|
ハードウェアの一番基本的な話 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
今後の話をして行くに当たって、まずはコンピューターというのがどういう構造を持った機械なのかということを最低限知っておいてもらわないと、話が進みません。 そこでこの章ではコンピューターのハードウェアに関する最低限のことを書きます。 もっとも手抜きで書いたコンピューターの構成さて、前の章でコンピューターのハードウェアには以下の要素があると書きました。 もう一度書くとこんな感じです。
ではそれがどのように組み合わされているのでしょうか？下の図は世界で一番いい加減に書いたコンピューターの図です。その横に同じぐらいいい加減に書いた人の絵が載っています。  コンピューターの基本はこの図に集約されます。これならすぐ覚えられますね。 それではそのおのおのについて説明してみましょう。 ＣＰＵとはどんなにしぶとい人間でも頭を潰せばもう生き返ってはきません。 コンピューターの頭に相当する装置、それがＣＰＵです。 それではいったいＣＰＵとはどのような動作をするのでしょう？
ＣＰＵはこの動作を周期的な電気信号のタイミングに合わせて行います。 この周期的な電気信号が「クロック」と呼ばれる物で、この周期が短いほど動作は速くなります。 例えば「ペンティアム２００メガヘルツ」とかよくあります。この２００メガヘルツというのがクロックの速さです。この速度は一秒間に２億回の周期があり、すなわちこのＣＰＵは一秒間に２億回の命令を実行できます。 ただし命令の中には一つの命令で数クロックかかったり、データがやってくるの待っていたりしなければならないこともあり、実際にはもっと回数は減ってしまいますが。 細かいことはともかく、クロック数が高ければＣＰＵの性能も高いと考えてそれほど大きな間違いではありません。 このほかにＣＰＵの性能を左右する物にデータのビット幅があります。 よくＣＰＵの説明に１６ビットＣＰＵとか３２ビットＣＰＵとかいう表現があるのを見たことがあるでしょう。これは何でしょう？ これは大ざっぱにいえば、一度（＝１命令で）に処理できるデータの量を示しています。当然ながら、一度に処理できるデータ量が増えれば、性能もよくなることが想像できるでしょう。 初めてできたＣＰＵはこれが４ビットでした。パソコンが出たての頃は、８ビットが普通でした。それから現在は３２ビットが主流になっています。今後もどんどん大きくなっていくことでしょう。 メモリーとはコンピューターをコンピューターたらしめるもっとも大きな要素は、実はこのメモリーの存在です。 それでは一体メモリーとはどのような物でしょう？ 概念的に書けば右のような物です。
メモリーには数字（０から２５５まで）を書くことのできる領域がずらっと一列に並んでいます。 また、各領域には０から始まる通し番号の「番地」とか「アドレス」とよばれる数値がついています。 ＣＰＵはこの番地を利用してメモリーの中身を読み書きできます。すなわち「３４５番地の中身を読め」とか「６４７番地に値２３を書け」といった感じです。 それでは最近のコンピューターにはこのメモリーがどれだけあるのでしょう。 メインメモリーが１６ＭＢ（メガバイト）と表記されているマシンであれば、16,384,000,000 個の領域があることになります。 外部入出力装置とはコンピューターのハードウェアの第三の要素として、外部入出力装置があります。 理論的にはこれはなくてもかまわない物ですが、実際上これがないと何もできません。 ◆データを入力したり表示したりする装置
◆データを保存しておくための装置
◆その他
面倒くさいのでほんの一部しか書いていませんが、以上を見ればわかるとおり、ないと困りますね。 というわけでハードウェアに関する一番基本の基本はこんなものです。簡単でしょう？ でも総論は簡単でも各論になるとややこしくなるのは世の常です。ＣＰＵといっても山のように種類があるし、外部入出力機器に至っては星の数ほどあります。 そのうえここでは概念しか説明していないので、それが具体的にどのような構造を持っていてどういう原理で動作するかという点は結局不明のままです。 でも実は、コンピューターは次から説明する「ソフトウェア」が極めて重要な役割を担っています。ここではそのソフトウェアの説明を理解するための最低限の情報と思ってください。 |
