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CPUはパソコン内部の現場監督?!

CPUは、Central Processing Unit の略で、「中央処理装置」 と呼ばれています。
パソコンの中心部分で、各ハードウエアの制御や計算処理を担当する装置です。

CPU の性能が高いというのは、人間で言うと頭の回転が速いといえます。
CPU の性能が高ければ、依頼された仕事を素早く処理することができるということになります。

CPU の役割は、ユーザーからの命令をどの周辺機器にやらせたらよいのかを判断し、その仕事を各周辺機器に割り振りします。

ユーザーからの命令 (1) 文字を表示しろ → 画面に文字を表示させる仕事と判断し、その仕事をディスプレイに割り振って実行させる。
ユーザーからの命令 (2) その結果を印刷しろ → 紙にプリントアウトする仕事と判断し、その仕事をプリンターに割り振って実行させる。
ユーザーからの命令 (3) 音楽を鳴らせ → 音を再生する仕事と判断し、その仕事をスピーカーに割り振って実行させる。

CPUは、いわばユーザーから仕事をまかせられた現場監督のようなもので、各周辺機器はその実行を受け持つ現場作業員といえます。


CPUの計算、判断の速さは、「MHz」(メガヘルツ) という表示で表されます。

たとえば、インテル社製造の 「Pentium 800MHz」 の800MHzという数値は、CPUの処理速度を表していて、
一秒間におよそ8億回の計算、判断処理ができると思ってください。
一般に同じタイプのCPUなら、数値が大きいほど処理速度は速くなります。

CPUの速さの単位には、「MHz」 のほかに 「ビット数」 (Bit数) という単位も使われます。

「ビット数」 とは、同時にどれだけの命令を各周辺機器に割り振りできるかの能力を示すものです。
32ビットとは、CPUが同時に32個の命令を処理できる能力を表しています。

たとえば、直径2センチのホースで水を通すより、直径4センチのホースで通す方が通せる水の量が多いように、
16ビットより32ビットの方が一度にたくさんの情報を周辺機器に転送することができます。




           
メモリって何?

パソコンの 「メモリ」 は、パソコンの本体の中にあって、プログラムやデータなど、さまざまな情報を記憶しておく場所のことです。

ソフトウエアは通常ハードディスクにインストールします。
データもハードディスクに保存しますね。

しかし、ハードディスクなどの補助記憶装置は長期的に情報を保存できる一方、読み書きをする時間がCPUの処理速度にくらべると非常に遅いのです。

こうした装置と高速なCPUがいちいちやりとりをしていては、処理に時間がかかってパソコンの動作も遅くなってしまいます。

そのため高速にCPUとやりとりできるメモリを設置し、ここに必要な情報を一時的にとどめておくことで、処理速度を上げているのです。
ハードディスクに保存された情報は、必ずメモリに読み込まれてからCPUによって処理されます。



よくハードディスクは本棚、メモリは作業机に例えられます。
本棚 (ハードディスク) から書類や辞書 (データ) を取り出して、作業机 (メモリ) に並べて作業を行います。

パソコンは、メモリをフル回転して作業を進めるわけです。
ですから、メモリの容量が大きければ、プログラムやデータをたくさん記憶して作業ができるわけです。
机の上が広ければ広いほど作業はしやすいし、はかどりますよね。それと大変似ています。

逆にメモリの容量が不足すると、パフォーマンスが低下し、作業内容が制限されてしまいます。
また、メモリは、データを高速に処理できますが、パソコンを終了させると、メモリに保存されているものは全て消えてしまいます。

みなさんも作業中に、パソコンが 「フリーズ」 して、作りかけの文書などが消えてしまい、涙をのんだ経験をお持ちでしょう。
フリーズすると消えてしまうのは、作業中のデータがメモリ上にあったからです。

一方で、途中で 「保存」 しておいた文書はパソコンに残っています。
それはハードディスク上に書き込まれていたからです。


用語の説明
「MB」 (Mega Byte メガバイト)。データのサイズの単位。
バイトという単位が、1,000個集まったらKB (キロバイト)、100万個集まったらメガバイトとなります。
さらに10億個集まるとGB (ギガバイト) となります。
メモリーなら、この値が多いほど、たくさんのデータを一度に扱えることになり、ハードディスクならたくさんのデータを保存できます。

データ記憶容量の単位
 1KB (キロバイト)= 1024 バイト
 1MB (メガバイト)= 1024 Kバイト = 1,048,576 バイト
 1GB (ギガバイト)= 1024 Mバイト = 1,073,741,824 バイト

