Google

東海大学理学部物理学科素粒子理論・安江研究室  

ホーム 最新情報 サイトマップ

第2章 構成要素

上へ 第1章 発展史 第2章 構成要素 第3章 機能 第4章 情報処理 第5章 基本論理回路 第6章 インターネットの仕組 第7章 メールの仕組

PDFファイルの印刷

【学内】PDFファイルリーダーで印刷可能です。PDFファイルでの配布pdfのリンクをクリックしてください。現われる講義録をで印刷してください。

PDFファイル閲覧・印刷にはPDFファイルリーダーが必要です。
無償で使用できる高性能なPDF作成ソフト

第二章 コンピュータの構成要素(PDF

目次

1.コンピュータ装置

2.コンピュータの性能

3.コンピュータの機能とOS

4.コンピュータへの命令


【1】コンピュータ装置

 

image13.gif (22933 バイト)

 

 

制御機能

CPU

クロック

データは超高速でコンピュータの”神経細胞(プリント基盤)”内を飛び交うが、いつ出て、いつ着くかのタイミングをとる。100万分の1秒の単位でのタイミングになる。

演算機能

演算ユニット

+−×÷の計算をする。

記憶機能

ROMとRAM

磁気の力でデータ記憶し計算にまわす。

CDROM

入力機能

キーボード

人間がコンピュータに命令するためのインターフェース。

マウス

出力機能

画面

コンピュータからの結果を人間にわかるように表示する。

プリンター

  • CPUCentral Processing Unit(中央処理装置)
  • ROMRead Only Memory(読み込み専用メモリ)
  • RAMRandom Access Memory(読み書き自由メモリ)
  • CDROM:Compact DISK ROM(携帯用読み込み専用ディスクメモリ)
先頭に戻る

【2】コンピュータの性能

実行速度(速さ):CPU

  • タイミングが短いほど速い:一秒間に計算する回数
  • PlayStation2のEmotion Engine:300MHz
    • =一秒間に3億回の計算
  • Hz(ヘルツ) 一秒間の振動数
    • K(キロ) 千倍 1km=1000m
    • M(メガ) 百万倍 1Mton=1,000,000ton
    • G(ギガ) 10億倍 1Gyear=1,000,000,000year
  • 300MHz=300×百万=3億

データ記憶量(量):ROM・RAM

  • 記憶できる文字・数値の数(0か1)が多いほど性能がよい
  • PlayStation2のEmotion Engine:32MB
    • =32×百万倍=3200万の大きさの記憶量
  • B(バイト)
    • 8桁の2進数:00000000〜11111111
    • 8桁の10進数:00000000〜99999999

image14.gif (4147 バイト)

image15.gif (4299 バイト)

 

  • Bit(ビット) 2進数桁数:8桁=8ビット=1バイト
    • 32MB=32×百万倍バイト=3200万種類の文字

なぜ8ビットが単位?

  • 使いやすいコンピュータは英語が打てること
  • コンピュータが英語や数字や記号などを覚えていること
小文字・大文字で26文字×2 52文字
数字「0、1、・・・、9 10文字
演算「+、−、*、/、=、<、> 7文字
括弧「(、)、{、}、[、] 6文字
単位「$、% 2文字
英語文章「,、.、!、?、'、;、 空白 8文字
その他記号で「#、^、|、@ 4文字
画面上を移動する「↑、↓、→、← 4文字
合計 93文字

⇒約100文字程度

  • 2進数7桁⇒2=128文字⇒7ビット?でいい!?
    • 最初のチップ:2ビット
    • 次のチップ:2ビットを一緒にして4ビット
    • その次のチップ:4ビットを一緒にして8ビット
    • その次のチップ:8ビットを一緒にして16ビット
    • その次のチップ:16ビットを一緒にして32ビット
    • 必ず倍々になる
  • 8ビットで英語が打てるコンピュータができる!!!
    • ⇒8ビットが一塊にして、1バイト
  • 大文字Aはコンピュータでは数値65で「01000001」:英語一文字分の容量
    • 全部で256(=2)文字分
  • 日本語は?「かな」なら51文字+50文字でOK!!!
    • 漢字はどうする??? 1000文字以上ある?

