プログラムストアードコンピュータとは、プログラム命令を電子的、電磁的、または光学的にアクセス可能なメモリに保存するコンピュータです。 [1]これは、プラグボードなどのメカニズムを使用してプログラム命令を保存するシステムとは対照的です。

この定義は、メモリ内のプログラムとデータの扱いが互換性があるか均一であるという要件を伴って拡張されることが多い。[2] [3] [4]

説明

原理的には、プログラムストア方式のコンピュータは様々なアーキテクチャ特性を持つように設計されてきた。フォン・ノイマン・アーキテクチャのコンピュータはプログラムデータと命令データを同じメモリに格納するのに対し、ハーバード・アーキテクチャのコンピュータはプログラムとデータの格納に別々のメモリを持つ。[5] [6]しかし、 「プログラムストア方式のコンピュータ」 という用語は、フォン・ノイマン・アーキテクチャの同義語として使われることもある。[7] [8] ジャック・コープランドは、「電子式プログラムストア方式のデジタルコンピュータを『フォン・ノイマン・マシン』と呼ぶのは歴史的に不適切だ」と考えている。[9]ヘネシーとパターソンは、初期のハーバード・マシンは「プログラムストア方式のコンピュータの支持者から反動的なもの」と見なされていたと述べている。[10]

歴史

プログラム内蔵型コンピュータの概念は、1936年の万能チューリングマシンの理論的概念にまで遡ることができます。[11]フォン・ノイマンはこの論文を知っており、協力者にそれを印象づけました。[12]

アタナソフ・ベリー・コンピュータなど、初期のコンピュータの多くは再プログラム可能ではありませんでした。これらのコンピュータは、単一のハードワイヤード・プログラムを実行していました。プログラム命令がないため、プログラムを保存する必要がありませんでした。他のコンピュータはプログラム可能ではありましたが、 Zuse Z3やHarvard Mark Iのように、必要に応じて物理的にシステムに挿入されるパンチテープにプログラムを保存していたり​​、 Colossusコンピュータのように、スイッチやプラグを物理的に操作することによってのみプログラム可能であったりしました。

1936年、コンラッド・ツーゼは2つの特許出願で、機械命令をデータと同じ記憶装置に保存できることを予見した。[13]

1948年、マンチェスター大学で作られたマンチェスターベイビー[ 14]は、1948年6月21日の出来事であり、一般にプログラム内蔵方式を実行した世界初の電子コンピュータとして認識されている。[15] [16]しかしベイビーは本格的なコンピュータではなく、 1949年4月に初めて研究作業に投入されたマンチェスターマーク1コンピュータの前身となる概念実証機と見なされていた。1949年5月6日、ケンブリッジのEDSACが最初のプログラムを実行し、これも電子デジタルプログラム内蔵コンピュータとなった。[17] 1948年1月に運用開始されたIBM SSECが最初のプログラム内蔵コンピュータだったと言われることがあるが、 [18]この主張は物議を醸している。その理由は、SSECの階層的メモリシステムや、リレーやテープドライブへのアクセスなど、その操作のいくつかの側面がプラグインによって決定されるためである。[19]ヨーロッパ大陸で最初に作られたプログラム内蔵型コンピュータは、 1950年にソビエト連邦で完成したMESMでした。 [20]

最初のプログラム内蔵型コンピュータ

基準によっては、いくつかのコンピュータが最初のプログラム内蔵型コンピュータと考えられる可能性があります。[3]

