基本情報処理を受けるまで〜 ハードウェア編
2786 ワード
基本情報処理の資格を取ろうと思っているので毎日少しずつ投稿します。
←は試験に出やすいところです。
ハードウェアの概念
- ディスプレイやキーボードなど物理的な物のこと
ハードウェアの種類
- 入力装置(キーボード)
- データやプログラムを入力
- 記憶装置(メモリ、ハードディスク)
- 主にコンピュータ内部にあり、入力されたデータやプログラムなどを保存しておく
- 制御装置(CPU)
- 記憶装置からプログラムの命令を取り出し他のハードウェアを制御する
- 演算装置(CPU)
- 記憶装置からプログラムの命令を取り出し、命令にしたがってデータに対して演算を行う
- 出力装置(ディスプレイ、プリンタ)
- 演算されたデータを可視化する
プログラムの動作原理(プログラム格納方式)
- プログラムを主記憶に格納、CPUが順に呼び出して実行する。
CPUについて
- レジスタ
- 少量で高速アクセスが可能な記憶装置、命令やデータなどを一時的に保存
- オペランド
- アドレス部に処理対象となる格納場所があり、そのデータのことを指している。
- 実行アドレス計算
- オペランドの保存場所を計算することをさす
- 命令実行サイクル
- 記憶装置に読み込まれたプログラムから命令を一つずつ取り出し解読→必要なデータの格納場所を調べて読み出す→実行
- 入力装置(キーボード)
- データやプログラムを入力
- 記憶装置(メモリ、ハードディスク)
- 主にコンピュータ内部にあり、入力されたデータやプログラムなどを保存しておく
- 制御装置(CPU)
- 記憶装置からプログラムの命令を取り出し他のハードウェアを制御する
- 演算装置(CPU)
- 記憶装置からプログラムの命令を取り出し、命令にしたがってデータに対して演算を行う
- 出力装置(ディスプレイ、プリンタ)
- 演算されたデータを可視化する
プログラムの動作原理(プログラム格納方式)
- プログラムを主記憶に格納、CPUが順に呼び出して実行する。
CPUについて
- レジスタ
- 少量で高速アクセスが可能な記憶装置、命令やデータなどを一時的に保存
- オペランド
- アドレス部に処理対象となる格納場所があり、そのデータのことを指している。
- 実行アドレス計算
- オペランドの保存場所を計算することをさす
- 命令実行サイクル
- 記憶装置に読み込まれたプログラムから命令を一つずつ取り出し解読→必要なデータの格納場所を調べて読み出す→実行
- レジスタ
- 少量で高速アクセスが可能な記憶装置、命令やデータなどを一時的に保存
- オペランド
- アドレス部に処理対象となる格納場所があり、そのデータのことを指している。
- 実行アドレス計算
- オペランドの保存場所を計算することをさす
- 命令実行サイクル
- 記憶装置に読み込まれたプログラムから命令を一つずつ取り出し解読→必要なデータの格納場所を調べて読み出す→実行
命令ファッチ(Fetch)→命令の解読(Decode)→実行アドレス計算(Address Calculation)→オペランド読み出し(Read)→命令の実行(Execution)
CPUの性能を表す指標
-
クロック周波数
- 演算処理、制御装置などの足並みを揃える→クロックと呼ばれる信号に合わせて仕事をこなす→クロックは仕事のペースを表す。→多くのクロックを刻むCPUが高性能
- 1秒間の間に刻むクロック数→クロック周波数→単位はzH
- CPI
- 1命令に必要なクロック数→より小さいクロック数で実行できるPC→高性能
- MIPS
- 1秒間に命令できる数→MIPS→同じ時間でくらべた際に多くの命令を実行するPC→高性能
アドレスについて
- アドレス指定方式
- 種記憶にプログラムが読み込まれる→空いている番地が使われる。
- 対象データの保存場所をさすアドレス部も、プログラムの特性に応じて計算して求められる
- 即値アドレス方式
- アドレス部に、そのまま対象のデータの値が指定されている方式
- 直接アドレス指定方式
- アドレス部に、対象データが格納されたアドレスが指定されている方式
- 関節アドレス方式
- アドレス部の値が指定するアドレス番地に、対象のデータの格納アドレスが記憶されている方式
- 指標アドレス指定方式
- アドレス部に、指標レジスタ番号とアドレス定数を指定する部分があり、指標レジスタ番号の示す先にある値を、アドレス定数に加えた値が、対象データが格納されたアドレスとなる方式
- 演算処理、制御装置などの足並みを揃える→クロックと呼ばれる信号に合わせて仕事をこなす→クロックは仕事のペースを表す。→多くのクロックを刻むCPUが高性能
- 1秒間の間に刻むクロック数→クロック周波数→単位はzH
- 1命令に必要なクロック数→より小さいクロック数で実行できるPC→高性能
- 1秒間に命令できる数→MIPS→同じ時間でくらべた際に多くの命令を実行するPC→高性能
- 種記憶にプログラムが読み込まれる→空いている番地が使われる。
- 対象データの保存場所をさすアドレス部も、プログラムの特性に応じて計算して求められる
- アドレス部に、そのまま対象のデータの値が指定されている方式
- アドレス部に、対象データが格納されたアドレスが指定されている方式
- アドレス部の値が指定するアドレス番地に、対象のデータの格納アドレスが記憶されている方式
- アドレス部に、指標レジスタ番号とアドレス定数を指定する部分があり、指標レジスタ番号の示す先にある値を、アドレス定数に加えた値が、対象データが格納されたアドレスとなる方式
Author And Source
この問題について(基本情報処理を受けるまで〜 ハードウェア編), 我々は、より多くの情報をここで見つけました https://qiita.com/umekipurin7538/items/792219fa321734d3d4cb著者帰属:元の著者の情報は、元のURLに含まれています。著作権は原作者に属する。
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