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コンピュータの5大装置(5大機能)やメインメモリとキャシュメモリの違いについて解説!

コンピュータの5大装置の前に
まずは、コンピュータが
どのような仕組みで動いているのかを
簡単に説明します。

【コンピュータの仕組み】
・大量のスイッチをほぼ同時にON/OFFに切り替えて計算を行っている。
・現在のスイッチは、トランジスタによって実現されている。
・大量のトランジスタが集まったものが集積回路(Integrated Circuit, IC
・大規模なものをLSI(Large Scale Integrated circuit)

【補足】
・1秒間にスイッチを切り替える回数は動作周波数(クロック周波数)で示す。
・クロック数(単位:Hz・ヘルツ)

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コンピュータの5大装置(5大機能)

  • 制御装置
    入力装置、記憶装置、演算装置、出力装置の4つを制御処理する装置。
    人で例えると脳。
  • 入力装置
    キーボート、タッチパネル、マイクロフォン、センサー信号など
    外部からデータを入力するための装置。
    人で例えると目や耳。
  • 記憶装置
    入力されたデータやプログラム(命令)、
    処理された結果を保存・記憶するための装置。
    人で例えると脳。
  • 演算装置
    メモリからデータやプログラムを取り出して、レジスタ格納後に演算を行い,
    その結果をメモリに返却するなど、数値に対する計算処理をする装置。
    人で例えると脳。
  • 出力装置
    プリンタやモニタ、スピーカなどのように,
    コンピュータからデータを受け取って外部出力する装置。
    人で例えると手足や口。

メインメモリとキャシュメモリ、レジスタの違いについて

【メインメモリ(主記憶装置)】
中央処理装置(CPU)と直に接続されたメモリ(RAM)

【キャッシュメモリ】
低速なメインメモリメモリのデータを一時的に保持して、
高速に処理(データの出し入れ)することが可能

【レジスタ】
CPUの演算処理のプログラムや演算結果を一時的に保持して
最も高速に処理(データの出し入れ)することが可能

記憶容量とアクセス速度の比較表
RAM 要素 容量 アクセス速度 目的
SRAM レジスタ 高速 演算処理の高速化
SRAM キャッシュメモリ 中速 メモリアクセスの高速化
DRAM メインメモリ 低速 補助記憶装置の高速化

CPUとマイクロプロセッサの違いについて

【CPU】
中央演算装置で演算・制御を行う装置。

【マイクロプロセッサ】
CPUを1チップの集積回路(IC)で実現したもの

デスクトップPCやノートPCの場合、
CPU(マルチ/メニーCPU)が1つのICチップで作られているので
CPU ≒ マイクロプロセッサ

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