CPUとは？意味、定義、およびCPUの略

すべてのコンピューティング デバイスには CPU があります。

この技術用語を聞いたことがあるかもしれませんが、正確には何ですか? CPU とは何ですか?それはどのように機能しますか?

この初心者向けの記事では、CPU が実際に何であるかについての基本を学び、それがどのように機能するかの概要を説明します.

CPU とは何ですか?また、コンピュータのどこにありますか?

CPUはCentral Processing Unitの略です。プロセッサーまたはマイクロプロセッサーとしても知られています。

これは、あらゆるデジタル コンピューティング システムで最も重要なハードウェアの 1 つです (最も重要ではないにしても)。

CPU の内部には、何千もの微細なトランジスタがあります 、集積回路を通る電気の流れを制御する小さなスイッチです。

CPU はコンピュータのマザーボードにあります。 .

コンピュータのマザーボードは、コンピュータ内部の主要な回路基板です。その仕事は、すべてのハードウェア コンポーネントを一緒に接続することです。

多くの場合、すべてのデジタル システムの頭脳および心臓部と呼ばれる CPU は、すべての作業を実行する責任があります。コンピューターが実行するすべてのアクションを実行し、プログラムを実行します。

コンピュータ プログラムとは何ですか? また、どこに保存されていますか?

CPU が行うすべてのプログラムがあります。

Web ブラウザまたはワード プロセッサを使用できるプログラムがあります。電卓で数学演算を実行したり、キーボードで文字や文字を入力できるものがあります。また、コンピューターのマウスで要素をクリックして選択し、ラップトップのタッチパッドを押し下げるプログラムもあります。

それが何であれ、すべてのコンピュータ アクティビティ用のプログラムがあります。

プログラムは一連の命令であり、論理的な順序で順番に実行し、正確に段階的に実行する必要があります。

それらはプログラマーによって人間が読める言語 (プログラミング言語) で書かれています。

コンピュータはプログラミング言語を直接理解できないため、より理解しやすい形式に変換する必要があります。

その形式は機械語またはバイナリと呼ばれます。

バイナリは 基数 2 です 数値システム。 0 と 1 の 2 つの数字だけで構成されています。

これは、トランジスタが電気の干満を制御するために必要な 2 つの状態 (オン (1) またはオフ (0) のいずれか) を反映し、よく結び付けられます。

そのため、内部では、プログラムは一連のビットとして保存されます。ビットは 2 進数 (1 と 0 のシーケンス) の別名です。

プログラムは、HDD (ハードディスク ドライブ) や SSD (ソリッド ステート ドライブ) のいずれであっても、ストレージ デバイスに永続的かつ長期的に保存されます。

これらは不揮発性タイプのメモリです。つまり、電源がオフの場合でもデータを保存します。

ただし、プログラムが起動して実行され、現在使用されている間、そのデータはすべてメイン、プライマリ、メモリ、または RAM (ランダム アクセス メモリ) に保存されます。

このタイプのメモリは揮発性であり、電源を切るとすべてのデータが失われます。

CPU は何をしますか?

簡単に言えば、CPU は論理演算と数学演算の処理を処理し、与えられた命令を実行する責任があります。

1 秒あたり数百万の命令を実行できますが、一度に実行できる命令は 1 つだけです。

最初に、通常は入力デバイス (モニターの表示画面、キーボード、マウス、マイクなど) またはアプリケーション/システム ソフトウェア プログラム (Web ブラウザーやオペレーティング システムなど) から何らかの入力を受け取ります。 /P>

次に、CPU は次の 4 つのタスクを担当します。

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取得中 入力の処理方法と、受信した特定の入力データに対応する命令を知るために、メモリからの命令。具体的には、対応する命令のアドレスを探し、要求を RAM に転送します。 CPU と RAM は常に連携しています。これはから読むとも呼ばれます

デコード または命令を CPU が理解できる形式 (機械語 (バイナリ)) に変換します。

実行中 与えられた指示を実行する

保存 要求された場合に後で取得するために、実行の結果をメモリに戻します。これは への書き込み とも呼ばれます

最後に、何かを画面に出力するなど、何らかの出力があります。

上記のプロセスは、fetch-execute と呼ばれます 循環し、毎秒何百万回も発生します。

CPU の主要部分

これで、コンピューターで発生するすべての操作に対して CPU が実行する基本的なタスクがわかったと思いますが、その作業を実行するのに役立つ CPU の部分は何ですか?

以下は、その中の重要なコンポーネントの一部です:

• CU （コントロールユニットの略）。インプットとアウトプットの流れを調整します。メイン メモリから命令をフェッチして取得し、後でデコードする部分です。
• ALU (Artithmetic Logic Unit の略)。すべての処理が行われる部分。ここでは、加算、減算、乗算、除算などのすべての数学計算と、データの比較などの意思決定のためのすべての論理演算が行われます。
• 登録 .非常に高速なメモリ位置。フェッチ実行サイクル中に現在処理されているデータと命令は、プロセッサによる迅速なアクセスのためにそこに格納されます。

CPU コアとは?

CPU は通常、一度に 1 つのアクションしか実行できないことを以前に学びました。

一度に 1 つの命令を実行し、物理コアの助けを借りてこれを行います。

基本的に、コアは CPU そのものであり、メイン CPU チップ内の別のデバイスです。これは、一度に 1 つのことしかできないことを意味します。

ただし、最新のコンピューターには、メイン チップ内で複数のコアをサポートする機能があります。

CPU のコア数が多いほど、計算能力が向上し、同時に実行して完了できるタスクが増えるため、CPU はシリアル マルチタスカーになります。

たとえば、デュアルコア CPU があります。つまり、同じチップに 2 つの CPU があり、同時に 2 つの命令を実行できます。

クアッドコア CPU は同じチップに 4 つの CPU があることを意味し、ヘキサコア CPU は 6 つのコアがあることを意味します。

ハイパースレッディングとは?

最新の CPU は、ハイパースレッディングと呼ばれるテクノロジもサポートしています。

これが機能する方法は、単一の物理コアが複数の物理コアとして表示され、オペレーティング システムに実際よりも多くのコアがあると認識させることです。これにより、コンピューターは実際よりも多くの能力を持っていると認識します。

したがって、上記のセクションで説明した物理コアに加えて、これらの仮想コア、またはスレッドとも呼ばれるスレッドもあります。

それらは実際の物理的なコアではありませんが、そのように見えます.

物理コアと仮想コアの両方を組み合わせることで、プログラムの実行時間がさらに速くなり、CPU の計算能力がさらに向上します。

結論

最後まで読んでくれてありがとう！ CPU とは何か、CPU が何をするのか、なぜ CPU がそれほど重要なのかについて理解を深めていただければ幸いです。

コンピューターの基本について詳しく知りたい場合は、コンピューターの基本的な部分について説明しているこのガイドをご覧ください。

楽しく学習しましょう!