発が日本では 1950 年代後半に積極的に進められた。
20 世紀中頃における computer の研究開発において、日本では演 算素子 としてリレー、真空 管、トランジスタと並んでパラメトロンが利用されたのである。
パラメトロンとは、「計 算 機 に必 要 な三 作 用 、即 ち 記 憶 、論 理
演 算 、 増 幅 がすべて この 一 つの 素 子 によっ てで きる 」 ( 高 橋 秀
俊,1968,p.3)という特徴を持つ素子であり、後藤英一が 1954 年に考 案 したものである ( 11) 。パラメトロンは、フェライトの環 状 磁 心[出 典 ] 高 橋 秀俊 (1972)p.59にコイルとコンデンサーを組 み合わせた共 振 回 路 をもつ電 気 的
な回 路素子 であり、機械的 可動部を持たないというその構 造から言えば、パラメトロンを演算 素子 として利用した計算機は電子的計算機の系列に位置づけることができる。

(11) フォン・ノイマンも、パラメトロンと同 様にパラメーター励 振を利 用した素 子を考 案し、アメリカで特許 出願をしている（米国 特 許番 号 2815488、特許 譲受 人 IBM）,このフォン・ノイマンの特許 申請 は、1954 年 4 月 28 日 で後 藤英 一 の特 許 申請 よりも一ヶ月 前であった。ただしフォン・ノイマンは真 空 管に対抗 できる高速 動作 を目 的としていたこともあり、その特 許申 請はマイクロウェーブ(1,000MHz~10,000MHz)によるものであった点で、励振 電流 の周
波 数 を 2.3MHz とした後 藤 英一 のパラメトロンとは異 なっていた。また特 許 申請 書に原 理的 な解説 はあったが、
具 体 的 な設 計についての記述 や図 面はなかった。
高 橋 秀俊 (1972,pp.81-82)は、パラメトロンの特 許出 願をドイツにした時 にフォン・ノイマンの特 許との類 似性 を指 摘され、アメリカの特 許を調べて「まさに原 理的 にはわれわれのパラメトロンと同 じであり、しかもむこうのほうが、たった一月 だが早く出 願されていることがわかり、非 常 に驚 いた」としている。なお、Muroga&Takashima(1959)論
文 のレフェリーも、パラメトロンとフォン・ノイマンとの類 似性を指 摘している。

15

佐野正博(2010)「計算技術の歴史的発展構造」

パラメトロンは、その発明当時の対抗技術である真空管と比 べ構造が簡単で信頼度が高く (12) 、コ
スト的 にも安かった (13) ことや、リレーよりも高 速 であったことなどから、電 電 公 社電 気 通 信 研究 所 のMusashino-1(1957) ( 14) 、Musashino-1B(1960)、東 大 の PC-1(1957)、PC-2(1960)、日 立 の HIPAC
MK-1(1957) 、 HIPAC101(1960) 、 HIPAC103(1961) 、 富 士 通 の

