「1Byteが8bitに決まったワケ」についての長い話　まずは「バベッジの階差機関」から（2/7 ページ）

公開 2022年02月03日 19時02分

更新 2022年02月04日 06時31分

[ITmedia]

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フォン・ノイマンの草稿

　ENIACもそうで、サイクル速度0.2ms（つまり動作周波数5KHz）で、最大10桁の数字の演算が可能（演算に要するサイクル数は演算の桁とか種類で異なる）だったが、これを構築するのに1万7000本以上の真空管を必要としたという。なにせ1桁分の数字を記憶するのに10bitのRing Counterを利用した関係で、36本の真空管が必要だったというのだから、そりゃデカくなるわけである。

　で、もっと良い方法はないか？　という話であるが、ENIACの次に開発されたEDVACの設計の初期段階で、ジョン・フォン・ノイマン博士が“First draft of a report on the EDVAC”（EDVACに関する報告書の第1草稿）なる文書をリリースしている。ちなみにIEEEだと有償の配布になっているが、“First draft of a report on the EDVAC”で検索するとPDFの形であちこちから入手できる（写真3）ので、興味ある方は探してみてほしい。

下の方にあるが、なにせオリジナルは1945年だから、タイプライターか何かで打たれたものであり、これをTeXで清書しなおしたものが1992年に制作されて配布されている格好だ。「膨大なTypoを修正した」とか書いてあるのがなんとも味わい深い

　この草稿の中でノイマン博士は、ENIACで採用された10進ベースの演算回路に代わり、2進ベースの回路にすることで回路がシンプルになり、かつ確実に動作しやすくなることを提案。

　第1草稿では総論（1～3章）、回路を構成する基本的な素子（4～6章）、算術演算の回路の構成法（7～11章）、記憶素子（12・13章）、命令（14・15章）から構成されている。第1草稿とか言いつつも第2草稿は出なかったし、そもそもこの草稿にしてからが最終的に出版もされていない（オリジナルはペンシルバニア大に保管されており、これのコピーがさまざまな経緯で出版されている形だ）。

　実は2進数を使った実装は、ENIACやこの草稿が出る以前の1942年に、アイオワ大で完成したABC（Atanasoff-Berry Computer）が採用しており、決して突飛な考えというわけでもなかった。

　最終的にこの草稿で述べられた構造が、後にノイマン型アーキテクチャの原型として理解されることになる。そしてこの方式を実装するのに、2進数は非常に都合がよかった。

　何しろ基本的に1桁の状態が0か1しかないから、それこそ真空管1本で可能になる。10進1桁は2進数だと4桁必要になるが、それでも真空管4本で済むわけで、圧倒的に回路をシンプルにできる。回路をシンプルにできれば、その分だけ信頼性も上がるし何なら動作周波数を上げられる（というか、当時の表現ならサイクルタイムを短縮できる）から性能も上げやすい。

　コンピュータが2進数をメインにするようになったのは、このEDVAC（さらにその後に開発が始まりつつ先に稼働したEDSAC）が最初で、これに続くコンピュータもほぼ全部が2進数をベースにするようになっている。

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