漢字やひらがなの一文字は約2バイトの大きさです。
フロッピーディスク1枚には、約1.44メガバイトの保存が可能なので、単純に文字情報だけを記録するのであれば、
約70万字 (400字詰原稿用紙1750枚分 )の記録が可能です。




パソコンの仕組み


パソコンは左の図のような構成になっています。

CPUは、パソコンの心臓部ともいえる重要部品で、パソコン作業に必要なあらゆる計算処理や各装置の制御を行います。

メモリに記憶されたプログラムを実行する装置で、入力装置や記憶装置からデータを受け取り、解釈・判断・計算・加工した上で、結果を出力装置に出力します。

メモリは、パソコン内でプログラムやデータを一時的に保管する装置です。
CPUとハードディスクの間に立って、プログラムやデータの受け渡しをしています。

メモリは、電源を切ると内容が失われてしまうという欠点があります。
このため、パソコンにはメモリのほかに、ハードディスクなどの補助記憶装置が装備されていて、ユーザーがプログラムを起動してデータの加工を行う際には必要なものだけメモリに呼び出して使うのです。

ハードディスクは、データの保管庫で 「本棚」 というように説明されることがあります。
本棚には、本やCDや書類など、さまざまな物が置いてありますが、部屋が広ければ広いほど物がたくさん置けるのと同じく、ハードディスクの容量が多ければ多いほど、たくさんのデータを保存できます。

また ハードディスクは、メモリ的に使われることもあります。

画像データなどを大量に読み込んでメモリの記憶容量が足りなくなると、 メモリに記憶されているデータのうち、 今は使われていない部分をハードディスクに戻してメモリを空け、 そこに必要なプログラムやデータを新たに読み込んで処理を続けます。

このようにデータを戻したりまた読み込んだりすることをスワップ (swap) といいます。
ハードディスクが一時的にメモリの肩代わりをするため、 メモリの容量が不足していてもパソコンは動き続けることができるのです。

しかしハードディスクはメモリに比べると遅いため、 スワップが多発するとパソコンの動きも鈍くなってしまいます。


入力装置は、ユーザーがパソコンに情報や指示を与えるための装置です。
人間の手指の動きや打鍵を特定の信号に変換してパソコンに伝えるマウスやキーボードなどがあります。

出力装置は、パソコンからのデータや情報を人に伝えるための装置です。
具体的には、画面表示を行うディスプレイや、紙などに印字を行うプリンタ、また音声を発するスピーカーなどが含まれます。



OS (オペレーティングシステム) の役割

「Windows 95とは何か」 の項目で、OS とはパソコンと人との橋渡しをする通訳のようなものだと申し上げました。

パソコンは数多くのハードウエアから構成されており、それらは人間の言葉を理解することが出来ません。
また計算結果もそのままでは我々には理解出来ません。

この2者の間に入り、結びつけるのがOSの仕事です。
OS は、ユーザーがやりたいことを実現するために、複数のハードウエアに働きかけているのです。

たとえば、あなたがワープロソフトでキーボードに何か文字を打ち込みます。
そうすることによってディスプレイに文字が表示されますね。

つまりパソコンにこう動け!と指示するのはユーザーであるみなさんで、
OS はその指示をパソコン側に理解できるように翻訳して伝達します。

パソコンを構成するひとつひとつのパーツ(部品)をハードウエアと呼びます。
主要なハードウエアにはCPU、メモリ、ハードディスク、入力装置、出力装置などがあります。

CPUは、パソコンの心臓部です。
パソコン作業に必要なあらゆる計算処理をおこないます。

ハードディスクなどの記憶装置がないと、プログラムやデータを用意したり、保存したりすることができません。
キーボードとマウスは、あなたがパソコンに命令を出すのに必要です。

ディスプレイはなくてもパソコンは動作しますが、パソコンを使う人間が動作していることを画面で確認できず、パソコンの状態を人間に伝えるという意味で必要です。


OS は、パソコンを管理して動かすソフトウエアです。
私たちがパソコンに命令したことをパソコンに分かる言葉で説明して実行させ、その処理結果を、私たちに分かりやすい形で提供してくれるのです。

パソコンを動かす = OS を動かすと言う事です。
ゆえに、私たちが覚えなくてはいけないのは 「パソコンの操作」 ではなく、実際は 「OS の操作」 になります。











                               
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