Cp Engineering

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

【①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)

【②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

【③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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