CPU
<CPUの役割>
CPU(プロセッサ)
計算を行う演算装置と、他の装置を動かす制御装置を1つに合わせたもの。
CPU内部にはレジスタと呼ばれる小容量で高速アクセス可能な記憶装置があり、命令やデータなどを一時的に格納し、高速処理を実現している。
CPU内部にある、小容量で高速アクセス可能な記憶装置
命令実行サイクル
CPUが、記憶装置に読み込まれたプログラムから命令を1つずつ順番に取り出して解読し、必要なデータの格納場所を調べて読み出し、実行するという一連の手順
命令は命令部とアドレス部から構成され、アドレス部には処理対象となるデータの格納場所が指定されている。この処理対象となるデータをオペランドといい、オペランドの処理場所を計算することを実行アドレス計算という。
<アドレス指定方式>
主記憶にプログラムが読み込まれる時、多くの場合、空いている番地が使われる。そのため、対象データの保存場所を示すアドレス部も、プログラムの特性に応じて計算して求められるように指定する。このアドレス部の指定方法をアドレス指定方式と言う。
●即値アドレス指定方式
アドレス部に、そのまま対象データの値が指定された方式
●直接アドレス指定方式
アドレス部に、対象データが格納されたアドレスが指定された方式
●間接アドレス指定方式
アドレス部の値が指定するアドレス番地に、対象データの格納アドレスが記憶されている方式
●指標アドレス指定方式
アドレス部に、指標レジスタ番号とアドレス定数を指定する部分がある。指標レジスタ番号の示す先にある値を、アドレス定数の値に加えた値が、対象データが格納されたアドレスとなる方式
<CPUの性能を表す指標>
クロック周波数
CPU内部の各装置の足並みを揃えるために、クロックと呼ばれる信号に合わせて仕事をこなす。1秒間に刻むクロック数のことをクロック周波数といい、単位はHzを使う。
CPI (Cycles Per Instractions)
1命令あたりの実行に必要なクロック数
MIPS (Milion Instractions Per Second)
1秒間に実行できる命令数(百万単位)
<コンピューターの数字の単位>
・キロ 10^3
・メガ (1M=1000k) 10^6
・ギガ (1G=1000M) 10^9
・テラ (1T=1000G) 10^12
・ミリ 10^-3
・マイクロ 10^-6
・ナノ 10^-9
・ピコ 10^-12