  • IBM SSECは1944年後半に設計され、1948年1月に運用開始されたが、電気機械式であった[21]
  • 1948年4月、 ENIACはプログラム内蔵型コンピュータとして動作するように改造され、ダイヤルを操作してプログラムを保存するようになった。このプログラム内蔵型コンピュータは、3,600桁の10進数命令を記憶することができた。最初のプログラム内蔵型コンピュータは1948年4月12日に動作し、最初の製品版は4月17日に動作した[22] [23]。この主張には、一部のコンピュータ歴史家から異論が出ている[24] 。
  • ARC2は、ロンドン大学バークベック校のアンドリュー・ブースとキャスリーン・ブースによって開発されたリレーマシンで、1948年5月12日に正式にオンラインになりました。[25]これは、最初の回転ドラム記憶装置を備えていました。[26] [27]
  • マンチェスター ベイビーは、1948 年 6 月 21 日にストアド プログラムの実行に成功した開発中の完全電子式コンピュータです。その後マンチェスター マーク 1へと開発が進められ、1949 年 4 月初旬に最初のプログラムが実行されました。
  • 電子遅延記憶自動計算機(EDSAC) は 1949 年 5 月 6 日に最初のプログラムを実行し、開発者だけでなくユーザー コミュニティにも役立つ本格的な実用コンピュータになりました。
  • EDVAC は、1945 年 6 月にEDVAC に関する報告書の第一草案で考案されましたが、1949 年 8 月まで実施されませんでした。実際の運用は 1951 年に (限定的に) 開始されました。
  • BINACは1949年8月22日に顧客に納品された。工場では動作したが、納品後に満足のいく動作をしたかどうかについては意見が分かれている。もし予定通りに完成していたら、世界初のプログラム内蔵型コンピュータになっていただろう。米国でも初のプログラム内蔵型コンピュータであった[28]。
  • 1951 年、マンチェスター マーク 1 の改良版であるフェランティ マーク 1が、初の市販の電子デジタル コンピュータとなりました。
  • Bull Gamma 3 (1952) とIBM 650 (1953) は、初めて大量生産された商用コンピュータであり、それぞれ約 1,200 台と 2,000 台が販売されました。
  • マンチェスター大学のトランジスタコンピュータは、1953年11月に稼働を開始し、一般に最初のトランジスタベースのプログラム内蔵型コンピュータとみなされています。[29] [30]

通信

プログラム内蔵型コンピュータを通信回線の交換に用いる概念は、プログラム内蔵型制御（SPC）と呼ばれている。これは、アメリカ電話電信社（AT&T）がベルシステムで初めて電子交換機を開発する上で重要な役割を果たした。[31]この開発は、1954年頃にベル研究所のエルナ・シュナイダー・フーバーによる初期概念設計から本格的に始まった。この種のシステムの最初のものは、 1960年にイリノイ州モリスに試験的に設置された。[32]プログラム命令の記憶媒体はフライングスポット記憶装置、つまり光スキャナで読み取る写真乾板で、アクセス速度は約1マイクロ秒であった。[33]一時データについては、バリアグリッド静電蓄積管が用いられた。

