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コンピュータについて

●「アーキテクチャ」という言葉を使うならばコンピュータは避けては通れない

「コンピューターアーキテクチャ」という考え方を先に出して、その後「計算回路以外でもアーキテクチャという概念が存在する」ということができる。

ノイマン型の黎明、 EDVAC(米) 、EDSAC(英)。プログラムを分離して差し替え可能にする“アーキテクチャの発明”。ノイマンは発明者というより論文投稿者か。(次のページ)

<ここから独自解釈>

・「プログラム」は「処理手順」を示しているが、これが回路の接続情報に翻訳できるように理論が整えられている。

・その中身として重要なものは「記憶素子」と「組み合わせ回路」。ともに電気情報を2値で弁別して動作することに特徴。

・その2値の作り方としては、今は電圧のH/L、磁化状態の→/←または↑/↓がある。磁化状態を用いるのは最近では磁気ディスク・テープなどだが、古くはコアメモリ、パラメトロンなど。

・先進的には、超伝導状態を用いるジョセフソンコンピュータや、2値とは言えない量子コンピューター。新しい物理に基づく計算システムである。

・課題

 ・どんなデバイスか。そのデバイス、使えるのか(温度、安定性、信頼性)

 ・フロントエンドのコスト (回路が必要。現コンピュータが、その回路で「デバイス」まで作ってしまっているので、新デバイスにとってはなかなか厳しい話だろう)

 ・ユーザー視点も入れて「よいアーキテクチャ」はどんなものか。  ・・回路屋はここをよく考えるべきである

・シーケンス制御はデジタル回路だろう

・電池・SW・豆電球回路に明示的タイマーを入れればでデジタル回路の話もできる

 ・遅延はイベントをある時間記憶することができる。クロスカップルで、無限時間記憶に。

フォン・ノイマン型のコンピュータの生みの親。天才フォン・ノイマンとは? | 【エンジニアインターン By TECH-BASE】ITエンジニアを目指す就活生向けお役立ちメディア (engineer-intern.jp)

 フォン・ノイマン型のコンピュータこそが今のコンピュータのスタンダード

現在のコンピューターは、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います。この方式がノイマン型コンピュータと呼ばれるものです。
世界最初のノイマン型コンピュータは1949年にイギリスで開発された「EDSAC」でした。1942年に世界最初のコンピュータABCが開発されましたが、計算をするたびに真空管の配列や配線を変更する必要があるため、汎用性がありませんでした。
そこでノイマンは、プログラムからハードウェアを独立して実行させる方式を発表しました。ソフトウェア(プログラム)という概念もこの時に誕生したのです。
ノイマン自身もノイマン型コンピュータ「EDVAC」の開発を行っていましたが、開発が遅れてしまったために、イギリスの「EDSAC」が世界初のノイマン型コンピュータとなったのです。
また、「EDVAC」の基本設計はジョン・エッカートとジョン・モークリーによって考案されたと言われており、ノイマン自身は途中から参加していました。それにも関わらず、ノイマン型コンピュータと言われているのはなぜでしょうか。
「EDVAC」は軍事機密として開発されていたため、2人をはじめメンバーは詳細を公表することはありませんでした。しかし、ノイマンは「EDVAC」の論理的側面をまとめた論文を発表してしまったため、世間では「ノイマン型コンピュータ」として知られるようになりました。
ノイマンはノイマン型コンピュータの着想をまとめて数学的に裏付けを与えただけであり、実際の開発者はまた別だったのです。

プログラム内蔵方式 – Wikipedia

プログラム内蔵方式(プログラムないぞうほうしき)、ストアドプログラム方式は、主記憶に置かれたプログラムを実行する、という、コンピュータ・アーキテクチャの方式の一つである。 プログラム内蔵方式のうちENIACプロジェクトで考案されたものは、プロジェクトに加わっていた有名な数学者フォン・ノイマンの名を冠してノイマン型アーキテクチャともいう[1]。

エッカートとモークリーの率いるENIACプロジェクトで、プログラムの変更をする際に生じていた結線の手間を減らすために考案されたという説が有力である[1]。

初期の計算機において、プログラム内蔵でプログラムは全てROMに置いた、というものはないため、ノイマン型で実現されるプログラムが書き換え可能という性質を含めて指すこともある。

しかし、プログラム内蔵方式か否かについては、今日一般に、プログラムを置く記憶装置が書き換え可能か否かは問わず、またいわゆるハーバード・アーキテクチャも普通プログラム内蔵方式とすることが多い。一方、プログラムを内蔵している、と見えるものの一種であるが、記憶装置に置かれた命令ではなく、ワイヤードロジックでプログラミングをしているものは普通プログラム内蔵方式としない。

プログラムを置く直接の記憶装置が、CPUが普通に読む(読み書きする)電子的(ないし電気的)な主記憶か、そうでない補助記憶か、という点は、今日そんなデザインはまずないが、この分類では重視する。次のような歴史的理由による。

歴史的には、初期のプログラム駆動型の計算機には、主記憶(ROM含む)はデータの置き場としてのみ使い、プログラムは全てパンチカードや鑽孔テープのような補助記憶で与えられ、それを直接読み込みながら実行する、というものがあった。当然ながらジャンプが極端に制限されるなどプログラミング的に非常に制限され、プログラムの実行速度が読み込み装置の速度に制限されるため、すぐに古いデザインとみなされるようになった。そのような設計を、プログラム内蔵方式でない、とする分類であった。電子式でない、リレーを使ったコンピュータなど、機器自体の動作が紙テープリーダと比してたいして速くなく、素子のコストが記憶装置として使うには高い機械では、テープを直接実行するものが多かった[2]。リレー式コンピュータの例としては、日本で建造されたものにFACOM 128やETL MarkIとII[3]がある。