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未経験エンジニアの基礎学習 vol.1
エンジニアとして基礎学習を進める上で、学んだことをアウトプットするために幾つか記事を投稿していきます。まだまだ拙い部分もありますが暖かい目で見守ってください。
今回はコンピューターの仕組みとして重要な５大装置について説明を行います。
コンピューターの５大装置
コンピューターはプログラムを実行するために各装置に命令することで動作します。
その役割は制御装置、演算装置、記憶装置、入力装置、出力装置の５つに大きく分けられます。
| 装置名称 | 役割 |
|---|---|
| 制御装置 | プログラムの命令を解釈して、コンピューター全体の動作を制御する |
| 演算装置 | データの演算処理を行う |
| 記憶装置 | 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する 補助記憶装置・・・プログラムやデータを長期に渡り記憶する |
| 入力装置 | コンピューターにデータを入力するための装置 |
| 出力装置 | コンピューターにデータを出力するための装置 |
入力装置や出力装置はマウスやキーボード、ディスプレイなど日常で使用しているため想像しやすいと思います。しかし、制御装置・演算装置のＣＰＵや記憶装置のメモリはあまり目にしません。
次にＣＰＵとメモリについて詳しく説明をしていきます。
CPU
性能指標
コンピューターの処理を担うCPUの性能は以下のような指標値で表されます。
- クロック周波数
コンピューターでは各装置が連携して動作します。しかし、動作するタイミングがバラバラであれば上手く動作しません。そこで、コンピューターには「クロック」と呼ばれる周期的な信号にあわせて動くのが決まりとなっています。このクロック（一周期）が１秒間に繰り返される回数のことをクロック周波数と呼びます。そのため「クロック周波数１GHzのCPU」であれば、１秒間に１０億回振動することになります。
- ＣＰＩ
上記のクロック周波数に合わせて、各装置は動作します。その際、１命令を実行するために必要なクロックサイクル数がＣＰＩによって表されます。当然、１秒間のクロック周波数が多く、かつ１命令に必要なクロックサイクル数が小さければ高速に処理ができるということになります。 - ＭＩＰＳ
クロック周波数とＣＰＩから求めることができる、１秒間に実行できる命令の数をＭＩＰＳといいます。ＭＩＰＳの数値が高ければ高いほど、高性能であることを表します。
メモリ
分類
コンピューターで処理を実行するために必要なプログラムやデータを記憶するメモリは以下のように分類されます。
メモリに関しては、種類が多いため中々理解しがたいかもしれませんが、プログラムやデータをメモ程度に残しておくか、重要にファイリングして残しておくんだなくらいに違いを理解していれば十分だと思います。
以上がコンピューターの５大装置についての説明となります。ひとまず、初投稿という目標は達成しました。しかし、文章はまだまだ拙い部分があるため都度修正を行っていきたいと思います。
次回は、この５大装置がどのように処理を実行しているのかについて説明していきたいと思います。
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