FACOM200(1958) 、

FACOM212(1959)、NEC の NEAC1101(1958)、NEAC1103(1960)などいくつものパラメトロン計 算機が製作されている。
パラメトロン計算機は、それと同時代のリレー式計算 機や真空管 式電子計 算機よりも優 れた面を持っていたが、真 空管の次世 代技術 であるトランジスタに比べて集積度 ・速度 ・消費電 力の点 で务っていた。
例 えば高 橋 茂 (1996,p.12)は、電 気 試 験 所 でトランジスタ式 電 子 計 算 機 の開 発 に取 り組 もうと計画していたグループがパラメトロン採用をもちかけられ、その性能をチェックした時に、「原理はおもしろいけれども、トランジスタに比べていかにも動作が遅く、消費電力が大きいことを実感し・・・最初の計画通りトランジスタで進むことを決めました」と書いている。
実際、トランジスタ式電子計算機の ETL Mark III(1956)は 300W、ETL Mark IV(1957)は 550W と小 さ か っ た (Takahashi,1986,p.148 お よ び p.150) の に 対 し て 、 パ ラ メ ト ロ ン 計 算 機 のMusashino-1(1957)の消費電力は 4.76kW(Muroga&Takashima,1959,p.315)と大きかった。
温度特性の優れたシリコントランジスタの登場など 1960 年代におけるトランジスタ技術の進展の結果として、トランジスタに対するパラメトロンの大きな利点であった信頼 度が「あまり大きな特 色とはいえなくなった」(高橋秀俊,1968,p.3)結果として、「パラメトロンは日本の電子計算機工業にとって大きな道草であった」という批判 (高橋秀俊,1968,p.iii)が 1960 年代後半には見られるようになった。
集積度・速度・消費電力の点で务るだけでなく、信頼度の点でもさほどの性能差別化が確保できなくなったパラメトロン計 算機は、1960 年代末には「現在の所、大型機には明らかに不 利、中 型機にはあまり有利ではない」(高橋秀俊,1968,p.18)という事態に直面することになった。
価格の問題に関しては、1960 年代後半の時点でもなお「パラメトロン素子の価格をトランジスタによる相当論理素子と比較する場合、速度のことを問題にしない限りパラメトロンの方が格段に安いこ(12) 点 接 触型 トランジスタを演 算素 子として利 用した日 本 最初のトランジスタ式電 子計 算 機 ETL Mark III(1956)の開 発に携 わった高 橋 茂は、「困ったのが点 接触 型 トランジスタの务 化でした。・・・昨 日 取 り替 えたばかりのトラン
ジスタがもう故 障だなどということもしばしば」(高橋 茂,1996,p.13)であったと当時 の点 接 触型 トランジスタの信頼 度の低 さを証 言している。また真空 管 の信 頼度 の低さに関しては、高橋 秀 俊が真空 管 式電 子計 算機 に関して真空 管を「毎朝 テストして、何本 か不 良品 を取 り替えるというのが常 識だった」 (高 橋 秀俊 ,1979,p.143)と証 言している。
(13) パラメトロン開 発を主導した高橋 秀 俊は、「パラメトロンは・・・安 価で、安定 な部品 だけから組 み立 てられていること、そうして、これ一 種で完全 な論理 回 路が組 めるということが特 徴で、特にまだトランジスタが非常 に高 価であった当時 、価格 の点でまったくユニークなものと思 われた」(高橋 秀 俊,1968,p.3)としている。実際 パラメトロン計算機 の開発 開 始時 点の 1954 年 当 時で、パラメトロン素 子は一素 子あたり約 五百 円という低価 格であったが、「同 じだけのものを真 空 管でつくれば、廉く見 積もって一 万円はしただろう。トランジスタにいたっては当 時は 1 個 が数
千 円 もした」(高橋 秀俊 ,1972, p.62)のである。ただしパラメトロン計 算 機の完成 時 点の 1957 年頃 には「トランジス
ター素子 の速 度はずっと速 いので・・・結局 、価格 の点ではそれほど違わない」(高 橋秀 俊,1972,p.62)という結 果になっていた。
(14) Musashino-1 は 1957 年 3 月 に運 転 開始した日本 最 初のパラメトロン計 算 機であるが、7400 個のパラメトロン（制 御 装置 用 1600 個 、算術 演算 装 置 用 2800 個 、磁 気 コアメモリ用 1000 個 、磁 気 テープメモリ用 2000 個 ）とともに、679 本 の真空 管 （算 術論 理演 算 装置 用 280 本 、磁 気コアメモリ用 239 本 、磁気 テープメモリ用 160 本 ）も使 用されており(Muroga&Takashima,1959,p.309)、いわばハイブリッド型 の電 子 計算 機であった。

