2017年12月11日

●「ノイマン型コンピュータとは何か」(EJ第4663号)

 ノイマン型コンピュータとは、どのようなコンピュータなので
しょうか。その特徴は次の6つです。
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     @        中央演算/制御装置
     A       アドレス付き記憶装置
     B          入力/出力装置
     Cデータとプログラムを区別しない記憶
     D             逐次処理
     E           2進法の採用
                ──竹内薫著/丸山篤史構成
 『量子コンピュータが本当にすごい/グーグル、NASAで実
         用が始まった“夢の”計算機』/PHP新書
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 私は、ここ約10年以上にわたって、あるICT企業の新入社
員の入社時技術教育として、コンピュータのハードウェアやネッ
トワークの基礎などを教える教育の仕事を続けています。
 教育対象者の新人は、今どきの若者らしくPCは自由に使いこ
なしていますが、彼らは、ハードウェアやインターネットのこと
になると、PC自作の経験を持つ一部の若者をのぞき、ほとんど
何も知らない人が多いのです。彼らの多くは、そういう教育を受
ける機会が全くなかったからです。
 上記のノイマン型コンピュータの6つの特徴でとくに注目すべ
きは、AとCです。これは「メインメモリー」を指しています。
メインメモリーは、日本語で「主記憶装置」と訳されますが、毎
日PCを使っていながら、このメインメモリの役割をほとんどの
人が理解していないのです。
 PCはどのように動作するのでしょうか。PCの構造について
まったく知らない人に対して、私は次のように説明することにし
ています。
 PCの動作に必要なウインドウズなどのOSや各種アプリケー
ション(ソフトウェア)、各種データはすべてハードディスクの
なかに収録されています。ここで大切なのは、ユーザーの立場で
ではなく、PCの立場に立って考えてみることです。そうすると
物事が見えてきます。
 PCの電源がオンされたとします。これは、ユーザーがPCを
使おうとする合図です。しかし、この時点では、ユーザーがどう
いうアプリケーションを使おうとしているかはわかりません。そ
こでPCは、メニューを表示することにして、必要なプログラム
やデータを次々とメインメモリのコピーしていきます。その結果
メニューを表示します。これをデスクトップといいます。これで
OSがメインメモリー上にコピーされ、展開されます。
 ここでユーザーが「ワード」をマウスでクリックしたとすると
PCはワードが使えるように、さらにメインメモリに必要なプロ
グラムやデータを追加してコピーします。
 ここで重要なのは、ハードディスクからプログラムやデータが
メインメモリ上にコピーされることです。つまり、ユーザーが使
うのは、コピーされたプログラムやデータであることです。この
ことがよく理解されていないのです。
 したがって、仮に操作ミスでそれらのプログラムやデータの一
部が壊れて、PCがフリーズしたとしても、それはPCの故障で
はなく、この場合はPCを終了させて、再起動すれば元に戻すこ
とができるわけです。
 メインメモリにはDRAMが使われています。DRAMの素材
はコンデンサであり、電源を切ってしまうと、すべてのプログラ
ムやデータは消えてしまいます。したがって、電源をオンするた
びにPCの動作に必要なOS、アプリケーション、データがメイ
ンメモリにコピーされることになります。
 メインメモリにコピーされたプログラムやデータは、アドレス
が付いて格納されているので、CPUがそれらを随時呼び出すこ
とができるようになっています。ノイマン型コンピュータの特徴
のAです。しかし、CPUはつねにメインメモリにアクセスしな
ければならず、多くの時間のロスを生んでいます。CPUの処理
速度に比べてメインメモリの処理が遅いからで、どうしてもPC
としての処理全体が、遅くなってしまうのです。そのためこれは
「フォン・ノイマン・ボトルネック」といわれるのです。ノイマ
ン型コンピュータの構造的な宿命であるといえます。
 さて、コンピュータが扱うデータには、次の2つがあります。
これら2つはメインメモリに区別なく存在することができます。
ノイマン型コンピュータの特徴Cです。
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           1.プログラム
           2.  データ
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 データにはマシンに対する動作の命令を意味しているデータと
その命令に応じたマシン動作によって使用され、加工されるデー
タの2つがあります。プログラムの方がデータより強いのです。
 あの「マトリックス」のなかの人間はデータで、人間がルール
を犯さないように監視し、処理するスミスなどはプログラム(命
令)として位置づけられています。
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 マトリクスの中の人類はあくまでデータで、プログラムによっ
て誘導されて流れていく。アノマリーを補正(洗脳)するプログ
ラムのエージェントを配置。エージェントから脱出したものはザ
イオンに逃れられるように仕組まれている。人類を分析するうち
に人類に興味を覚えていくアーキテクトにはオラクルという選択
肢と選択後の結果だけ分かるプログラムのパートナーが追加され
た。マトリクス内には、多くのプログラムが存在し、活動してい
る。                 http://bit.ly/2iIFL9S
─────────────────────────────
            ──[次世代テクノロジー論/53]

≪画像および関連情報≫
 ●プログラムはデータ
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   コンピュータは電気で動いています。ってのは知ってます
  よね。すみません。中の動作は電気信号の遣り取りで決めら
  れています。ハードディスク(大抵ファイルを保管する大容
  量記録装置ですね)やCD、DVDといった、いわゆる記憶
  (記録)媒体は直接電気で記録してあるわけではありませんが
  これを読み取って、電気信号に変換することで初めて、コン
  ピュータの本体もこれを受け入れることができるわけです。
  「コンピュータの本体」といっても機械の箱のことではなく
  て、ここまでに述べてきた記憶装置(メモリー)と計算装置
  という限定された意味です。
   コンピュータは、このような電気信号を喰って対応する作
  業を実行するわけですが、このコンピュータに喰わせてコン
  ピュータを動かすものは、広い意味でデータといわれます。
  「喰わせる」といっても消費電力のことじゃありませんよ。
  このデータを「喰う」ことは、普通、「読み込む」といいま
  すね。ロード(load)するともいいます。
   このコンピュータに喰わせるデータには、大きくわけて二
  つの種類があります。一つは、機械に対する動作の命令を意
  味しているデータ、もう一つは、その命令に応じた機械に動
  作によって使用され、加工されるデータです。前者は、機械
  (マシン)コード、とか、マシンインストラクションといわ
  れます。多くの場合、短く「コード」と呼ばれます。
                   http://bit.ly/2ApArUf
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PCの基本構造.jpg
PCの基本構造
posted by 平野 浩 at 00:00| Comment(0) | 次世代テクノロジー論 | このブログの読者になる | 更新情報をチェックする
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