参照

参考文献

  1. ^ Allison, Joanne (1997), Stored-program Computers、2011年9月27日時点のオリジナルよりアーカイブ、 2011年8月24日閲覧。
  2. ^ William F. Gilreath、Phillip A. Laplante (2003). コンピュータアーキテクチャ：ミニマリストの視点. Springer. p. 24. ISBN 978-1-4020-7416-5。
  3. ^ Edwin D. Reilly (2003).コンピュータサイエンスと情報技術におけるマイルストーン. Greenwood Publishing Group. p. 245. ISBN 978-1-57356-521-9。
  4. ^ マードッカ、マイルズ・J.、ヴィンセント・P・ヒューリング（2000年）『コンピュータアーキテクチャの原理』プレンティス・ホール出版、p.5、ISBN 0-201-43664-7。
  5. ^ ダニエル・ペイジ (2009). 『コンピュータアーキテクチャ実践入門』シュプリンガー. p. 148. ISBN 978-1-84882-255-9。
  6. ^ マーク・バルチ (2003). 『Complete Digital Design: a comprehensive guide to digital electronics and computer system architecture. McGraw-Hill Professional. p. 149. ISBN 978-0-07-140927-8. 2011年5月18日閲覧。
  7. ^ ダニエル・ペイジ (2009). コンピュータアーキテクチャ実践入門. シュプリンガー. p. 153. ISBN 978-1-84882-255-9。
  8. ^ アイヴァー・グラッタン＝ギネス(2003). 数学科学の歴史と哲学のコンパニオン百科事典. JHU Press. p. 705. ISBN 978-0-8018-7396-6。
  9. ^ Copeland, Jack (2000). 「コンピューティングの簡潔な歴史」. ENIACとEDVAC . 2010年1月27日閲覧。
  10. ^ ジョン・L・ヘネシー、デイビッド・A・パターソン、デイビッド・ゴールドバーグ (2003).コンピュータアーキテクチャ：定量的アプローチ. モーガン・カウフマン. p. 68. ISBN 978-1-55860-724-8。
  11. ^ B. ジャック・コープランド(2006). 『コロッサス：ブレッチリー・パークの暗号解読コンピューターの秘密』オックスフォード大学出版局. p. 104. ISBN 978-0-19-284055-4。
  12. ^ クリストフ・トイッシャー (2004)。アラン・チューリング：偉大な思想家の生涯と遺産。スプリンガー。 p. 321–322。ISBN 978-3-540-20020-8。
  13. ^ Faber、Susanne (2000)、Konrad Zuses Bemühungen um die Patentanmeldung der Z3 (ドイツ語)
  14. ^ Williams, Frederic ; Kilburn, Tom (1948). 「電子デジタルコンピュータ」. Nature . 162 (4117): 487. Bibcode :1948Natur.162..487W. doi : 10.1038/162487a0 . S2CID  4110351.
  15. ^ ラウル・ロハス、ウルフ・ハシャゲン (2002). 『最初のコンピュータ：歴史とアーキテクチャ』MIT Press. p. 379. ISBN 978-0-262-68137-7。
  16. ^ ダニエル・ペイジ (2009). 『コンピュータアーキテクチャ実践入門』シュプリンガー. p. 158. ISBN 978-1-84882-255-9。
  17. ^ マイク・ハリー（2005年）『電子頭脳：コンピュータ時代の幕開けからの物語』全米科学アカデミー出版、96ページ。ISBN 978-0-309-09630-0。
  18. ^ エマーソン・W・ピュー（1995年）『IBMの建設：産業と技術の形成』MITプレス、136ページ。ISBN 978-0-262-16147-3。
  19. ^ Olley, A. (2010). 「存在は本質に先行する - プログラム格納概念の意味」(PDF) .コンピューティングの歴史。過去からの学び。IFIP WG 9.7 国際会議、HC 2010。IFIP 情報通信技術の進歩。第325巻。pp.  169– 178。doi : 10.1007 /978-3-642-15199-6_17。ISBN 978-3-642-15198-9。
  20. ^ グラハム、ローレン・R. (1993). 『ロシアとソビエト連邦における科学：小史』ケンブリッジ大学出版局. p. 256. ISBN 9780521287890。
  21. ^ エマーソン・W・ピュー、ライル・R・ジョンソン、ジョン・H・パーマー (1991). IBM 360および初期の370システム. MIT Press. p. 15. ISBN 978-0-262-51720-1。
  22. ^ トーマス・ヘイ、マーク・プリーストリー、クリスペン・ロープ (2016). ENIAC in Action:Making and Remaking the Modern Computer . MIT Press. pp. 153, 157, 164, 174, 194. ISBN 978-0-262-03398-5。
  23. ^ Haigh, Thomas (2014). 「ENIACの奇跡」のエンジニアリング：現代のコードパラダイムの実装(PDF) .
  24. ^ ブルーダラー、ハーバート（2021年1月4日）。アナログおよびデジタルコンピューティングのマイルストーン。シュプリンガー。ISBN 9783030409746。
  25. ^キャンベル＝ケリー 、マーティン（1982年4月）「英国におけるコンピュータプログラミングの発展（1945年から1955年）」IEEE Annals of the History of Computing 4 (2): 121– 139. doi :10.1109/MAHC.1982.10016. S2CID  14861159.
  26. ^ ラヴィントン、サイモン編 (2012). 『アラン・チューリングとその同時代人：世界初のコンピュータの構築』ロンドン：英国コンピュータ協会. p. 61. ISBN 9781906124908。
  27. ^ ジョンソン、ロジャー（2008年4月）「コンピュータサイエンスと情報システム学部：歴史」（PDF）ロンドン大学バークベック・カレッジ。2017年7月23日閲覧。
  28. ^ ハリー、マイク (2005). 『エレクトロニック・ブレインズ』（初版）.グランタ. pp.  40– 41. ISBN 978-1862076631。
  29. ^ Kilburn, T ; Grimsdale, RL ; Webb, DC (1956年4月). 「磁気ドラム記憶装置を備えたトランジスタデジタルコンピュータ」. Proceedings of the IEE - Part B: Radio and Electronic Engineering . 103 (35). Cambridge University Press : 390–406 . doi :10.1049/pi-b-1.1956.0079. ISSN  2054-0434.
  30. ^ Grimsdale, RL (1995年秋). 「バルブからコンピュータへの移行」. Resurrection (13). Computer Conservation Society. ISSN  0958-7403.
  31. ^ Carbaugh, DH; Marselos, NL (1983). 「スイッチングシステムソフトウェア」. McDonald, JC (編). 『デジタルスイッチングシステムの基礎』 . Plenum Press . ISBN 0-306-41224-1。
  32. ^ Joel, AE (1958年10月). 「実験的な電子交換システム」(PDF) .ベル研究所記録. 36 (10): 359– 363. 2022年10月13日閲覧。
  33. ^ 「電子中央局」『ロングラインズ』第40巻第5号、1960年12月、16ページ。