[記事公開日]2015/01/31
[最終更新日]2016/11/29

基本情報技術者試験 3-2(CPU)

CPU

 

今回は「CPU」についてです。

 

※CPU:Central Processing Unit
CPUとは、人間の身体でいえば「頭脳」です。

 

CPUの良いコンピュータは、動作が早いです。

 

 

CPU – Wikipedia

 

CPUは、

・制御装置

・演算装置

で構成されています。

 

制御装置は、記憶装置から読み取った内容から、各領域に命名を出しています。

3-1

基本情報技術者試験 3-1(コンピュータの5大要素)

 

「CPUってなに?」と聞かれたら、「制御装置と演算装置のこと」と答えましょう。

 

 

演算装置は、名前の通り、演算(計算)をしています。

 

論理演算(ANDとか、ORとか・・)も行っています。

 

 

CPUは、他にも「レジスタ」と呼ばれる機能を持っています。

 

レジスタとは、CPU(プロセッサ)内部にある、制御・演算をするときに活動する記憶素子です。住所と思ってください。

 

CPUは、メモリに収まっている命令を取り出し、実行します。

※図の「I/O」というのは「Input/Output」の略で入出力機器を意味しています。プリンターなどの外部機器と認識してよいです。

レジスタ

 

メモリからの命令を正しい順序で取り出すために、レジスタを使います。

 

レジスタは、CPUが次に実行すべき命令のアドレスを保持し、CPUはそのアドレスから

命令を取り出します。

 

さらにレジスタはその命令が格納されたアドレスの値をひとつずつ増やして,次の命令をCPUへ渡します。住所1が終わったら、住所2。住所2が終わったから住所3・・・という具合です。

 

ちなみに「プロセッサ」とは、広義にはCPUと同じです。

 

マイクロプロセッサとは、プロセッサ(PCを制御する装置)がマルチ(多数)に存在することです。

 

「このPCのプロセッサは?」と聞かれたら、「このPCのCPUは?」と聞いているのと同じ意味になります。

 

最後に「クロック周波数」についてです。

 

CPUがPC内にクロック信号を一定の期間でどれだけ流しているか。

 

クロック信号を流す回数が多いほど、CPUとしての性能は”良い”です。

 

CPUは、コンピュータ内に「高」「低」の電圧を一定の間隔で流しています。

 

この間隔が短いほど、命令回数が多いです。

 

つまり、反応が全体的に”早い”ということになります。

 

クロック周波数の単位は「GHz(ギガヘルツ)」です。

 

クロック周波数が1GHzのCPUは、基本回路が1秒間に10億回の動作します。

 

10億回という単位をすぐに覚えるのは少し難しいでしょうから、「1キロ=1,000」、「1メガ=1,000,000」、「1ギガ=1,000,000,000」ということを思い出してみてください。

 

最後に「ノイマン型」という用語についてです。

ノイマン型 – Wikipedia

 

現在、多くのPCがこの「ノイマン型」を採用しています。これは、ソフトフェアという概念の始まりであり、プログラム(ソフトウェア)をハードウェアから独立させたことを意味します。

 

基盤(ハードウェア)があって、パソコン開いたらアプリ(ソフトウェア)がいっぱいあるようでれば、それは「ノイマン型」コンピューターです。

 

●まとめ

・CPUは「制御装置」と「演算装置」のことである。コンピューターを制御するものであり、演算をするものでもある。

基本情報技術者試験 3-1(コンピュータの5大要素)を覚えること

・CPUにはレジスタと呼ばれる、一時的な格納スペースがある

・プロセッサ=CPU

・クロック周波数てなんだっけ?1Ghz=秒間に20億回

・ノイマン型コンピューターとは?

 

以上です。

 

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