海が見える街 大磯町石神台

パソコン入門1 「パソコンの仕組み(その2)」

前回、パソコン入門1「パソコンの仕組み(その1)」を紹介しました。https://ishigamidai.com/石神台掲示板/#kimama
今回はCPUの働きについて見ていきましょう。

■CPUの中身
CPUはCentral Processing Unit(中央処理装置)の略です。何を処理しているかというと演算処理です。演算というのは、四則演算論理演算数の比較(等しい、大きい、小さい)です。たった、それだけ? そう、たったそれだけです。CPUは、この演算と比較を高速で繰り返しています。
レジスタは演算するときに一時的にデータを蓄えておくためのものです。(レジスタは、お店のレジと同じ意味です。お店のレジが一時的に蓄えるのはお金ですが。。。) 制御回路は、レジスタのデータを演算回路に送ったり、メモリの読み書きを制御するのが役目です。

そして、これらの制御回路や演算回路に何をするかを指示しているのがプログラムです。つまり、コンピューターもプログラムがなければ、ただの箱(金属とシリコンの塊)です。プログラムについては、また後ほど詳しく説明します。

■CPUの働き
ここで、X = A + B という足し算をする場合のCPUの働きを見てみましょう。メモリの1001番地にA、1002番地にB が入っているとします。これらをレジスタに読み込ませます。演算した結果が再びレジスタに出力され、これをメモリの1003番地に書き込みます。これで、1003番地に答えのX が書き込まれます。


こうやって、メモリとCPUのレジスタ、演算回とのやり取りをひたすら繰り返しています。

■CPUの速さ、クロック周波数とは?
CPUのクロックは、内部の動作を揃えるための信号です。クロックが速いほど全体が速く動作できます。現在のクロック周波数は2GHz (ギガヘルツ: 2×109) 程度です。つまり、1秒間に20億回の信号を伝えます。大縄跳びに例えると、大縄を回す速さがクロックです。

全員が同じ速さで動作しないと正しく計算できません。64ビットCPUでは64人の大縄跳び!になります。CPUが熱くなってくると、飛ぶタイミングがずれてうまく飛べません。これが熱暴走です。だいたい60℃くらいで動きがバラバラになります。ファンでCPUを冷やしているのはこのためです。ファンの音がうるさいときはCPUが息切れしている状態です。休ませてあげましょう。

次回はメモリの仕組みを紹介します。
(つづく)

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by 清兼

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