ノイマン型コンピュータとは?
応用情報を学習していて『ノイマン型コンピュータ』というワードが目に付き、
フォン・ノイマンとはそもそも何者なのか?について調べていました。
- 幼い頃より英才教育を受け、ラテン語とギリシャ語の才能を見せた。6歳で7桁から8桁の掛け算を筆算で行い[2]、父親と古典ギリシャ語でジョークを言えた[3]。8歳で微分積分をものにした。[要出典]興味は数学にとどまらず、家の一室にあったウィルヘルム・オンケンの44巻本の歴史書『世界史』を読了した[4]。好んで読んだもの、特に『世界史』やゲーテの小説などに関しては一字一句間違えず暗唱できた。長じてからも数学書や歴史書を好み、車を運転しながら読書することもあった[3]。
(wikipediaより引用)
また、IQは人類史上最高の300あったとも言われ、あのアインシュタインを以って「天才はノイマンだ」と言わしめた程だとか。
…ぶっ飛んでますな。
何でも自分で開発したコンピュータのデモ機と計算勝負をして自分の方が早かったため、コンピュータの不具合ではないかと勘違いしたのだとか。
まさに人間コンピュータ。
コンピュータは神が創り賜うた人間コンピュータが創ったものだったのだ。
だからコンピュータは神が創造した物なのである!(現実逃避)
ノイマンが凄すぎてぜんぜん頭に入って来ませんが、結局ノイマン型コンピュータとは何ぞや?という話しに戻ります。
●プログラム内蔵方式
・1946年、アメリカで世界初の電子計算機『ENIAC/エニアック』が開発されましたが、計算手順を変更するには本体の配線を手作業で設定し直す必要がありました。
・1949年、ノイマンらが提案した”プログラム内蔵方式”を元にイギリスのウィルクスらが開発したのが『EDSAC/エドサック』です。
これが現在の一般的なコンピュータでも使用されている"ノイマン型コンピュータ"のプログラム内蔵方式のルーツです。
●一般的なコンピュータの構成
・下記がコンピュータの主な仕組みです。
コンピュータの本体は、『CPU(Central Processing Unit/中央処理装置)』と『メモリ(半導体記憶装置)』で構成されます。
メモリの内、『主記憶装置(RAM)』には『入力装置』や『補助記憶装置』を通じてプログラムやデータが読み込まれます。
読み込まれたプログラムやデータは、主記憶装置内でアドレス(番地)によって管理されます。
そして処理を進めながら、必要に応じて処理結果を『出力装置』や『補助記憶装置』に送ります。
●ノイマン型コンピュータ
・ノイマン型では予めメモリにプログラム(命令の羅列)とデータを格納しており、
CPUから新たに受け取ったプログラムの命令を1つずつ実行処理します。
これは変更をハード側で行なう事なく、CPUからメモリに送るプログラムの処理を書き換えるだけで、実行処理を変更する事が出来る事を意味します。
●ノイマン・ボトルネックとは
・上記で述べたノイマン型が現在でも一般的なコンピュータで使用されているとお話ししましたが、ボトルネック(課題)が存在します。
それはメモリとCPUとを結ぶ経路が一つしかなく、命令を1つずつ処理する為に処理速度の遅れを生み出してしまいがちな点です。
そこで開発されたのが↓のようなハーバード型ですが、これにより回路が遥かに複雑になるため様々なコストがかかるようです。