ノイマン＠紅楼夢

ノイマン型コンピュータと非ノイマン型コンピュータ

岩波書店
今日は，数学者フォン‐ノイマンの誕生日（1903年）．純粋数学のほか理論物理学・数理経済学・計算機科学などでも第一級の仕事をし，数学者の活動圏を大幅に拡大．数々の逸話でも知られる彼のパトスの秘密とは？　西垣通『デジタル・ナルシス』☞ http://iwnm.jp/603176


ノイマン型コンピュータとは、プログラムをデータとして記憶装置に格納し、これを順番に読み込んで実行するコンピュータ。現在のコンピュータのほとんどがこの方式を採用している。

この方式は「コンピュータの父」とも呼ばれるアメリカの数学者、ジョン・フォン・ノイマン（John von Neumann）氏によって1946年に提案された方式で、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」である。

1942年にアメリカで世界最初の（電気式）コンピュータであるABCが開発されたが、当時のコンピュータは真空管の配列や配線が計算内容をそのまま反映したものになっており、別の計算を行うためには配線をすべてやり直さなければならず、汎用性が著しく乏しかった。ノイマンは、プログラムをハードウェアから独立させてデータとして外部から与え、汎用のハードウェアでこれを実行させる方式を発表した。これがノイマン型コンピュータである。ソフトウェア（プログラム）という概念の誕生もこのときであった。

ノイマンは自身もノイマン型コンピュータ「EDVAC」の開発に関わっていたが、チーム内のいざこざが原因で開発が遅れ、世界初のノイマン型コンピュータの座は、イギリスのケンブリッジ大学でモーリス・ウィルクス（Maulice Wilkes）らが開発した「EDSAC」に奪われてしまった。実は、ノイマンはEDVAC開発計画には途中から参加しており、プログラム内蔵方式という基本設計はプロジェクト当初から関わっていたジョン・エッカート（John Presper Eckert）とジョン・モークリー（John William Mauchly）によって考案されたと言われている。

EDVACは軍が資金援助しており、軍事機密として開発されていたため、2人をはじめとする開発メンバーは特許や論文を通じて詳細を発表することはなかった。ところが、ノイマンはメンバーに相談もなくEDVACの論理的側面をまとめた論文を自身の名前で発表してしまったため、世間的にはこの方式はノイマンの着想によると認識されるようになった。開発チームの内紛はこの事件が原因といわれている。このため、ノイマンはノイマン型コンピュータを思いついたわけではなく、開発者の着想をまとめて数学的な裏付けを与えただけと言われている。


非ノイマン型アーキテクチャ
非ノイマン型コンピュータとは、現在のほとんどのコンピュータの基本設計にあたる「ノイマン型コンピュータ」とは異なる基本設計のコンピュータの総称。

ノイマン型コンピュータはアメリカの数学者、ジョン・フォン・ノイマン（John von Neumann）氏によって1946年に提案された方式で、主記憶装置（メモリ）にプログラムをデータとして格納し、これを順番に読み込んで実行していく方式である。現在普及しているコンピュータのほとんどがノイマン型コンピュータである。

コンピュータの性能が飛躍的に向上したことにより、メモリから命令を読み出す速度が律速になってしまうといったノイマン型の抱える弱点が目立ってきたため、様々な非ノイマン型の設計が提唱されている。脳神経回路をモデルとしたニューロコンピュータや、量子力学の素粒子の振る舞い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コンピュータなどである。