アキュムレータ (コンピュータ)

アキュムレータ（英: Accumulator）とは、コンピュータのCPUのレジスタの一種で、演算論理装置の演算結果を一時的に保持するレジスタである。アキュムレータのような役割のレジスタがないと、演算（加算、乗算、シフトなど）の結果を一々主記憶装置に書き込む必要があり、おそらく次の命令で即座にそれを読み出す必要が生じる。主記憶装置へのアクセスはレジスタに比べて時間がかかる。

アキュムレータ利用の典型例として、数列の総和の計算がある。アキュムレータの初期値をゼロにしておき、アキュムレータの値と数列上の各数値の加算結果をアキュムレータに保持する。数列の総和が求められた時点でアキュムレータの値を主記憶装置に書き込んだり、アキュムレータ以外のレジスタに書き込んだりする。

アキュムレータマシン

近年のCPUは多数のレジスタを持ち、そのほとんどを演算結果の格納用に使用できる。古いコンピュータ・アーキテクチャでは、命令セットでアキュムレータをオペランドとして明示的に指定することなく使っている。このようなマシンをアキュムレータマシンと呼ぶ。例えば、次のような命令である。

     ADD memaddress

この命令は、memaddress のメモリ位置にある内容を読み出し、それをアキュムレータ上の値と加算し、結果をアキュムレータに格納する。命令上はアキュムレータは全く指定されていないが、この命令は暗黙のうちに必ずアキュムレータを使用する。アーキテクチャによっては、一部の命令で暗黙のアキュムレータを使用し、別の命令では明示的にレジスタを番号指定する。

x86系マイクロプロセッサにおいて、32ビットの EAX レジスタ（あるいはその一部である AX や AL、さらには大きな数の乗算では別のレジスタである EDX も）は一部の演算命令（MUL や DIV）でアキュムレータとして暗黙のうちに使われる。しかし、他の演算命令では EAX は番号指定されるレジスタの1つに過ぎない。例えば、MUL ecx という命令では、ECX レジスタの内容と EAX の内容の乗算を行い、結果を EAX と EDX に分けて格納する（オーバフローを防ぐため）。しかし、ADD 命令は2つのオペランドを指定でき、ADD ecx, edx と書けば ECX と EDX を加算し、結果を ECX に格納する。

歴史

アキュムレータという名称は、accumulate（累算する）に由来する。

「我々の算術器官の第一の部品は…並列記憶器官であり、数を受け取ってそれを既に格納している数に加算する。また、その内容をクリアすることもでき、内容を他に格納することもできる。我々はこのような器官をアキュムレータと呼ぶ。これは計算機械としては昔からある原理であり、机上乗算器やIBMのカウンタやリレー計算機やENIACなどで採用されている」

（現代風に解釈すれば）実行可能な命令は次のようである。

• アキュムレータをクリアし、メモリ位置 x にある数を加算する。
• アキュムレータをクリアし、メモリ位置 x にある数を減算する。
• メモリ位置 x にある数をアキュムレータの内容と加算する。
• メモリ位置 x にある数をアキュムレータの内容から減算する。
• アキュムレータをクリアし、別のレジスタの内容をアキュムレータにシフトさせる。

命令のニーモニックからは、アキュムレータとどう関わるのか（入力なのか出力なのか）はわからないことが多い。ドナルド・クヌースの仮想（抽象）コンピュータ MIX では、アキュムレータへのロードを行う命令（LDA）やアキュムレータから他へのストアを行う命令（STA）がある。

参考文献

• Goldstine, Herman H., and von Neumann, John, "Planning and Coding of the Problems for an Electronic Computing Instrument", Rep. 1947, Institute of Advanced Study, Princeton. Reprinted on pp. 92-119 in Bell, C. Gordon and Newell, Allen (1971), Computer Structures: Readings and Examples, McGraw-Hill Book Company, New York. ISBN 0070043574}.

この記事は2008年11月1日以前にFree On-line Dictionary of Computingから取得した項目の資料を元に、GFDL バージョン1.3以降の「RELICENSING」(再ライセンス) 条件に基づいて組み込まれている。