16

佐野正博(2010)「計算技術の歴史的発展構造」とは間違いのない事実 」(高橋秀俊,1968,p.17)であったから、小型機に関してはまだ可能性があると考えられていたが、トランジスタの相対的な低価格化、IC や LSI の登場の結果として、結局のところ
パラメトロンは技術的主流になることがなく、日本独自の技術としての位置づけに止まった (15) 。
calculatorr タイプのパラメトロン計算機
パラメトロン素子を使った計算機械は、
computer タイプ日本では 1963 年にパラメトロン素子 を使った電卓 アレフゼロ 101 が大井電 気から発売されている。
大 井 電 気 は、電 電 公 社 電 気 通 信 研 究 所 のパ
ラメトロン電子計算機 Musashino-1(1957)のパラメ
トロン素 子 の製 作 を依 頼 されて供 給 していたこと
か ら 、 同 素 子 を使 っ た 電 卓 の開 発 に 取 り 組 み 、
1963 年 8 月には試作機の電卓アレフゼロ 101(1号機)の開発に成功した。約 1700 個のパラメトロ
ンを用い、表示・演算桁数は 10 桁で加減算、乗[図 の 出典 ]電 卓 博物 館の Webペ ージ
http://www.dentaku-museum.com/calc/calc/31 -ko
kunai/kokunai1/alepfzero/alepfzero/b -1.jpg

算、除算、開平、開立等の計算ができた。
大井電気は 1964 年 4 月にはアレフゼロ 101（2 号機、消費電力 300W、550×520×380mm、価格
80 万円、加減算 10 桁 乗算 20 桁 除算 10 桁（剰余 10 桁）、開平 9 桁）を、また後には 3 号機も出し総計約 1,000 台のアレフゼロ 101 を製造・販売したが、消費電力が大きいことや地磁気の影響を受けやすかったことや、シャープやキャノンなど競合他社から販売されていたトランジスタ式電卓 の著しい信頼性のアップ、小型化、大量生産化 による低コスト化などの結 果として相対 的競争優位を確保することができず、1970 年には電卓販売から撤退を余儀なくされている。

(5) 計 算技術の歴史的発展構造 とマイクロプロセッサー「計算」作業を実行するための道具や機械としての計算技術は、その個別的演算の実行に関して、他の機械的技術の場合と同じく、①「作業」要素関連の技術発達の先行、②「動力」要素関連の「後追い」的技術発達、③「作業」要素関連の次なる技術発達による新しい発展、というような 3 段階の螺旋的発展構造を持っている。
「計算」作業を担う 演算素子に関して、そろばんや abacus などにおける「玉」から、「歯車」への移行により計算作業の機械化が可能になった。 そして計算作業の機械化により、複数の演算を連続して自動的に実行処理することが原理的には可能となった。そうした演
算 の連 続的 処理 およ びプロ グラ ム処 理を 実行 する マシ ンを 最初 に構 想し設 計し たの が 19
世紀の Babbage である。

(15) この点 に関してはパラメトロン計 算 機の開発 において主導的 役 割を果 たした高 橋秀 俊 自身 も、素 子 の物理 的
特 性 から考 えてパラメトロンよりもトランジスタの方 が技 術的 可能 性 の点 で優 れていることは認 めていた。「トランジスタ技術 が一定 のレベルまで進 歩すれば、パラメトロンが第一線 から退 場せざるを得 なくなるのは、当 然 のことであった」とし、「そのことは当 初 からある程 度 は予 想したことであったが、IC、LSI の時 代 がこれほど早 く来 るとは誰も予 想しなかった」（高橋 秀俊 ,1972,pp.83-84）だけであるとしている。

17佐野正博(2010)「計算技術の歴史的発展構造」「作業」要素関連の「玉」から「歯車」へという先行的な技術発達に続いて、演算 作業を担う歯車を動かすための動力に関して、 演算の連続的自動処理をおこなう歯車式計算機
における「人間動力」から「蒸気動力」へのイノベーション、あるいは、個別的演算を断続的に実行する歯車式計算機における「人間動力」から「電気動力」へ のイノベーションというように、「動力」要素関連の技術が「作業」要素に対して「後追い」的技術発達を遂げたのである。
「歯車」式計算機よりも高速な計算を可能にするために考え出された「作業」要素関連の技術的発明が、電磁石の磁力を利用したスイッチ機構のリレーであ り、リレーを演算素子とする computer も実際に製造された。しかしながら「リレー」式計算機も「歯車」式計算機と同じく機械的機構を利用する点においては変わりがなく、計算速度や計算実行時の騒音に関して機械的計算機に固有の限界を持っていた。
そうした機械的計算機の限界を超える技術的発明が、「演算」素子の電子化である 。「演算」素子を機械的機構から電子的機構へと変えることで、計算速度の向上だけでなく、プログラムによる動作が現実的なものとなった。これにより四則演算 の個別的実行を主とす
る calculator と、四則演算の連続的実行だけでなく条件分岐などの プログラム動作も可能
な computer の製品区分が生じることになった (16) 。
一方で、電子的な「演算」素子に関しては、「真空管」→「トランジスタ」→「 IC」→
「LSI」というような発展を遂げた。こうした技術発展 により演算速度の向上、演算素子の軽量化や小型化が進展した中で、computer 系列の技術開発からではなく calculator 系列の技術開発の中から CPU のマイクロプロセッサー化が 1970 年代初頭に実現することになったのである。

