どうも、まさとです！
パソコンって嫌いだなぁ
わかりやすくコンピュータについて
解説しますね！
ノイマン型、非ノイマン型コンピュータ
コンピュータには大きく分けて二つあります。
それがノイマン型コンピュータと非ノイマン型コンピュータです。
現在広く使われているのが前者のノイマン型コンピュータですので
おそらくあなたのお持ちのパソコンもノイマン型コンピュータですよ。
なのでノイマン型コンピュータとそれ以外と覚えるので問題ありません。
おいおい、ノイマンってそもそもなんだよ
ハンガリー人のJohn von Neumannさんが
提唱したのでノイマン型と呼ばれているんですよ
なるほどね。俺も何か提唱して名前つかないかなぁ。
ノイマン型コンピュータとは
簡単に言うと命令をすると一つずつ順番に
実行してくれるコンピュータです。
| ノイマン型コンピュータ | 非ノイマン型コンピュータ |
ほとんどのコンピュータ | 量子型コンピュータ |
| 逐次実行方式(SISD) プログラム内蔵方式 | 並列処理(SIMD)など |
SISDやSIMDなど見慣れない単語が出てきましたね。
それはもう少し後のセクションで解説するので今はそんなのがあるのね
くらいで大丈夫です！
五台装置とは
ノイマン型コンピュータに対して装置を５つに分けることができます。
それを五台装置と言います。
コンピュータは一つの部品で成り立っているわけではなく
いくつも部品が連なってできています。
人に例えるとわかりやすくて、
手があるだけでは手を動かすことはできません。
動かすためには脳から動かしたいと命令を出します。
命令が来ると動かせると言うわけですね。
人は脳、内蔵、手足、血液、神経などさまざまな要素で構成されていますよね。
これと同じでコンピュータも様々な要素がないと動かないと言うわけです。
では一つずつ見ていきましょう。
入力装置
入力装置とは マウスやキーボードのことです。
僕たちがコンピュータに対して指示出しをするものです。
人に例えると、目や耳など情報を取り入れるところがこれに似ていますね。
テストを受ける時にまずは問題を見るところから始めます。
目や耳などで、情報を脳に渡してあげると言う感じですね。
記憶装置
記憶装置とはデータを保存しておく部分です。
また、記憶装置は二つに分けることができます。
- 補助記憶装置(長期記憶)
- 主記憶装置(短期記憶)
人にも脳の記憶をつかさどっている部分があります。
例えば昨日テストを受けたとして、問題の数字などは細かく覚えていないはずです。
それは問題を解くために計算式を一時的に頭の中に保存して
問題を解いているからです。
これが主記憶装置になるわけです。
逆にずっと覚えているものとはなんでしょう。
名前！！！誕生日！！！
そうですね、自分の名前や誕生日を
忘れる人はなかなかいませんよね
名前や誕生日などは小さい頃からずっと書いてきたり、呼ばれたりしていることで
長期記憶として脳に保存されています。
これが補助記憶装置の役割です。
演算装置
演算装置とは計算などの処理を行ってくれている場所です。
1+1は？と聞かれると頭の中で計算が始まります。
その考えているところが演算装置と呼べますね。
制御装置
制御装置とはいくつかの命令がきた場合に順序立てて、振り分けてくれるものです。
これも人で例えていきます。
テストを解く時に、問題を解くことをゴールとしていますよね。
その中で問題を解くためには、様々な命令を脳にしています。
- 問題を読んで脳に書き込む。
- 脳は渡された情報をもとに計算をする。
- 計算した結果を手を使って紙に出力する。
もっと細かく分けることはできますが、ざっくりこんな感じです。
その順番を決めるのも脳が行なっています。
それを考えることが制御装置に近いですね。
出力装置
出力装置とはモニターやプリンターなど
コンピュータからの結果を表示させるものです。
人に例えると、手や足などです。
テストで回答を書く時に脳で計算したものを
紙に手で出力したりしますよね。
CPUとは
ちなみにCPUという言葉がよく出てきますが、
CPUとは中央処理装置のことで上に出てきた
演算装置と制御装置をまとめてCPUと呼びます。
コンピュータはこれがないと動きません。
CPUがないとコンピュータは何もできませんので
非常に大切な装置です。
並列処理(SISD,SIMD,MISD,MIMD)
並列処理とは、演算装置と制御処理に対してどのようにデータを与えて、どのような命令で処理していくかを決めているものです。
皆さんはパソコンは動きが早い方がいいですか？
遅い方がいいですか？
早い方がいいに決まってるじゃん。
遅いとイライラが爆発しちゃうよ。
もちろんそうですよね。
コンピュータを早くするには
並列処理の仕方で決まるんです。
SISD(Single Instruction Stream Single Data Stream)
SIMD(Single Instruction Stream Multi Data Stream)
MISD(Multi Instruction Stream Single Data Stream)
MIMD(Multi Instruction Stream Multi Data Stream)
ここで言うInstructionとは命令のことで、
Dataとは言葉の通りデータのことです。
つまり
SISD：一つのデータに対して一つの命令で順番に処理する。
SIMD：データが複数あって一つの命令で処理する。
(いろんなデータがあって同じような処理を同時にしたい時に便利。)
MISD：データ一つに対して命令を二つで処理する。
MIMD：複数のデータに対して命令も複数用意する。
コンピュータを効率的に動かすためには
こういった並列処理がされているんだなというところを
押さえておいてくださいね！
最後に
いかがだったでしょうか。
今回の内容をまとめます。
- ノイマン型、非ノイマン型コンピュータ
- 五台装置とは
- 並列処理(SISD,SIMD,MISD,MIMD)
お疲れ様でした。
ほんのすこーしだけ興味が持てた気がするわい
ここから深ぼって勉強していきましょう！！
ざっくりとですがコンピュータについて
解説してきました。
今回は触りの部分だけだったのですが
しっかりと深掘りした記事もあげていくので
ぜひ次の記事もお楽しみに！
以上、まさとでした！！
