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1章
1章
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第１章
コンピュータ構成要素
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1バイトは何ビット
8ビット
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nビットで表現できる情報量は
2ⁿ通り
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文字コードとは
文字が二進数で表現された認識番号
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Unicodeとは
世界の文字を一つに体系化したもの
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コンピューターの5つの装置は
制御 演算 記憶 入力 出力装置
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プログラム格納方式とは
主記憶に記憶されたプログラムをCPUが順に取り出しながら実行する方式
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クロックパルスとは
各装置の動作のタイミングを合わせるためにCPUが発する周期的な信号
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クロック周波数とは
クロックパルスの高低のサイクルが一秒間に繰り返される階数
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CPUのクロック数をｎ倍するとシステム全体もｎ倍になる？
ならない
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レジスタとは
CPUに内蔵されている高速な記憶装置
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機械語の命令語は何で構成されるか
命令部とアドレス部(オペランド部)
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命令アドレスレジスタ(プログラムカウンタ)とは
これから実行する命令が格納されている主記憶のアドレスを保持している場所
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命令実行サイクルその１
命令の取り出し
命令アドレスレジスタから取得したアドレスから命令を取り出し(命令フェッチ)、命令レジスタに格納
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命令実行サイクルその２
命令の解読
命令レジスタの命令部がデコーダで解読され演算装置に指示を出す
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命令実行サイクルその３
実効アドレス計算
命令レジスタのアドレス部の値がアドレスレジスタに送られ処理対象のデータが格納されているアドレス(実効アドレス)を計算する
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命令実行サイクルその４
オペランドの取り出し
処理対象のデータを取り出し演算装置に送る
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命令実行サイクルその５
命令の実行
演算装置で演算を実行する
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命令実行サイクルその６
演算結果の格納
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アドレス指定方式とは
命令部のアドレス部の値から処理対象のデータが格納されている実効アドレス(データを入れ込む場所)を求める方式
詳しくはp32参照
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直接アドレス指定方式とは
アドレス部の値＝実効アドレス
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間接アドレス指定方式とは
アドレス部が示すアドレスに格納されている値＝実効アドレス
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相対アドレス指定方式とは
アドレス部の値＋プログラムカウンタの値＝実効アドレス
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指標アドレス指定方式とは
アドレス部の値＋指標レジスタの値＝実効アドレス
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基底アドレス指定方式とは
アドレス部の値＋基底レジスタの値＝実効アドレス
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逐次制御方式とは
１命令ずつ順番に繰り返し実行する方式
処理効率悪い
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パイプライン方式とは
複数の命令を１ステージずつずらしながら並行処理する方式
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パイプラインでの投機実行とは
予測した分岐先の命令を開始して結果を保持し分岐先が正しければその結果を利用するもの
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スーパーパイプライン方式とは
パイプラインをさらに細分化し高速化したもの
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スーパースカラ方式とは
複数のパイプラインを使用して同時に複数の命令を実行する方式
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マルチコアプロセッサとは
１つのCPU内に複数のコア(演算回路の中核部分)を備えたもの
それぞれのコアが同時に別の処理を実行することで処理能力の向上を図っている
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GPUとは
行列演算を用いて３Dの画像処理を高速に実行する画像処理装置
簡単に言えば画像処理を担当するパソコンの部品のこと
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RAMとは
読み書きできるメモリ
電源を切ると記憶していたデータが消えてしまう特性(揮発性)あり
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ROMとは
読み出し専用のメモリ
不揮発性あり
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DRAMとは
コンデンサで構成され低速だが高集積化に適し大容量で安価。主記憶に用いられる
一定時間ごとに記憶内容を維持するリフレッシュ動作が必要
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SRAMとは
フリップフロップ回路で構成され高速だが集積度を高めにくいため小容量で高価。キャッシュメモリに用いられる
リフレッシュ動作は不要
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フリップフロップ回路とは
二つの安定した状態をもち１ビットの情報を記録する回路
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キャッシュメモリとは
CPUと主記憶の間に配置してアクセスの高速化を担うもの
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キャッシュメモリを用いた実行アクセス時間の求め方は
キャッシュメモリのアクセス時間×ヒット率 ＋ 主記憶のアクセス時間×(1-ヒット率)
ただしヒット率とはアクセスするデータがキャッシュメモリに存在する確率
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ライトスルー方式とは
キャッシュメモリと主記憶の両方を書き込む方式
一貫性は保たれるが両方にアクセスする必要があるため低速
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ライトバック方式とは
キャッシュメモリだけを書き込んでおき主記憶にはデータがキャッシュメモリから追い出されるときに書き込む
一貫性を保つための制御が複雑だが主記憶へアクセスが減るため高速
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メモリインタリーブとは
メモリを分身させて(分身させたように見せる)同時に読み書きをすることCPUとメモリ間のアクセスの高速化を図るもの
PCメモリを増設するときはメモリインタリーブに対応していれば大容量のメモリ一枚増設するより同容量二枚一組で装着した方がアクセスの高速化を期待できる
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補助記憶装置とは
主記憶に比べアクセス速度は遅いが大容量、安価で不揮発性な特徴がある
その名の通り主記憶を補うという意味がある
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磁気ディスク装置(ハードディスク)とは
磁性体を塗ったディスクにデータが記憶されている装置
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セクタとは
円盤状の記憶装置の記録単位で、トラックをさらに分割した最小単位のこと
１つのセクタには複数のデータを書き込むことはできない
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セクタ方式とは
データをセクタ単位で読み書きすること
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アクセス時間とは
CPUがデータの読み書きの指令を出してからデータの読み書きが終わるまでの時間のこと
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磁気ディスクのアクセス時間は
位置決め時間＋回転待ち時間＋データ転送時間
回転待ち時間は平均回転待ち時間が使われ１回転するのに要する時間の1/2が用いられる
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フラグメンテーションとは
磁気ディスクにデータの追加削除を繰り返すとデータをもつセクタが断片化する現象
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デフラグとは
断片化したセクタを再配置しフラグメンテーションを解消すること
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フラッシュメモリとは
電気的に全部または一部分を消去し内容を書き直せる半導体メモリのこと
アクセス速度が速くコンパクト。代表的なものにUSBメモリやSDカードがある
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SSDとは
フラッシュメモリを用いた磁気ディスクの代わりになる記憶媒体
磁気ディスクのように位置決め、回転待ちがないためアクセス速度が速い
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光ディスクとは
レーザー光を使ってデータを読み書きする記憶媒体
代表的なものはCD、DVD
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光ディスクの記憶方式３つ挙げよ
再生専用型、追記型、書換え型
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位置情報を入力する装置のことを何と呼ぶか
ポインティングディバイス
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静電容量方式タッチパネルとは
タッチパネルの表面に電界が形成されタッチした部分の電荷の変化によって位置を検出する方式
主にスマートフォン、タブレット端末に用いられる
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POSシステムとは
バーコードを使って商品の販売情報をリアルタイムで収集するシステム
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RFIDとは
極小のICチップにアンテナを組み合わせた電子荷札
スイカなどの電子マネーにも用いられる
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VRAMとは
ディスプレイに表示される内容を一時的に記録するために使用される専用のメモリ
ディスプレイに表現できる解像度や色数はVRAMの容量によって決まる
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ｎビットで何色の色を表現できるか
２ⁿ色
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dpi(dots per inch)とは
解像度の単位で１インチあたりのドット数で表す
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３Dプリンタとは
作成した３Dのデータに基づいて熱で溶かした樹脂や金属粉末を層状に積み重ねるなどの方法で立体物を作成できるプリンタ
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