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40 関係: 原子力発電、はやぶさ (探査機)、対称型マルチプロセッシング、並列計算、マルチコア、マルチタスク、マイクロコード、ハイパースレッディング・テクノロジー、ハイエンド、プロセス、パイプライン処理、デッドロック、ディジタル・イクイップメント・コーポレーション、フリンの分類、フォールトトレラントシステム、ベクトル計算機、アビオニクス、エピック、キャッシュメモリ、コンピュータ・クラスター、シミュレーション、システムソフトウェア、スレッド (コンピュータ)、スーパーコンピュータ、スーパースカラー、セマフォ、Beowulf、CPU、複雑性、FORTRAN、IBM、ILLIAC IV、MIMD、NUMA、OS/360、SCore、SIMD、VLIW、VMS、排他制御。
原子力発電
浜岡原子力発電所 泊発電所 島根原子力発電所 チェルノブイリ原子力発電所 原子力発電（げんしりょくはつでん、nuclear electricity generation）とは、原子力を利用した発電のことである。現代の多くの原子力発電は、原子核分裂時に発生する熱エネルギーで高圧の水蒸気を作り、蒸気タービンおよびこれと同軸接続された発電機を回転させて発電する。ここでは主に軍事用以外の商業用の原子力発電の全般について説明する。.
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はやぶさ (探査機)
はやぶさ（第20号科学衛星MUSES-C）は、2003年5月9日13時29分25秒（日本標準時、以下同様）に宇宙科学研究所（ISAS）が打ち上げた小惑星探査機で、ひてん、はるかに続くMUSESシリーズ3番目の工学実験機である。 イオンエンジンの実証試験を行いながら2005年夏にアポロ群の小惑星 (25143) イトカワに到達し、その表面を詳しく観測してサンプル採集を試みた後、2010年6月13日22時51分、60億 kmの旅を終え、地球に大気圏再突入した。地球重力圏外にある天体の固体表面に着陸してのサンプルリターンに、世界で初めて成功した。.
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対称型マルチプロセッシング
対称型マルチプロセッシング（たいしょうがたマルチプロセッシング、Symmetric Multiprocessing、SMP）とは、物理メモリを共有して管理する「メモリ共有型並列コンピューティング（マルチプロセッシング）方式」のこと。.
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並列計算
並列計算（へいれつけいさん、parallel computing）は、コンピュータにおいて複数のプロセッサで1つのタスクを動作させること。並列コンピューティングや並列処理とも呼ばれる。問題を解く過程はより小さなタスクに分割できることが多い、という事実を利用して処理効率の向上を図る手法である。また、このために設計されたコンピュータを並列コンピュータという。ディープ・ブルーなどが有名。 関連する概念に並行計算（へいこうけいさん）があるが、並行計算は一つのタスクの計算を並列化することにとどまらず、複数の相互作用しうるタスクをスレッドなどをもちいて複数の計算資源にスケジューリングするといった、より汎用性の高い処理をさす。 特に、並列計算専用に設計されたコンピュータを用いずに、複数のパーソナルコンピュータやサーバ、スーパーコンピュータを接続することで並列計算を実現するものをコンピュータ・クラスターと呼ぶ。このクラスターをインターネットなどの広域ネットワーク上に分散させるものも、広義には並列計算に属すが、分散コンピューティングあるいはグリッド・コンピューティングと呼び、並列計算とは区別することが多い。.
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マルチコア
マルチコア (Multiple core, Multi-core) は、1つのプロセッサ・パッケージ内に複数のプロセッサ・コアを搭載する技術であり、マルチプロセッシングの一形態である。 外見的には1つのプロセッサでありながら論理的には複数のプロセッサとして認識されるため、同じコア数のマルチプロセッサと比較して実装面積としては省スペースであり、プロセッサコア間の通信を高速化することも可能である。主に並列処理を行わせる環境下では、プロセッサ・チップ全体での処理能力を上げ性能向上を果たすために行われる。このプロセッサ・パッケージ内のプロセッサ・コアが2つであればデュアルコア (Dual-core)、4つであればクアッドコア (Quad-core)、6つであればヘキサコア (Hexa-core)、8つは伝統的にインテルではオクタルコア (Octal-core) 、AMDではオクタコア (Octa-core)と呼ばれるほか、オクトコア (Octo-core) とも呼ばれる。さらに高性能な専用プロセッサの中には十個以上ものコアを持つものがあり、メニーコア (Many-core) と呼ばれる。 なお、従来の1つのコアを持つプロセッサはマルチコアに対してシングルコア (Single-core) とも呼ばれる。 レベル1キャッシュが2つあり、レベル2キャッシュは2つのコアと共有される。.