(16) calculator や computer をどのように定義し区 別するのかに関 しては様々な立場 が存 在する。例えば星野 力(1995,p.8)は computer を「プログラム可 変 内蔵 方式 」計算 機と定 義し、アタナソフとベリーによる ABC も、ENIAC
も computer ではない、としている。
本 稿ではそうした computer にのみ注目 した理 論的 論争 を取り扱 うことはせずに、計 算技 術の二 つの発展 方 向としての calculator と computer の相 対 的区 別に必 要な限 りで理論 的 定義を問題 としている。すなわち、四 則演
算 の個別 的 実行 機能 に限 定されたマシンを calculator の典型 とし、四則 演算 と論 理 演算をともに実 行でき、条件 分 岐も含むプログラム制 御が可能 なマシンを computer の典 型 とする立 場 から、記述をおこなっている。

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佐野正博(2010)「計算技術の歴史的発展構造」

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同 書 pp.4-5 および pp.24-25 の注 2 に述べられているように、星 野 力(1995)『誰 がどうやってコンピュータを創ったのか？』に対して批 判 的な立 場から議 論を展開している。
ただし ABC マシンの歴 史 的位 置づけに関しては、星野 力とは異 なる立場 からではあるが、能 澤徹 も星 野力に近 い見 解 である。すなわち能 澤 徹 も、ABC マシンの最 大 の功 績 は「真 空 管 による演 算 器 の作 動 」 (能 澤徹 ,2003,p.165) に あ る と し 、 「 プ ロ グ ラ ム 制 御 機 構 な い し は そ の 概 念 は ま っ た く 存 在 し な か っ た 」 ( 能 澤
徹 ,2003,p.159)ことなどから「コンピュータというには不十 分 なもの」(能 澤徹 ,2003,p.155)であった、としている。
長 谷 川裕 行(2000)『ソフトウェアの２０世紀 ―ヒトとコンピュータの対 話の歴 史』翔 泳社
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
ABC マシンの発 明の先行 性を根拠 として、1973 年 10 月 19 日 の米国 ミネアポリス連 邦地 方裁 判 所において
電 子 計算 機 に関 する ENIAC 特 許 が無 効 とされた。そうしたこともあり、ENIAC ではなく ABC マシンが世界 最初 の電子 計 算機であるとする見解 が最 近は強 い。
これに対 して星 野力 は、星 野力 (1995,p.81 および pp.141-142)において「プログラム可 変内 蔵 方式 」の計 算
機 をコンピュータと定 義する立場 から、ABC マシンは真 空管を演算 素子 とする電 子 的 な論 理回 路を構築 するなど独 創 的 で先 駆 的 な業 績 を挙 げたものではあるが、プログラム内 蔵 ではないという意 味 で世 界 最 初 のコン
ピュータとするのは不適 当である、としている。
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コンピュータという用語 の意 味 内容 に関して筆 者は p.5 で、Electronic Data Processing Machine がコンピューターの内 容 を最 も「正 確 に表 わし、誤 解 を受 けることも尐 ないと考 える」としている。またその日 本 語 訳 である「電 子 データ処 理 装 置 」あるいは「電 子 情 報 処 理 装 置 」も、「やや堅 苦 しい感 はあるが適 当 ではないかと思 う」としている。
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渡 邊 祐三 (2008)『続 美 機械 式 計算 機の世 界 -- 手 回し計 算 機を中 心として』ブレーン出 版

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