コンピュータシステム

コンピュータシステム

コンピュータシステムとは

コンピュータシステムは、機械としてのコンピュータと、それを組み合わせたシステムの作りを学ぶ分野です。

部品の役割から始めて、複数台の組み方、その上で動くソフトウェア、そして土台のハードウェアまで。1台の中から、システム全体へと視野を広げていきます。

このカテゴリーで学べること

  • コンピュータ構成要素: プロセッサ・メモリ・バス・入出力
  • システム構成要素: 処理形態・クラウドと仮想化・性能と信頼性の指標
  • ソフトウェア: OS・ミドルウェア・ファイルシステム・開発ツール・OSS
  • ハードウェア: 論理回路・構成部品と消費電力

この中の分野(学習順)

  1. コンピュータ構成要素(全18記事)
  2. システム構成要素(全8記事)
  3. ソフトウェア(全14記事)
  4. ハードウェア(全2記事)

おすすめの読み進め方

  1. まずは「コンピュータ構成要素」で、1台の中の役割分担をつかむ
  2. 次に「システム構成要素」で、複数台の組み方と評価のしかたを学ぶ
  3. 「ソフトウェア」で、その上で動く層を知る
  4. 最後に「ハードウェア」で、土台の回路まで降りる

学習のポイント

性能の計算は、単位をそろえるところで間違えやすいところです。式より先に単位を確認してください。

キャッシュと仮想記憶は、基礎理論の考え方がそのまま出てきます。分からなくなったら前の分野へ戻るのが近道です。

プロセッサ

プロセッサの基本構成

基本情報技術者試験の「プロセッサの基本構成」を初心者向けに解説。制御装置・演算装置・レジスタの3点セットに、プログラムカウンタ・命令レジスタ・命令デコーダまで、会社の現場の例えで図解と確認問題つきでまとめました。
プロセッサ

命令実行

基本情報技術者試験の「命令実行」を初心者向けに解説。フェッチ→デコード→実行の3拍子サイクルと、外部割込み・内部割込みの見分け方まで、回転寿司と電話対応の例えで図解と確認問題つきでまとめました。
プロセッサ

プロセッサアーキテクチャ

基本情報技術者試験の「プロセッサアーキテクチャ」を初心者向けに解説。RISCとCISCの対比、パイプラインの仕組みと分岐予測、スーパースカラまで、工場の流れ作業の例えで図解と確認問題つきでまとめました。
プロセッサ

並列処理・高速化

基本情報技術者試験の「並列処理・高速化」を初心者向けに解説。マルチコアとマルチプロセッサの違い、GPUがAIで活躍する理由、キャッシュメモリと分岐予測まで、厨房と引き出しの例えで図解と確認問題つきでまとめました。
プロセッサ

性能指標

基本情報技術者試験の「性能指標」を初心者向けに解説。クロック周波数・CPI・MIPS・FLOPSの意味と、1命令の実行時間やMIPS値の定番計算をメトロノームの例えで図解と確認問題つきでまとめました。
メモリ

半導体メモリ

基本情報技術者試験の「半導体メモリ」を初心者向けに解説。DRAMとSRAMの違い、RAM/ROMの家系図、EEPROMからフラッシュメモリへの進化まで、黒板とノートの例えで図解と確認問題つきでまとめました。
メモリ

キャッシュメモリ

基本情報技術者試験の「キャッシュメモリ」を初心者向けに解説。ヒット率・ミス率と実効アクセス時間の定番計算、局所性、ライトスルーとライトバックの違いまで、引き出しと本棚の例えで図解と確認問題つきでまとめました。
メモリ

メモリ階層

基本情報技術者試験の「メモリ階層」を初心者向けに解説。レジスタ・キャッシュ・主記憶・補助記憶のピラミッドと「上ほど速く小さく高価」の法則を、机・引き出し・本棚・倉庫の例えで図解と確認問題つきでまとめました。
メモリ

仮想記憶

基本情報技術者試験の「仮想記憶」を初心者向けに解説。ページングとページフォールト、スワッピング、スラッシングまで、倉庫に本棚のふりをさせる例えで図解と確認問題つきでまとめました。
バス

バスの種類

基本情報技術者試験の「バスの種類」を初心者向けに解説。内部バス・外部バス・システムバスの位置関係、共有バスの調停、バスブリッジまで、コンピュータの中の道路網の例えで図解と確認問題つきでまとめました。