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マルチタスク
マルチタスク (multi tasking) は、コンピュータにおいて複数のタスク（プロセス）を切り替えて実行できるシステムのことである。Unixなど「プロセス」という用語を使うシステムではマルチプロセスともいう（ほぼ同じものを別のシステムでは別の名で呼んでいることもあれば、違うものを同じ名で呼んでいることもあれば、何らかの理由で呼び分けていることもある）。マルチプログラミングという語は複数のプログラムを動かすという点に着目した語である（一般に、「タスク」とか「プロセス」は、プログラムの活動実体、といったようなものを指す語である）。逆に、同時に一つのタスクしか実行できない方式をシングルタスクという。.
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マイクロコード
マイクロコードは、本来はプロセッサを実装する際の方法論のひとつであるマイクロプログラム方式や、その方式で書かれたプログラム（コード）を指す。特にCISCのプロセッサで採用されている。 広義にはファームウェアとほぼ同義で、ソフトウェアであるプログラムを、ハードウェア化したもの。.
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ハイパースレッディング・テクノロジー
ハイパースレッディング・テクノロジー (Hyper-Threading Technology、HTT) とは、インテルのハードウェアマルチスレッディング実装に対する同社の商標である。当初は、NetBurstマイクロアーキテクチャにおける同時マルチスレッディング (Simultaneous Multithreading; SMT) の実装に対して用いられていたが、その後、コードネームMontecitoの名で知られるプロセッサナンバー 90xxのItaniumに於けるSwitch-on-Event Multi-threading (SoEMT) （ブロック型マルチスレッディングの一種）にも用いられ、LPIA (Low Power on Intel Architecture) 製品の1つであるインオーダープロセッサのIntel AtomのSMT実装もハイパースレッディング・テクノロジーと称している。 これらの製品に共通しているのは、オペレーティングシステム (OS) が、ハイパースレッディングが有効なコアを、1つのコアではなく複数のコアと認識できる点である。.
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ハイエンド
ハイエンド (High end).
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プロセス
プロセスとは、情報処理においてプログラムの動作中のインスタンスを意味し、プログラムのコードおよび全ての変数やその他の状態を含む。オペレーティングシステム (OS) によっては、プロセスが複数のスレッドで構成される場合があり、命令を同時並行して実行する。.
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パイプライン処理
パイプライン処理（パイプラインしょり）とは、コンピュータ等において、処理要素を直列に連結し、ある要素の出力が次の要素の入力となるようにして、並行（必ずしも並列とは限らない）に処理させるという利用技術である。要素間になんらかのバッファを置くことが多い。 コンピュータ関連のパイプラインには、次のようなものがある。; 命令パイプライン; グラフィックスパイプライン; ソフトウェアパイプライン; パイプ (コンピュータ).
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デッドロック
デッドロック (英: deadlock) とは、特に計算機科学において、2つ以上のスレッドあるいはプロセスなどの処理単位が互いの処理終了を待ち、結果としてどの処理も先に進めなくなってしまうことを言う。 また、合弁契約書などにおいてパートナーと利害関係がぶつかるような問題が生じた場合の解決方法を定めた条項を「デッドロック条項（Deadlock Clause）」と言う。 英語ではもともと行き詰まりの意味である。.
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ディジタル・イクイップメント・コーポレーション
ディジタル・イクイップメント・コーポレーション (Digital Equipment Corporation) は、かつて存在した、アメリカ合衆国を代表するコンピュータ企業のひとつである。1957年、ケン・オルセンによってマサチューセッツ州メイナードに設立された。通称 DEC（デック）ディジタル・イクイップメント・コーポレーション自身が "DEC" を使った例: PDP11 Processor Handbook (1973): page 8, "DEC, PDP, UNIBUS are registered trademarks of Digital Equipment Corporation;" page 1-4, "Digital Equipment Corporation (DEC) designs and manufactures many of the peripheral devices offered with PDP-11's.
