lパソコン CPU について '96. 7. 6  
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.CPU_  CPUが使う文字  CPUのノート  Basicを使う  OS 
 ( 資料 )    文字コード( ASCII コード )   キーコード
 シフトJISコード  非漢字  第一水準  第二水準  その他
 

これはパソコンがどうして動くのかという話です。
(参考書を読んでも理由が分からないと前に進めない方へ。)

Byt の複数形には Bytes を使うのが正しいようです。
ここではすべて Byt と書いてあります。
CPUとコプロセッサ  メモリ  機能  最初にする動作   


T コンピュータの中の小人とそのリーダー
パソコンの中には、プロセッサと呼ばれる小人たちがいて、パソコンを動かしています。
(小学生幼稚園以上の人には、このことは話さないで下さい。)
普通のパソコンの中にいるプロセッサは3〜5人くらいです。その中で、中心的な働きをするプロセッサをCPU(Central Processing Unit)と呼びます。
CPUは日本語では、中央演算処理装置と言います。中心的な、計算などをする装置という意味です。 CPU以外のプロセッサは、コ・プロセッサと呼ばれます。
コ・プロセッサは、CPUの命令を受けて、決まった仕事だけをします。例えば、数値演算プロセッサは数の計算だけを受け持ち、DMAはデータの運搬だけを受け持ちます。ほかにも、キーボートだけ、または、画面だけを受け持つコ・プロセッサなどがありますが、コ・プロセッサは全員、CPUによって指揮されています。
ですから、コンピュータに何かやらせたいときには、リーダーのCPUに命令すればよいのです。


T コンピュータ用のノート
パソコンの中には、メモリと呼ばれるノートも入ってます。
メモリには、CPUがする仕事の内容(プログラム)と、その仕事に使うデータが書かれていて、CPUはこのノートを見ながらパソコンを動かしているのです。

メモリにはたくさんの種類がありますが、CPUがよく使うのはRAM(ラム)という種類のメモリです。

備考(メモリの種類)
メモリの種類は、RWM(リード・ライト・メモリ)と呼ばれる読むことと書くことができるメモリと、ROM(リード・オンリ・メモリまたはロム)と呼ばれる読むことだけができるメモリに分けられます。
RWMには、どこの位置にでも自由に書いたり読んだりすることができるRAM(ランダム・アクセス・メモリまたはラム)の他に、全部の内容を順番に読んだり書いたりするSR(シフト・レジスタ)も有ります。しかし、パソコンのノートとして使われるのはRAMだけです。SRはデータを運動会の玉ころがしリレーのようにシフト(順番をそのままに移動する)するようになっているので、高価で用途も限られますが、CPUの内部に使われて、重要な働きをしています。
RAMには、S-RAM(スタティク・ラムまたはエス・ラム)と、しょっちゅう書きなおしてやらないと消えてしまうD-RAM(ダイナミック・ラムまたはディー・ラム)があります。パソコンのRAMには値段の安いD-RAMが使われますが、自動的にデータを上書きする(リフレッシュする)装置が付いているので、書いてある内容が消える心配はありません。
RAMは電源を切ってしまうとその内容が消えてしまいます。パソコンの中には電池が入っていて、消えてしまっては困るデータだけをS-RAMに保存するようになっています。
ふつう、メモリと言えばRAMの内の、D-RAMのことを言います。

? なぜ消えるの。...電気が漏れるからです。(電気を完全に通さない物質はありません。)
D-RAMは、電気を貯めることができる「キャパシタ」がたくさん集まって作られています。
ひとつひとつのキャパシタはとても小さいので、電気がほんのちょっとでも漏れると、なく なってしまうのです。
S-RAMの場合は、2つの通路のどちら側に電気が流れているかを利用しているので、電源を切るまで大丈夫です。

CPUは自分でもレジスタという小さなノートを何個か持っています。CPUは、計算をするときに数や計算の途中結果などをメモしたり、ノートの位置をメモしたりするのにレジスタを使います。
この小さなノートは、1をたしたり、数を2倍するなどの、簡単な計算機能も持っています。


T CPUの能力と性格
CPUはとてもまじめで単純な働き者です。
CPUは、ノート(メモリ)に書かれている仕事を、書かれているとうりに実行します。書かれていないことはしません。

備考(CPUの速度)
CPUは1つの仕事を何回かの動作に分けて行います。
一つ目の動作でノートを読みます。1回で読むことができる文章の長さは限られているので、1回で読むことができないときには何回かに分けて読みます。1回で読むことができる文章の長さはCPUの種類毎に決まっていて、32BitのCPUなら、1回で 32Bitという長さの文章を読むことができます。
次の動作で、例えば 「2と3を掛け算する」の場合には、具体的にどうするのかを決定します。
その次の動作で、それを実際に実行します。1回でできない場合には、何回かに分けて行います。
CPUはパソコンの時計(クロック)の針が一つ進むごとにひとつの動作をします。この時計の進む速さはパソコンのカタログなどに、66MHz のように書かれていますが、66MHz ならば1秒間に 66,000,000 回の動作をするという意味です。


T CPUの最初の仕事
パソコンのスイッチが入れられると、CPUはノートのROM(ロム)という部分に書いてある仕事をします。ここには大切な内容が書いてあるので、消したり書き直したりすことができないようになっています。
ROMには、「S-RAMに書いてあるドライブ(例えばCドライブ)から、オペレーティング・システム(例えば Windos95)を、RAM(ラム)に書き写す。」と書いてあります。
ハード・ディスクやフロッピー・ディスクに、オペレーティング・システムを書く場所は決まっているので、そこに Windos95が書いてあれば Windos95を、Windos31が書いてあれば Windos31を書き写します。

? ハードディスクがあってもRAMが必要な理由。...
CPUはノートを見ないと仕事をすることができませんが、どうせ書き写してから読むのだったらRAMはいらないように思えます。
確かに一回だけ読むのだったら書き写す時間が無駄です。しかしCPUの仕事には「繰り返し処理」がとても多いので、モーターを使って読むハードデスクよりも、電気信号を使って読むことできるRAMに書き写してしまった方が、仕事がはかどるのです。
CPUは文章を画面に表示するときでも、文字を一つ表示する毎にその方法をノートから読んでいます。
CPU自信が記憶できることはとても少ないのです。ですから、RAMのことをメモリ(記憶装置)というのです。

ROMに書いてある仕事が終わると、ROMの最後には「次はRAMに書いてある仕事」と書いてあるので、RAMに書いてある仕事を始めます。このときには、Windos95などのオペレーティングシステムがRAMに書き写されていますから、Windos95などが起動して、パソコンが使えるようになるわけです。

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  mtoga@sannet.ne.jp   登録日 '96. 6.15
URL : http://www.page.sannet.ne.jp/mtoga/index.html