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ノイマン型コンピュータ

はじめに

こんにちは。技術開発推進部の橋本です。
みなさんは普段お使いのコンピュータとはどんな仕組みで成り立っているか意識したことはあるでしょうか?
現在のコンピュータの99%はプログラムをデータとして記憶装置に格納し実行する方式をとっています。(プログラム内蔵方式)
この方式は「ノイマン型コンピュータ」として広く世の中に普及しております。
今回はノイマン型コンピュータについて紹介したいと思います。

ノイマン型コンピュータとは

ノイマン型コンピュータの由来は世界初のコンピュータであるENIACの改良型EDVACの設計・開発の際に
コンサルタントとして参画し理論的な論文を発表した著者、ジョン・フォン・ノイマンの名前からつけられております。

ジョン・フォン・ノイマンとは

皆さんが思いつく天才の一人としてアインシュタインがいると思います。
アインシュタインとノイマンは同僚で、そのアインシュタインが天才と評する人物なのです。
悪魔の頭脳を持つと呼ばれ、コンピュータが完成した際に「俺の次に賢い奴が出来た」といった逸話も残されております。
また、数学・物理・科学分野だけに留まらず政治経済に大きな影響を与えることになる「ゲーム理論」を経済学者のモルゲンシュテルンと共同執筆 しております。まさに天才中の天才!
しかし、日本とはマイナス面で所縁がある人物でもあります。
彼は原子爆弾の起爆原理を研究しており、 爆発のタイミングやどの地点で爆発させると威力が増すかを計算したことでも知られています。
偉大な人物ですが日本人としては少し複雑な心情ですね。
さて、ノイマン型コンピュータの特徴を見ていきましょう。

ノイマン型コンピュータの特徴

  • プログラム内蔵方式
  • あらかじめ機械語が主記憶装置(メモリ)に内蔵されている。

  • 逐次制御方式
  • 主記憶装置(メモリ)に格納されている情報を中央処理装置(CPU)が1つ1つ取り出して実行する。

  • アドレス指定方式でデータを扱う
  • 固定の命令(機械語)は命令部とアドレス部から構成される。アドレス部は命令の対象となるデータがある主記憶装置(メモリ)のアドレスを示す情報を持っており、 アドレスを示す情報はCPU内部のレジスタ(高速な記憶装置)に格納される。
    CPUはレジスタにある場所情報をもとにメモリから順次読み出す。

  • 固定の命令(機械語)が使える
  • 演算処理や動作などに固定の命令(機械語)を用いることができる。

    おわりに

    ノイマン型コンピュータの理論が提唱されて70年以上経ち物理構造や性能が大きく変わる中で
    特徴は変わることなく定着しており、このノイマン型コンピュータの凄さを物語っていますね。

    ゆりちゃん 技術開発推進部ゆりちゃんからのお願い
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