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フリンの分類
フリンの分類（フリンのぶんるい、Flynn's taxonomy）は、マイケル・J・フリン（Michael J. Flynn）が1966年に提案したコンピュータ・アーキテクチャの分類法である。.
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フォールトトレラントシステム
フォールトトレラントシステム（Fault tolerant system）は、その構成部品の一部が故障しても正常に処理を続行するシステムである。本項目はフォールトトレラントシステムの特定の実装方法に関して記述する。一般的な理論についてはフォールトトレラント設計を参照されたい。.
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ベクトル計算機
ベクトル計算機 (ベクトルけいさんき) は、ベクトル演算（SIMDを参照）を行えるコンピュータのこと。特に（狭義では）ベクトル演算のための高性能でパイプライン化された実行ユニットを持ち、その演算能力を可能な限り発揮できるように全てが設計されたアーキテクチャを持つスーパーコンピュータを指す。広義にはSIMDによる、ベクトルを対象とした並列演算も指す。以下、主に狭義の、すなわちパイプラインによるベクトル計算機について述べる。 ベクトル計算機のプロセッサを ベクトルプロセッサ (Vector Processor) または アレイプロセッサ (Array Processor) と呼ぶ。ベクトルプロセッサは数値演算を複数のデータに対してパイプラインにより次々と実行できる。ベクトルプロセッサは科学技術計算分野でよく使われ、特に1980年代から1990年代にかけてのスーパーコンピュータでは一般的であった。、ベクトルプロセッサを名乗るプロセッサは少ないが（特にスーパコンピュータでは、パイプライン形のベクトルプロセッサはSXシリーズを残すのみである）、SIMDと呼ばれる並列ベクトル演算を行う機能を備えたマイクロプロセッサは多い。グラフィックスやマルチメディアのため、とメーカーはうたっており、実際そのように使われていることは多いが、研究発表などとしては科学技術計算への利用やコンパイラ最適化による利用なども見られる。200x年代後半頃から、GPUによる汎目的計算 (GPGPU) が行われるようになってきている。.
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アビオニクス
アビオニクス（Avionics, エイヴィオニクス）とは、航空機に搭載され飛行のために使用される電子機器のこと。.
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エピック
ピック（Epic, EPIC）.
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キャッシュメモリ
ャッシュメモリ は、CPUなど処理装置がデータや命令などの情報を取得/更新する際に主記憶装置やバスなどの遅延／低帯域を隠蔽し、処理装置と記憶装置の性能差を埋めるために用いる高速小容量メモリのことである。略してキャッシュとも呼ぶ。コンピュータは以前から記憶装置や伝送路の性能が処理装置の性能に追いつけず、この差が全体性能に対するボトルネックとされてきた（ノイマンズ・ボトルネック）。そしてムーアの法則に基づく処理装置の加速度的な高性能化により現在ではますますこの差が拡大されている。キャッシュメモリは、記憶階層の観点からこれを解消しようとするものである。 主に、主記憶装置とCPUなど処理装置との間に構成される。この場合、処理装置がアクセスしたいデータやそのアドレス、状態、設定など属性情報をコピーし保持することで、本来アクセスすべき記憶装置に代わってデータを入出力する。通常はキャッシュメモリが自動的にデータ保存や主記憶装置の代替を行うため、基本的にCPUのプログラムなど処理装置側がキャッシュメモリを意識する必要はない。 キャッシュの一般的な概念はキャッシュ (コンピュータシステム)を参照のこと。.
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コンピュータ・クラスター
ンピュータ・クラスターとは、複数のコンピュータを結合し、クラスター（葡萄の房）のようにひとまとまりとしたシステムのこと。単に「クラスター」または「クラスタリング」とも呼ばれる。1台のコンピュータでは得られないような、強力な計算性能や可用性を得ることができる。コンピュータ・クラスターは、クラスタリングを実現するためのハードウェアやソフトウェアなどにより構成される。但し、ネットワークを介してデータを入力して処理を開始するため、処理開始までの遅延が大きくなる欠点がある。.
