CPU

- ノイマン型コンピューターの構成 現代のコンピューターのほとんどが、ある設計思想に基づいて作られています。それが「ノイマン型コンピューター」です。ノイマン型コンピューターは、コンピューターの基本的な構造を定めたもので、プログラムとデータをどちらもメモリ上に格納するという画期的なアイデアを特徴としています。このアイデアにより、コンピューターはプログラムを柔軟に変更できるようになり、様々な処理に対応できるようになりました。 ノイマン型コンピューターは、具体的には五つの要素で構成されます。 まず、計算処理を担う「演算装置」があります。演算装置は、足し算や掛け算といった計算を高速で行うことができます。次に、プログラムに基づいて各装置を制御する役割を担う「制御装置」があります。制御装置は、プログラムの指示を読み取り、必要なデータを取得して演算装置に計算を指示するなど、コンピューター全体の動作を制御します。 そして、プログラムやデータを格納する「記憶装置」があります。記憶装置には、処理に必要なプログラムやデータが一時的に保管され、必要なときに取り出されます。 さらに、外部からデータを入力するための「入力装置」と、処理結果を出力するための「出力装置」があります。入力装置としてはキーボードやマウス、出力装置としてはディスプレイやプリンターなどが挙げられます。 これらの五つの要素が連携して動作することで、コンピューターは様々な処理を実行することができるのです。

ノイマン型計算機とは、プログラムとデータを一つの記憶装置に格納し、命令を順番に実行していくという画期的な構造を持つコンピューターのことです。この革新的な概念は、1945年に数学者であるジョン・フォン・ノイマンによって提唱されました。それまでのコンピューターは、プログラムを実行するたびに配線を変える必要があり、非常に時間と手間がかかっていました。しかし、ノイマン型計算機では、プログラムもデータもすべて数字として同じ記憶装置に格納されます。そして、制御装置が記憶装置から命令とデータを順番に取り出しながら、計算を実行していくのです。この仕組みにより、プログラムの変更が容易になり、コンピューターの汎用性が飛躍的に向上しました。現代のコンピューターのほとんどは、このノイマン型計算機の原理に基づいて設計されており、私たちの生活に欠かせない存在となっています。