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天才!いや宇宙人?コンピュータの仕組みを考えたフォン・ノイマン

コンピュータを発明したのは誰?

インターネットやスマートフォンが普及し、仕事でもプライベートでもコンピュータが身近になった現在。

そもそも、コンピュータは誰が発明したのでしょうか?

実際のところ、コンピュータの成り立ちに関わった人物は複数いて、発明者は1人に特定できません。

そのうちの1人が、今回紹介するジョン・フォン・ノイマンです。

ノイマン型コンピュータ

ノイマンがした仕事は、コンピュータが計算を行う基本的な仕組みを考えたことです。

彼が提唱したコンピュータの基本構成を「ノイマン型コンピュータ」と呼びます。

今ある、ほとんどのコンピュータはノイマン型コンピュータです。

ノイマン型コンピュータは、「プログラム内蔵方式」「逐次制御方式」を用いています。

プログラム内蔵方式

「プログラム内蔵方式」とは、処理するデータおよびプログラムをあらかじめ主記憶装置(メモリ)に読み込んでおく方式の事です。

逐次制御方式

「逐次制御方式」は、演算を行うCPUが主記憶からプログラムを順番に読み込んで実行する方式のことです。

これは、プログラム内蔵方式を確実に実行するための処理方法です。

ノイマン型以前のコンピュータは、プログラムを物理的なコードの配線で実現していました。

また、データはカードや穴あきテープで入力していました。

この方式だと、プログラムやデータがコンピュータの外に物理的な形で存在するので修正や管理が大変です。

コンピュータの基本的な構成をつくった人物

現在のコンピュータでは、プログラムやデータはソフトウエアとして内部にあるので、簡単に修正できます。

「コンピュータ、ソフトが無ければただの箱」と言われるように、現在のコンピュータはソフトウエアによってその動作が決められています。

ノイマンは、ハードウェアとソフトウエアというコンピュータの基本的な構成をつくった人物なのです。

神童ノイマン

ノイマンは、1903年、ハンガリーのブタペストでユダヤ系の家庭に生まれました。

彼は、子供の頃から記憶力がよく、計算が得意だったそうです。

電話帳や歴史の本を丸ごと暗記したという逸話が残っています。

まさに天才!

計算については、6歳のとき、8桁の割り算を暗算で計算することができたという話があります。

そして、その『記憶力』『計算力』が基礎となり、早くから数学の才能を開花させていたようです。

「微積分法」を8歳の時にマスターして、「関数論」を12歳の頃に読破しています。

微積分は、日本では高校3年次に、関数論は、理工系の大学生が1、2年次に学ぶ内容です。

大学生になったノイマンは、3つの大学に同時に籍を置き、数学と同時に化学も学びました。

現在の日本では、二重学籍は認められていませんが、当時のヨーロッパでは可能だったのですね。

マンハッタン計画

1930年代、ナチスドイツの台頭によってヨーロッパのユダヤ人は迫害され、多くのユダヤ人はアメリカに移住しました。

ノイマンも、その1人でした。

アメリカに移住したノイマンは、世界最高レベルの研究機関とされるプリンストン高等研究所の所員に選ばれました。

アインシュタインも認める天才

同僚には、なんとあのアルバート・アインシュタインがいました。

アインシュタインは、ノイマンを「我々の中で1番頭が良い」と評しています。

アメリカは、ドイツとの戦争に参戦し、ドイツに先駆けて原子爆弾を開発するために「マンハッタン計画」を実行します。

ノイマンは、マンハッタン計画に顧問として参加していました。

マンハッタン計画でノイマンは、プルトニウム型原子爆弾の起爆原理を研究しました。

また、原子爆弾の爆発のタイミングとして地上に落ちてからではなく、空中で爆発させることで更にその威力が増すことも計算しました。

この研究では、多くの計算が必要だったので、ノイマンは効率的な計算機の必要性を実感したのでしょう。

マンハッタン計画ではノイマンをはじめとしてハンガリー出身の科学者が多数働いていました。

彼らはみな非常に優秀であったため、マンハッタン計画の拠点であるロスアラモス国立研究所では、「ハンガリー人は実は宇宙人ではないか」という冗談が、まことしやかに囁かれていたと言います。

ENIACとEDVAC

ENIAC(エニアック)

アメリカ軍は第二次大戦中、原子爆弾開発と並行して弾道計算用のコンピュータの開発も行っていました。

その成果として、1946年に完成したのが最初のコンピュータといわれる「ENIAC」です。

「ENIAC」は、モークリーとエッカートという2人の技術者によって開発されました。

しかし、完成したときには戦争が終わっていたので、結局その目的は達成できませんでした。

「ENIAC」は、現在のコンピュータと異なり、プログラムやデータを外から与える方式でした。

EDVAC(エドバック)

「ENIAC」の後継として開発されたコンピュータが「EDVAC」です。

「EDVAC」を設計・開発したのもモークリーとエッカートの2人です。

しかし、コンサルタントとして後からプロジェクトに参画し、理論的な裏付けを論文として発表したノイマンの名前が有名になり「ノイマン型コンピュータ」として定着してしまいました。

世界最高の頭脳を持つフォン・ノイマンによって、コンピュータの基本的な仕組みが作られました。

しかし、彼1人でコンピュータ技術が完成したわけではありません。

その後も多くの人々のアイディアによってコンピュータは進化を続けています。

コンピュータは、人類の英知の結晶と言ってよいでしょう。

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