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シミュレーション
ミュレーション（）は、何らかのシステムの挙動を、それとほぼ同じ法則に支配される他のシステムやコンピュータなどによって模擬すること広辞苑第6版。simulationには「模擬実験」や「模擬訓練」という意味もある。なお「シミュレイション」と表記することもまれにある。.
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システムソフトウェア
テムソフトウェア（System Software、Systems Software）またはシステムプログラムは、コンピュータのハードウェア管理や制御などを行うソフトウェア全般を指す用語。対比語はアプリケーションソフトウェア（業務プログラム）。類似の用語には、基本ソフトウェア、システム制御ソフトウェアなどがある。 一般的な例には、オペレーティングシステム、デバイスドライバ、プログラミング言語処理系などがあるが、システムや観点にもより、その境界は明確ではない。.
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スレッド (コンピュータ)
レッド（thread）とは、CPU利用の単位。プロセスに比べて、プログラムを実行するときのコンテキスト情報が最小で済むので切り替えが速くなる。スレッドは、thread of execution（実行の脈絡）という言葉を省略したものである。 プログラミングの観点からみると、アプリケーションの処理の「実行の脈絡」は1つでないことが多い。これをシングルスレッドで実現しようとするとシグナルやタイマーを駆使してコーディングすることになる。また、複数のプロセスに分割してプロセス間通信で協調動作させるという方法もある。しかし、いずれの場合もそれらの機能を使うための余分な、本来のアルゴリズムと関係ないコーディングが必要となる。スレッドを使用したプログラミングは本来のアルゴリズムに集中しやすくなり、プログラムの構造が改善されるという効果がある。.
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スーパーコンピュータ
ーパーコンピュータ（supercomputer）は、科学技術計算を主要目的とする大規模コンピュータである。日本国内での略称はスパコン。また、計算科学に必要となる数理からコンピュータシステム技術までの総合的な学問分野を高性能計算と呼ぶ。スーパーコンピュータでは計算性能を最重要視し、最先端の技術が積極的に採用されて作られる。.
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スーパースカラー
パイプライン概念図 Alpha プロセッサを搭載 スーパースカラー(superscalar，スーパースケーラ)とは、プロセッサのマイクロアーキテクチャにおける用語で、複数の命令を同時にフェッチし、複数の同種のあるいは異種の実行ユニットを並列に動作させ、プログラムの持つ命令レベルの並列性を利用して性能の向上を図るアーキテクチャである。.
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セマフォ
マフォ（semaphore）とは、計算機科学において、並列プログラミング環境での複数の実行単位（主にプロセス）が共有する資源にアクセスするのを制御する際の、単純だが便利な抽象化を提供する変数または抽象データ型である。 ある資源が何個使用可能かを示す記録と考えればわかりやすく、それにその資源を使用する際や解放する際にその記録を「安全に」（すなわち競合状態となることなく）書き換え、必要に応じて資源が使用可能になるまで待つ操作が結びついている。セマフォは競合状態を防ぐ便利なツールであるが、セマフォを使うことでプログラムにおける競合状態がなくなると保証するものではない。任意個の資源を扱うセマフォをカウンティングセマフォ、値が0と1に制限されている（ロック/アンロック、使用可能/使用不可の意味がある）セマフォをバイナリセマフォと呼ぶ。後者はミューテックスと同等の機能を持つ。 セマフォの概念はオランダ人計算機科学者エドガー・ダイクストラが考案した。今ではさまざまなオペレーティングシステムで採用されている。 「semaphore」の本来の語義は「視覚による通信・信号」全般を指し、腕木通信や、それから派生した鉄道の腕木信号（や自動車の方向指示器）、手旗信号などが含まれる。日本語でのセマフォは、本用途（コンピュータ、プログラミング関連）に限られる。 語源の腕木式信号機.
