コンピュータの構成(3)

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構成ブロック図[1-9]

#14: 中央処理装置

中央処理装置の基本的な構成については８ビットのマイクロプロセッサの構成ブロック図を勉強するのが近道ですが，最近はWeb上で資料を見かけることが少なくなりました．図書館でZ80等の初期のマイコンの説明書を見てください．前回に掲げた資料[1-9]は16ビットのCPUについて構成だけでなく動作も詳しく説明されています．
  プログラムカウンタ，アドレスレジスタ，命令レジスタ ，命令デコーダ，演算装置(Arithmetic Logic Unit, ALU )，汎用レジスタ； 指標レジスタ等が基本的な構成要素です．

％： 最近のパソコンは昔の大型コンピュータ以上の性能を持っているので詳細を理解することは困難ですが，情報処理技術者試験には次のような事項も出題されます（説明は割愛）．
  ・パイプライン
      深さとピッチ，パイプラインバブル，スーパーパイプライン，パイプラインハザード．
  ・スーパースカラ，分岐予測； RISCとCISC； マルチプロセッサ，［デュアルポートメモリ］．
  ・システムバス構成
      バスブリッジ，バスマスタ(CPU，DMAC)とバススレーブ，バスアービタ．
  ・ASIC，フィールド・プログラマブル・ロジック
      ゲートアレイ，セルベースIC，Embedded array， Structured ASIC．
      フルカスタム，ゲートレベル，RTL，BL；  IP，HDL； PLD，CPLD，FPGA．
  ・論理素子，論理回路
      論理関数，真理値表，カルノー図，ベイチ図，ベン図．
      ［３ステートバッファ， リップルキャリーとキャリールックアヘッド，負論理］．
      ［ワンショットタイマ，インターバルタイマ，ウォッチドッグタイマ．］

 
＃１５： 記憶装置

記憶装置はCPUが直接アクセスできる主記憶装置(Random Access Memory, RAM)とそうでない補助記憶装置（ハードディスク等）に大別されます．基本的には処理中のプログラムやデータは主記憶装置にあり，処理が終われば補助記憶装置に戻されると考えてよいでしょう．
  キャッシュ，仮想記憶方式，RAID等については下記の資料をはじめWeb上の解説が充実している（＆図が辛い）ので説明を省略します．

％： 情報処理技術者試験に出題される項目
  ・バンクメモリ方式，セグメント方式，ページング方式； MMU．
    オーバーレイ，メモリインターリーブ，セグメントベースアドレスとオフセットアドレス．
  ・ ストライピング， ミラーリング；  パリティ，ECCメモリ．
  ・ ライトスルー，ライトバック，コヒーレンシ，バススヌープ．
    キャッシュライン； ダイレクトマッピング，セットアソシアティブ，［フルアソシアティブ］．
  ・ページアウト（スワップアウト），ページイン（スワップイン）， スラッシング， TLB．
  ・SRAM，DRAM，{SDR, DDR, DDR2}-SDRAM，EEPROM，etc．

[1-11] 記憶装置 - Wikipedia
  http://ja.wikipedia.org/wiki/%E8%A8%98%E6%86%B6%E8%A3%85%E7%BD%AE
[1-12] PC基礎の基礎 第1回：ハードウエア編  5.記憶装置
  http://www.stackasterisk.jp/tech/engineer/pcbasic01_04.jsp#5
[1-13] PC基礎の基礎 第2回：補助記憶装置
  http://www.stackasterisk.jp/tech/engineer/pcbasic02_01.jsp#1
[1-14] キャッシュメモリ - Wikipedia
  http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%AD%E3%83%A3%E3%83%83%E3%82%B7%E3%83%A5%E3%83%A1%E3%83%A2%E3%83%AA
[1-15] 計算機アーキテクチャ ７章 メモリアーキテクチャ
  http://csxs.cs.knct.ac.jp/~kazunobu/2004/arch/arch_1109.pdf
[1-16] 仮想記憶 - Wikipedia
  http://ja.wikipedia.org/wiki/%E4%BB%AE%E6%83%B3%E8%A8%98%E6%86%B6
[1-17] オペレーティング・システム講座 記憶管理
  http://www.multisoft-lab.com/os/memory.html
[1-18] RAID - Wikipedia
  http://ja.wikipedia.org/wiki/RAID
[1-19] 半導体メモリ - Wikipedia
  http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%8D%8A%E5%B0%8E%E4%BD%93%E3%83%A1%E3%83%A2%E3%83%AA