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ノイマン型コンピュータとは?基本情報技術者試験対策

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コンピューターの構成

ノイマン型コンピュータとは?

私たちが普段使っているコンピュータの大部分は、このノイマン型コンピュータに該当します。

皆さんがよく使っている、パソコンもノイマン型コンピュータになります。

では、ノイマン型コンピュータとはどのようなものでしょうか?

私たちがパソコンで普段よく使っている、文書作成ソフトを例に見ていきましょう。

文書作成ソフトはパソコンのどこにあるかというと、補助記憶装置のハードディスクに記録されています。

新しいパソコンで文書作成ソフトを使用したい場合、まず何をするかというと、文書作成ソフトを購入します。

購入した文書作成ソフトは、DVDであったりダウンロードで入手する場合もあります。

そして、文書作成ソフトをインストールすることによって、文書作成ソフトのプログラムがハードディスクに記憶されます。

このようにプログラムは、ハードディスクにインストールされることによって、そのパソコンで起動することが可能となります。

また、ハードディスクに記録されたプログラムやデータは、パソコンの電源を切ってもデータが失われることはありませんが、主記憶装置(メモリ)に記憶されているデータはパソコンの電源を切ると全て消えてしまいます。

そこで、CPUがプログラムを実行する際には、ハードディスクから、文書作成ソフトのプログラムを主記憶装置に移します。

そうして、初めてCPUは主記憶装置に移された文書作成ソフトのプログラムを実行出来るようになります。

また、主記憶装置とハードディスクでは処理速度が圧倒的に主記憶装置の方が早い為、プログラムを主記憶装置に移すことで、プログラムを快適に処理することが可能となっています。

このようにプログラムをハードウェアから独立させて、ハードディスクなどに保管しておいて、必要な時に主記憶装置に移してプログラムを実行させる方式を「プログラム内蔵方式」といいます。

プログラム内蔵方式では、プログラムを変えるだけで処理の変更が出来るため、効率的にコンピュータの運用が出来るようになります。

このプログラム内蔵方式は「プログラム格納方式」とも呼ばれます。

また、ノイマン型コンピュータのもう一つの特徴に「逐次制御方式」があります。

これは、CPUが主記憶装置から命令を「取出し」、「解読」、「実行」、「書込み」するという一連の流れでプログラムを実行する方式です。

この命令とは、プログラムを実行する際の、CPUが認識できる最初の単位です。

プログラムは、この命令がたくさん集まったものになります。

私たちが使っているパソコンでも、このような処理が繰り返されています。

パイプライン処理などを行うコンピュータ以外はこの「逐次制御方式」となります。

ノイマン型コンピュータは、このようにプログラムを主記憶装置に格納して、これを順番に読み込んで実行する方式のコンピュータになります。

また、ノイマン型コンピュータに対して、この方式を採用しないコンピュータを「非ノイマン型コンピュータ」といいます。

非ノイマン型コンピュータには、先ほどの逐次制御方式ではない、並列処理を行うものや、ニューロコンピュータや量子コンピュータなどがあげられます。

現在、一般的に使われているコンピュータは、ほとんどがノイマン型コンピュータといえます。

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