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Beowulf
Beowulfは、コンピュータ・クラスターを構成する方式の名前で、LinuxやBSD系OSなどのフリーなPC-UNIXを載せたパーソナルコンピュータのクラスターによる高性能計算の実現法である。 "Beowulf"とはあくまで方式に付けられた名称である。Beowulfを構成するに当たってそれぞれ使うソフトウェアは異なり特に必要な要素となるソフトウエアの部品はない。.
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CPU
Intel Core 2 Duo E6600) CPU（シーピーユー、Central Processing Unit）、中央処理装置（ちゅうおうしょりそうち）は、コンピュータにおける中心的な処理装置（プロセッサ）。 「CPU」と「プロセッサ」と「マイクロプロセッサ」という語は、ほぼ同義語として使われる場合も多いが、厳密には以下に述べるように若干の範囲の違いがある。大規模集積回路（LSI）の発達により1個ないしごく少数のチップに全機能が集積されたマイクロプロセッサが誕生する以前は、多数の（小規模）集積回路（さらにそれ以前はディスクリート）から成る巨大な電子回路がプロセッサであり、CPUであった。大型汎用機を指す「メインフレーム」という語は、もともとは多数の架（フレーム）から成る大型汎用機システムにおいてCPUの収まる主要部（メイン）、という所から来ている。また、パーソナルコンピュータ全体をシステムとして見た時、例えば電源部が制御用に内蔵するワンチップマイコン（マイクロコントローラ）は、システム全体として見た場合には「CPU」ではない。.
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複雑性
複雑性（ふくざつせい、complexity）という用語は、多数の部品が入り組んで配置された何らかのものを特徴付ける言葉として使われる。科学として複雑性を研究するアプローチはいくつか存在しており、本項目ではそれらを概説する。マサチューセッツ工科大学のセス・ロイドは、複雑性の定義を32種類集めてプレゼンテーションしたことがあるという。.
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FORTRAN
FORTRAN（フォートラン）は、1954年にIBMのジョン・バッカスによって考案された、コンピューターにおいて広く使われた世界最初の高級言語である。.
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IBM
IBM（アイビーエム、正式社名: International Business Machines Corporation）は、民間法人や公的機関を対象とするコンピュータ関連製品およびサービスを提供する企業である。本社はアメリカ合衆国ニューヨーク州アーモンクに所在する。世界170カ国以上で事業を展開している。.
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ILLIAC IV
ILLIAC IV 回路基板群のクローズアップ ILLIAC IV（イリアック・フォー）は、イリノイ大学アーバナ・シャンペーン校の一連の研究から生み出された最後のコンピュータである。パターソン＆ヘネシーは本機を「間違いなく、スーパーコンピューター・プロジェクトの歴史上で最も不名誉なものであろう。」としている。ILLIAC IV の設計の鍵は、256 プロセッサによる高い並列性で、後にSIMDと呼ばれる、同時に多数のデータセットを処理することを指向していた。マシンは十年の開発期間を経て1975年に完全に稼働した。.
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MIMD
225px MIMD(Multiple Instruction stream, Multiple Data stream)とは、コンピューティングにおいて並列性を達成するのに使われる技法の一種。MIMD型のマシンは、独立して機能する複数のプロセッサを持つ。任意の時点で、異なるプロセッサは異なる命令を使って異なるデータを処理している。MIMDアーキテクチャは様々な分野で応用されており、CAD/CAM、シミュレーション、モデリング、通信スイッチなどに使われている。MIMD型マシンは、共有メモリ型と分散メモリ型に分類される。この分類は、MIMD型マシンのプロセッサがどのようにメモリにアクセスするかに着目したものである。共有メモリ型マシンは、単純なバスを使ったものや、階層型のバスを使ったものがある。分散メモリ型マシンは、ハイパーキューブ型やメッシュ型の相互接続ネットワークを使うことが多い。.
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NUMA
NUMA（Non-Uniform Memory Access、ヌマ）とは、共有メモリ型マルチプロセッサコンピュータシステムのアーキテクチャのひとつで、複数プロセッサが共有するメインメモリへのアクセスコストが、メモリ領域とプロセッサに依存して均一でないアーキテクチャである。.
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OS/360
OS/360（オーエスさんろくまる） は、IBMが1964年に発表したメインフレームコンピュータであるSystem/360用のオペレーティングシステム (OS) である。.
