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第三章　コンピュータの機能（ＰＤＦ）

２．制御機能

３．演算機能

４．入力装置

５．出力装置

６．記憶装置

【１】中央処理装置

• RISC：そのまま命令解読にかかれる。
  • Reduced Instruction Set Computer：縮小命令ｾｯﾄｺﾝﾋﾟｭｰﾀ
• CISC：命令解読の前にマイクロコード解読をする。
  • Complex Instruction Set Computer：複雑命令ｾｯﾄｺﾝﾋﾟｭｰﾀ

• FLOPS（FLOating-point Instruction Per Second）：
  • 信号がくる速度はHzであらわされているが、実際は計算が以下に早くできるかが重要。幾つかの信号が重なって計算が完了する。特に、浮動小数点の計算を一秒間に何回できるか？を計る単位としてFLOPSがある。小数計算専用のCPU（数値演算プロセッサ）が用意され高速化がはかられている。３Dゲームには必須の機能である。
  • Play Station2
    • 2個の数値演算プロセッサ:
      • 浮動小数点乗加算器×１、浮動小数点割算器×１
    • １２個のベクトル演算ユニット：（三次元座標計算用）
      • 浮動小数点乗加算器×９、浮動小数点割算器×３
    • 300MHzで6.2GFLOPS
      • MHz＝一秒間に百万回
      • GFLOPS＝一秒間に１０憶回

【２】制御機能

主記憶上にプログラムを読み込む時に、

• 最初の命令を格納した番地がプログラムカウンタ

に登録される。

その番地を訪ねて（通り道：アドレスバスを使う）命令を見つける。命令を見つけると

• 解読

して、他の装置に信号（制御信号）を送って処理準備をする。データ転送（信号発信）はすべての装置で一緒に行う。さもないと、ある装置が遅い場合、データの処理が終わる前に、次のデータが到着して、まともな処理ができなくなる。そのため、

• データ転送のタイミングを教える「クロック回路」（水晶発信機）

が備わっている。

【３】演算機能

四則演算・・・足し算、引き算、掛け算、割り算

【例】足し算の表し方「レジスタ番号R0とR1にある数値を加える（ADD：英語）」：　ADD R0, R1

ＣＰＵ内に数値を一時的に格納するレジスタが幾つかある。簡単にその機能を見るため、レジスタ番号Ｒ０とＲ１とする。

• Ｒ０に数値２が記憶

されており

• Ｒ１に数値３が記憶

されている。この２つの数値は加算器に送られ５になって出力される。この出力

• ５は、あらためてＲ０に記憶

される。計算結果は、プログラムが

• Ｒ０レジスタの値を調べる

ことによって取り出すことができる。

論理演算・・・論理和、論理積、論理否定

• , ,

比較・・・大小関係の比較

• ,

【４】入力装置

• キーボード：CUI（Character-based User Interface）
• マウス：GUI（Graphical User Interface）
• ゲームパッド、ジョイスティック：ゲーム用
• ペン：手書き文字用
• 光学式文字読み取り：郵便番号読み取り等
• 光学式マーク読み取り：マークシート
• 光学式バーコード読み取り：スーパーのレジ
• 磁気インク文字読み取り：銀行小切手
• CCDセンサー読み取り：イメージスキャナー
• 光画像CCDセンサー：デジタルカメラ・ビデオ
• 音声認識装置：ピカチュウ元気でちゅう
• 網膜認識装置：セキュリティ用（実験中：個人認識用）

【５】出力装置

ディスプレイ

• CRTディスプレイ：ブラウン管
• 液晶ディスプレイ：STN（DSTN）方式・TFT方式
• その他：プラズマディスプレイ等

画面上のドットを点灯して表示する。隣り合ったドットが重なりすぎるとぼやけて見える。１７インチディスプレイで隣り合うドットはどのくらい離れていればよい？

１７インチディスプレイの表示領域は１５インチ（＝２５．４ｍｍ×１５＝３８１ｍｍ）。

• 横１０２４ドット×縦７６８ドット

を表示させようとすると、あきらかに横方向は３８１ｍｍより小さいので

• ３８１ｍｍ／１０２４ドット＝０．３７ｍｍ／ドット

より小さくないとぼやけてしまう。

プリンター

• インクジェット方式：ノズルからインクを紙に吹き付ける。水に弱いので工夫がいる。お店で売られている１０万円以下のカラープリンターはほとんどこの方式。
• レーザー方式：ドラムに静電気でイメージを記録して、ここにトナーをまぶしてレーザーで過熱後、紙に印字。カラープリンターは５０万円くらいで高額。
• サーマル方式：熱転写方式。インクフィルム上のインクを熱で溶かし紙に転写する。現在はあまり使われない。
• ドットマトリックス方式：インクリボンのインクを金属のピンで打ちつけて印字する。タイプライター方式。複写伝票の出力用として事務分野で活躍している。

【６】記憶装置

主記憶装置

データを磁気の力で記憶しておく集積回路が使われている。読み取りは、１００万分の１秒くらいの短時間で非常に高速です。電磁石は電気が通じているときのみ記憶しています

• RAM（Random Access Memory：随時読み書き可能記憶）

永久磁石はいつも記憶しています。

• ROM（Read Only Memory：読み出し専用記憶）
• PROM（Programble ROM：使用者プログラム可能ROM）

整理して記憶させないと、再利用できません。０番地から順に、人間が住所（アドレス：address）を割り振っていきます。

• 一つの住所には１バイト（＝８ビット）の情報が入り、英数文字１文字分記憶できます。

日本語は２つの住所（２バイト）を使って、漢字やひらがなを記憶する。３０４番地に大英文字Ａが格納されているとき

補助記憶装置

データを磁気の力等で記憶しておくディスクが使われている。読み取りは、レコードやＣＤのように磁気円盤を回転させて目的の場所を探して、読み取りヘッドで読みとリます。

• ＨＤ（Hard Disk：磁気ヘッド）：毎分５２００、７２００、１００００回転
• ＣＤ（Compact Disk：レーザーヘッド）：毎分２００回転―(最大)１００００回転（５０倍速）
• ＭＯ（Magneto-Optic Disk：レーザーヘッド）：毎分３６００回転、５２００回転
• ＦＤ（Floppy Disk：磁気ヘッド）：毎分３００回転、３６０回転
• 磁気テープ：毎分１００−３００ｍ

フロッピーディスクの構造（同心円）

１．４４ＭＢのフロッピーディスクのサイズの決まり方？

のように区画を書き込みます＝初期化します／フォーマットします

1,457,664ﾊﾞｲﾄ＝80×2面×18×512ﾊﾞｲﾄ