コンピュータの構成はどうなっているのか 【0から楽しむパソコン講座】
情報機器類の「五大要素」
パソコン・タブレット・スマホ・ATM端末等、外見は全然違いますが、実はこれらの情報機器類の基本構成は一緒です。 これらコンピュータ含む情報機器には必ず持っている5つの要素があります。 これを「五大要素」といいます。 この「五大要素」の考えは人間の体の各器官を真似て作られ、いずれコンピュータで「人間」を作る？という思いで開発されました。 またこの「五大要素」の考え方は「ノイマン型コンピュータの基本構成」とも呼ばれ、あの「アインシュタイン」も認める「究極天才」といわれた「ジョン・フォン・ノイマン」が開発したコンピュータから受け継がれていました。
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ちなみに、ちょっと話が反れますが・・・この「ジョン・フォン・ノイマン」 数々のありえない伝説がある人です。
ノイマンは宇宙人だった？。
ノイマンは小さいころ、分厚い電話帳を読み、すべての家庭の電話番号を暗記した。
6歳の時には8桁の割り算を暗算
8歳の時には高校数学でも皆がイヤだった「微分・積分」を完全マスターした。
など「オタク」を通り越した「聖人（サイヤ人）」みたいな人だったようです。
しかしその反面、むずかしい数学は得意だったけれども、単純な計算はどうも苦手だったようです。
ある意味「頭がガチガチに硬い」人で「クセ」非常にある人だったかもしれません
さて、本題に入ります。
コンピュータの五大要素は次の通りです。
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制御装置と演算装置は、あわせて中央処理装置(CPU：Central Processing Unit)または処理装置と言います。よくタブレットやパソコンのカタログのスペック等で「CPUの性能が・・・・・」ということがありますが、実は CPUというのは制御装置と演算装置のことで、この装置を一緒にした半導体部分（IC）は正確には「CPUチップセット」と言います。
「ノイマン型コンピュータ」の開発にはちょっとしたトラブルが...
前章でも出ましたが、今現在の「五大要素」を持つコンピュータはすべて「ノイマン型コンピュータ」と言えます。この「ノイマン型」のコンピュータ（電子計算機）の歴史についてちょっと説明しましょう。
ちなみに、この歴史はちょっとした「ごたごた」があります。
このノイマン型の電子計算機は１９４０年代に「ジョン・フォン・ノイマン」 により提唱された電子計算機の基礎となります。
ノイマン型電子計算機の特徴は、プログラムを電子計算機から独立させ、そのプログラムを予め「記憶装置」に読み込ませておき、このメモリから１つづつ命令を取り出し、中央演算装置（CPU）で実行する（逐次処理）もので、現在のコンピュータの基礎となりました。
ノイマン型の電子計算機の誕生は以外と浅く、1949(昭和24)にEDSACという計算機が出来ました。
この計算機、実はノイマン氏ではなくモーリス・ウィルクスとケンブリッジ大学の数学研究所のチームが作成しました。この計算機はノイマン氏がまとめた後に出る「ＥＤＶＡＣ」という計算機のレポートを参考にして作られたそうです。中心部分は真空管で作られています。
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一方、ノイマン氏のチームも「ＥＤＶＡＣ」という計算機を作成していました。このプロジェクトの中には「ジョン・モークリー」・「ジョン・エッカート」という人物もおりました。
実は「ジョン・モークリー」・「ジョン・エッカート」は世界初の「ＥＮＩＡＣ」という計算機を作成している人物です。「モーグリー」氏と「エッカート」氏はＥＮＩＡＣの計算機の作成後、ENIAC よりも速くて、コンパクトでしかも柔軟な計算が出来る計算機を作るということで「ＥＤＶＡＣ」を開発していました。
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EDVACの開発にはノイマン氏はこのプロジェクトに最初から関わっていたわけではなく、途中から参加したわけです。このEDVACの開発に関しては膨大な費用がかかるため、「軍」から金銭的援助を受けていました。
そのため、開発過程や仕様など、すべて「軍事秘密」として扱われていたわけです。当然、開発当初にはあのEDSACを作ったモークリー氏もいました。
しかし、このノイマン氏、やってくれました。この軍事機密のEDVACの開発内容や原理などを「技術的な側面」に反発し、自分の「論理的側面」として、 他の開発者や軍と相談もしないで、自分の「ノイマン」という名前を使って世界に論文を出したわけです。その論文が世界に広まったためこの方式を「ノイマン 型」といわれるようになりました。が、実は、当初のプロジェクトの考え方は「ジョン・モークリー」・「ジョン・エッカート」が築いていたようです。そんな いざござがあり、開発が遅れ、1952(昭和27)年にやっとEDVACが開発されました。
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ノイマン型のコンピュータの長所と短所。
現在主流になっているノイマン型コンピュータですが、次の特徴が挙げられます。
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今の方式から脱却しようと開発しています。
世界最初の計算機はＥＮＩＡＣというものですが、このＥＮＩＡＣはプログラムという概念は今とはまるで違い、真空管どうしの配線を変更するといった作業でした。
しかし、汎用性に欠けるために、「ジョン・フォン・ノイマン」が提唱した「ノイマン型コンピュータ」が１つの標準化となり、現在に至っています。
しかし、現在の情報機器は性能が飛躍的に向上し、メモリからの命令の読み書きの速度がネックとなってきたため、現在では非ノイマン型コンピュータの開発が進められています。
非ノイマン型コンピュータは文字通り「ノイマン型ではないコンピュータ」ですので、いろいろな形式のコンピュータがあり、それに対する開発費用も膨大になります。
しかも、可能性は無限にあるため、いろいろな種類があり、標準化されている「非ノイマン型コンピュータ」はないのが現状です。
今現在、考えられている「非ノイマン型コンピュータ」は。脳神経回路をモデルとしたニューロコンピュータ、量子力学の素粒子を応用した量子コンピュータ、DNAを計算素子に利用するDNAコンピュータなどがあります。
２０１４年にＩＢＭ社で神経細胞１００万個相当をＩＣチップに記憶させた「脳型コンピュータ」が開発されました。これは人間の「脳の識別」を応用し、ノイマン型コンピュータでは最も不得意だった「データを同時並行で処理する」といったことが出来ます。これにより、前章でも触れた「ビックデータ」の解析や、より人間の感覚に近い処理を行うといったことが出来ます。まだ、実用化にするためのいろいろな問題がありますが、いずれは実用化になるでしょう。
もし、「非ノイマン型コンピュータ」の機器類が実用化になった場合、世界は「非ノイマン型コンピュータ」に急に大きく変わることはありません。なぜなら、今までの情報処理が「ノイマン型コンピュータ」で行われており、「ノイマン型コンピュータ」の機器類は生活や仕事の奥深くまで使われているからです。
これから未来、この「ノイマン型コンピュータ」と「非ノイマン型コンピュータ」を共存させ、うまく使い分けていかなければならない時代が来ると思います。
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