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SCore
SCore（エスコアー）とは、経済産業省の超並列処理研究推進委員会において1992年から10年計画で設立した技術研究組合新情報処理開発機構(Real World Computing Partnership, RWCP)にて開発されたLinux用クラスター計算機用超並列プログラム実行環境のこと。 実行環境とは、並列プログラムが動作するための共通API仕様に基づいたライブラリ群や補助ツール群を動作させる基盤のことで、当初はUNIXをベースに設計されていた。 RWCP解散後は、これらの実行環境を作成していた有志の会社／メンバによるPCクラスタコンソーシアム(PCCC)が開発/普及活動を受け継いでいる。.
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SIMD
SIMDの概念図PU.
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VLIW
VLIWとはVery Long Instruction Word(超長命令語)の略で、プロセッサの命令セットアーキテクチャ（ISA）の一種類である。 VLIWプロセッサは、その実行ユニットが並列的に一度に実行できる、ロード・ストア・演算・分岐などの命令の複数個から成る、かなり長い命令語によってー単位の命令が構成されており、それをそのまま実行ユニットに投入する（各命令をatom、まとまったものをmoleculeなどと呼ぶこともある）。実行に複数クロック掛かるような命令もあるかもしれないが、そういったものも含めて、タイミング的に全て差し支えなく実行できるようにVLIWの機械語プログラムは書かれていなければならず、依存や順序を解決するような機構をハードウェアでは持たない。一般に、そのようなコードを生成するのはコンパイラの仕事となる。また、どうしても埋められないスロットはNOP(No Operation・何もしない）で埋め、命令語の長さは常に固定長となる。一般にVLIWプロセッサ自身はRISCのコンセプトをより押し進めたような設計であるが、以上のような「複数の機能が詰め込まれた長い固定長の命令」はマイクロプログラム方式における、いわゆる水平型マイクロプログラムを直接外に出したようなもの、といったような感じに近い。なお、「超長命令」の由来は命令語が最低でも（たとえば）128ビットといったように長いものであることからである。 スーパースカラやアウトオブオーダーなどと異なり、命令列はフェッチされたそのまま実行ユニットに投入され、投入された後も並列性の分析などといった必要がない為、ハードウェアコストの低下や動作の高速化が期待される。反面、VLIWの性能を引き出すにはコンパイラが重要である。その意味でRISCよりもさらにソフトウェアに依存する側に寄ったアーキテクチャといえる。 命令セットアーキテクチャではなく、マイクロアーキテクチャを指してVLIWの語が使われることもある。 VLIWの採用例として、サーバ向けとして商品化されたマイクロプロセッサとしては、インテルがHPと開発したIA-64（Itanium）のEPICアーキテクチャがあるが（EPICは修正VLIWアーキテクチャである、などとされることもある）、IA-64については（当初もくろんだようにx86の代替としては）普及はしていない。後述するが、組込み用プロセッサではVLIW風の設計の、複数メーカの複数の製品ファミリが継続している。.
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VMS
VMS.
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排他制御
排他制御せずに ''i'' と ''i+1'' という2つのノードを同時に連結リストから外す操作を行うと、結果として ''i+1'' のノードが外れないという状態になりうる。 排他制御（はいたせいぎょ）とは、コンピュータ・プログラムの実行において、複数のプロセスが利用出来る共有資源に対し、複数のプロセスからの同時アクセスにより競合が発生する場合に、あるプロセスに資源を独占的に利用させている間は、他のプロセスが利用できないようにする事で整合性を保つ処理の事をいう。相互排除または相互排他（mutual exclusion）ともいう。最大k個のプロセスが共有資源にアクセスして良い場合を k-相互排除という。 換言すれば1つのクリティカルセクションに複数のプロセス（またはスレッド）が同時に入ることを防ぐことである。クリティカルセクションとは、プロセスが共有メモリなどの共有資源にアクセスしている期間を指す。排他制御の問題は1965年、エドガー・ダイクストラが Solution of a problem in concurrent programming control（並行プログラミング制御における問題の解法）と題した論文で扱ったのが最初であるTaubenfeld.
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