日: 2018年10月17日

■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

■コンピューターのわかりやすい数え方

コンピューターは計算機です。通電しているかそうではないか、つまりオンオフで素早く計算をします。
基本は２進数です。１＝オン、０＝オフになります。そこからコンピューターの扱いやすい８進数や１６進数を取り扱うのです。

２進数１行を１ビットと呼び、８ビットをまとめて１バイトと呼びます。

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■負の数

負の数は２の補数を使用します。
０から始まるものは正の数、１から始まるものは負の数です。先頭の数値を符号ビットと言います。

■小数

固定小数点表現と浮動小数点表現があります。浮動小数点は正規化ができます。

■計算の誤差

情報落ち、桁落ち、丸め誤差、打切り誤差、オーバーフローの５種類です。

■コンピューターの文字の捉え方

代表的な文字コードは５種類です。
ASCII、JIS、シフトJIS、Unicode、EUCです。

■画像のフォーマット（拡張子）

代表的なものはJPEG、GIF、PNGです。

■コンピューターの音声の扱い

標本化して量子化します。
代表的な音声フォーマットは４つです。
PCM、MP3、AAC、FLAC

■論理演算

AND（論理積）、OR（論理和）、NOT（否定）、XOR（排他的論理和）
シフト演算というものもあります。