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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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