データ移動量(量):メモリバス、データバス

  • 記憶したデータの移動用道幅、広いほど性能がよい
    • PlayStation2のEmotion Engine:128ビット
      • 128ビット=16バイト

image16.gif (5049 バイト)

機種名

バス幅

ファミコン 8ビット=1バイト
スーパーファミコン 16ビット=2バイト
PlayStation 32ビット=4バイト
Nintendo64 64ビット=8バイト
DreamCast 128ビット=16バイト
PlayStation2
  • 一秒間にどのくらいのデータを処理するか?
    • PlayStation2:300MHz×16バイト
    • =一秒間に3億回×一回に16バイト分
    • =一秒間に48億バイト分
機種名 MHz バイト 一秒間の転送量
ファミコン 3.1

300万バイト
スーパーファミコン 3.58

700万バイト
PlayStation 33.8

1憶3500万バイト
Nintendo64 93.75

7憶5000万バイト
DreamCast 200

16

32憶バイト
PlayStation2 300 48憶バイト
先頭に戻る

【3】コンピュータの機能とOS

どのように画面に文字や絵が出るの

  • 1)コンピュータがキーボードやマウスやハードディスクがついていることを認識する(BIOS:基本入出力管理)。色々なところからデータが入ってくる。
  • 2)キーボードから入力すると
    • キー固有番号を読み取り
    • キーボード上の文字(Aなど)を文字番号(65など)に変換
    • 対応する文字データを記憶領域から探し
    • 画面表示用の記憶領域(VRAM:ビデオ専用メモリ)に転送
    • 画面のドットをそれぞれON
  • 会社によって違いがある...
    • キー固有番号の割り振り方が違う
    • 文字データの記憶領域が違う
    • 画面表示用の記憶領域が違う
  • 不便である...違いを吸収する。 OSの登場

image17.gif (4299 バイト)

 

image18.gif (5034 バイト)

  • OSの例
    • MSDOS(MicroSoft Disk Operating System)
    • MS Windows系列(Windows3.1, Windows95, Windows98)
    • MS WindowsNT系列(Windows New Technology)
    • MacOS(Macintosh Operating System)
    • UNIX, Linux
先頭に戻る

【4】コンピュータへの命令

準備

  • 1)コンピュータへの命令を、英字・数字・記号などで表せるプログラム言語にする。命令を一つ一つ順番に書いていく。
  • 2)作成したプログラムをディスクへ保存する。もし必要ならデータも別に保存しておく(例えば、攻略したステージ番号や残りのキャラ数など)

実行

  • 1)CPUが実行プログラム初期値(プログラムカウンター)を参照、最初のメモリ無内容を読み取り解読・演算を行う。
  • 2)解読結果、どの装置を動かせばよいかを判断し、その装置に命令を送る。

image19.gif (26423 バイト)

アドレスバス 実行する命令の記憶されている住所を知るための電気信号の流れ
命令解読部 読み取った命令をコンピュータ用に翻訳する
データバス 命令を実行後、必要ならデータを取りこむための電気信号の流れ
レジスター 取りこんだデータを計算用に待機させておく(記憶機能)
論理演算ユニット レジスターから2つの値を読み取り命令に従い演算する
整数演算ユニット
浮動小数点演算ユニット
プログラムカウンター 次に実行する命令の住所が入っている
先頭に戻る

前へ ホーム 上へ 次へ

このWeb サイトではインターネットエクスプローラVer.3.0あるいはそれ以上が推奨です Internet Explorer
この Web サイト(since 1997年12月1日)に関する質問やコメントについては、Mail.gif (4196 バイト)安江 まで電子メールをお送りください。
Copyright © 1997-2015/01 東海大学理学部物理学科安江研究室 All rights reserved
最終更新日: 2015年01月27日
マイクロソフト Front Page98