- 構成要素
コンピュータはとても複雑な機器に見えますが、大きく分けると構成する装置はたった「5つ」しかありません。
5つの装置の特徴をつかむことでコンピュータ全体を理解することが出来ます。
- 5大装置
(3)
入
力 |
CPU |
(5)
出
力 |
|
(1)制御 |
|
| (2)演算 |
| ↑↓ |
| → |
(4)記憶 |
→ |
※矢印はデータの流れ
（ アナログ→デジタル→アナログ）
- CPU(中央処理装置)
コンピュータの頭脳
- 制御装置(命令伝達)
＜構成要素＞
| プログラムカウンタ |
次に実行する命令の場所を表す |
| 命令レジスタ |
実行する命令を格納する |
| ベースレジスタ |
プログラムの先頭の場所を表す |
| インデックスレジスタ |
連続データアクセス時に利用 |
| 命令デコーダ |
命令の解読を行う |
| 汎用レジスタ |
データの格納など様々な使用用途 |
※各レジスタの記憶容量は数ビット〜数Kビット
- 演算装置(計算作業)
ALU（Arithmetic and Logic Unit）
基本的に2つの入力と1つの出力を持つ
命令により入出力先のレジスタを切り替える
＜構成要素＞
| 演算回路 |
加算、シフト、論理、比較演算など
※単純な計算のみ |
| アキュムレータ |
演算結果を格納するする |
| フラグレジスタ |
演算結果の正負や大小比較の結果 |
| 補数器 |
2の補数の計算 |
※CPUはレジスタに対してのみ演算可能
「＋＝形式」の処理を基本とする(add eax,456)
- 命令の実行
↓
↓ |
フェッチ |
命令の取得 |
プログラムカウンタ |
| デコード |
命令部の解読 |
命令デコーダ |
| アドレス計算 |
有効アドレス |
各種レジスタ |
| データロード |
オペランド |
汎用レジスタ |
| 命令実行 |
計算、格納 |
演算回路 |
- アドレス指定方式
＜命令の構成＞
有効アドレス(処理対象データの場所)
※アドレス部から計算
<計算方式>
| 即値アドレス |
データそのもの |
| 絶対アドレス |
有効アドレスそのもの
(実アドレスそのまま) |
| 間接アドレス |
有効アドレスの場所を表す
(ページセレクタ、仮想記憶) |
指標アドレス
（インデックス） |
インデックスレジスタとの和
(連続領域へのアクセス、ループ処理) |
| 相対アドレス |
プログラムカウンタとの和
(ベースレジスタの代わりマイコンなど） |
| ベースアドレス |
ベースレジスタとの和
(再配置) |
- メモリ(主記憶装置)
半導体記憶装置
※CPUが直接アクセス
- メモリの種類
- RAM(ランダムアクセスメモリ)
読み書き両用、揮発性
DRAM
(ダイナミック) |
主記憶(メインメモリ)
※リフレッシュが必要 |
SRAM
(スタティック) |
キャッシュメモリ |
- ROM(リードオンリーメモリ)
読込みのみ(一部例外)、不揮発性
| マスクROM |
書き換え不可 |
PROM
(プログラマブル) |
書き換え可能
※紫外線、電気 |
|
