ハードウェア[基本情報エッセンス]

■CPU

ハードウェアは「制御装置」「演算装置」「記憶装置」「入力装置」「出力装置」に分けられます。
CPUは「制御装置」「演算装置」に分けられます。
記憶装置は主記憶装置と補助記憶装置があります。主記憶装置＝メインメモリです。
CPUが何をしているかというと、主記憶装置にあるプログラムの実行です。
普段は補助記憶装置のハードディスクにプログラムやデータを保存し、ロードすることで実行するという形式です。

■CPUの動作

命令サイクルと言います。

１．命令フェッチ
２．デコード
３．オペランドフェッチ
４．実行
５．結果の書き込み

これは「プログラム記憶方式」でノイマン型と言います。
２と３の間に「有効アドレスの計算」もあります。

■CPUの構成

重要なもの：レジスタ、ALU、デコーダ
レジスタは変数のような役割、ALUは四則演算や論理演算のそれ、デコーダは「命令の解読」です。

■クロック周波数

１GHz＝１秒間に１ギガ回のクロック数です。
クロック周波数が大きいほど速くなります。
CISC：高機能な命令を豊富に用意したCPU：マイクロプログラム
RISC：基本的な命令のみ：ワイヤードロジック

パイプライン、ハザード

マルチコアプロセッサ＝１つのCPUに複数のコアが入っているもの

■機械命令語の種類

転送命令、演算命令、比較演算命令、シフト演算命令、分岐命令

アドレッシングモード

■割込み

内部割込み＝SVC割込み、プログラム割込み、ページフォルト
外部割込み＝入出力割込み、タイマ割込み、機械チェック割込み

■メモリ

ROM（不揮発性）
・マスクROM
・PROM
・EPROM
・EEPROM
・フラッシュメモリ

RAM（揮発性）
・DRAM
・SRAM

パリティ、ハミング符号

キャッシュメモリ
ライトスルー、ライトバック
メモリインターリーブ

■ハードディスク

フラグメンテーション、デフラグメンテーション
RAID、RAID-0、RAID-1、RAID-5

■関連技術

USB、シリアルATA、Blutetooth

組み込みシステム
IoT、SoC、SiP