はじめに
基本情報技術者試験の学習中です。
今回はCPUを中心としたハードウェア間の関連性について、備忘録としてまとめます。
コンピュータの5大装置
コンピュータは下記の5つのハードウェアで構成されています。
-
制御装置
プログラムの命令を解釈し、他の装置へ指示を出すことで
コンピュータ全体の動作を制御する。 -
演算装置
算術論理演算装置(ALU:Aritymetic and Logic Unit)とも呼ばれる。
プログラム内の命令に基づき、四則演算をはじめとする計算やデータの演算処理を行う。 -
記憶装置
3-1 主記憶装置
動作するために必要なプログラムやデータを一時的に記憶。
「作業台・作業場所」のイメージ。
【例】メモリ
※コンピュータ本体の電源を切ると、装置内の内容は消える
3-2 補助記憶装置
プログラムやデータを長期的に保存。
【例】ハードディスク、CD-ROM等の光メディア
※コンピュータ本体の電源を切っても、内容は残る -
入力装置
プログラムや外部からのデータをコンピュータに入力する。
【例】マウス、キーボード、スキャナなど -
出力装置
コンピュータのデータ(処理結果)を出力する。
【例】
ディスプレイ:コンピュータの内部データを画面へ映し出すことで出力
プリンタ:コンピュータの内部データを紙へ印刷することで出力
CPUとは
CPU:Central Processing Unit
**「中央処理装置」**と呼ばれる部品で、コンピュータの中枢(脳みそ)に当たる部分です。
5大装置のうちの、制御と演算の2点の役割を持ちます。
メモリからデータを読み込むことで、ユーザーがアプリケーションソフトなどを通じて出した命令を解釈し、実行していきます。
CPUを中心とした、データやプログラムの流れ
図の様に、各装置への命令は制御装置から伝達されます。
また、データやプログラムはメモリを経由して各装置へ流れていきます。
通常、プログラムは補助記憶装置に納められています。
CPUが直接やりとりするのはメモリであるため、実行時にはまず
①予めプログラムをメモリ上に読み込ませる
↓
②CPUがメモリ上から、命令を一つずつ取り出す
という流れを踏んでいます。
上記の①を**「プログラム内蔵方式(プログラム記憶方式)」、
②を「逐次制御方式」**と呼びます。
この2つの方式を利用したコンピュータを**「ノイマン型コンピュータ」**と呼び、
現在利用されているコンピュータのほとんどがこちらに当たります。
終わりに/感想
引っ越しでかなり時間が空いてしまいました…
CPUとメモリは運命共同体という訳でした。
プログラミングを中心に行って来ましたが、基本情報技術者試験の学習を通じ
コンピュータそのものについても理解を深めたいと思います。
初学者で拙い記事ですが、少しでもお役に立てると嬉しく思います。
最後まで読んでいただき、誠にありがとうございました。
参考文献・記事
キタミ式イラストIT塾 基本情報技術者 令和2年/きたみりゅうじ 技術評論社
コンピュータの5大装置とCPUについて/KENスクールブログ
プログラミング入門者向け:コンピュータの5大装置を解説
IT用語辞典 e-Words/ノイマン型コンピュータ 【von Neumann architecture】 ストアードプログラム方式