コンピュータの仕組み② - NO COMPUTER NO LIFE!

前回

今回はプログラムがコンピュータの中で、どのようにして、実行されるかを解説していきたいと思います。

前回解説しましたが、以下メモリと言うと、メインメモリとします。

ノイマン型コンピュータ

・現在のコンピュータのほぼ全てがノイマン型コンピュータ

・ノイマン型コンピュータとは、プログラム内蔵方式(プログラムがメモリに保存される)

・抽象機械であるチューリングマシンを可能な範囲で具現化した

特徴としては、

1.命令とデータの同一視

2.逐次的な実行

3.線形記憶

命令とは何か

・ハードウェアとソフトウェアのインターフェース

・制御信号を生成し、コンピュータの動作を決める。

・命令はデータとして表現される

・機械語のプログラムは、命令の集合で、

逐次的に実行される。

・命令は、メモリ上にある。(ノイマン型コンピュータは、プログラム内蔵方式なので、考えるまでもない)

・命令の表現と動作を決めたものを命令セットアーキテクチャと呼ぶ。

基本素子

情報理論、論理回路を知ってる前提で解説します。

・マルチプレクサ

複数の入力信号から、1つ選んで出力する回路

二進符号をワンホット符号に変換する回路

・ALU

算術論理演算ユニットのことで、

加算や引き算や、論理積や、論理和の演算を行う回路

データを蓄える記憶素子。nビットのレジスタと言うと、n個のDフリップフロップで構成される。

・レジスタファイル

シフト演算機能を持つレジスタ

・カウンタ

数を数える機能を持つレジスタ

今回はここまでにします。次回もプログラムがコンピュータの中でどのように実行されるかの続きの解説をやっていきたいと思います。