プロセッサ

プロセッサ

プロセッサとは

プロセッサは、コンピュータの頭脳であるCPUを丸ごと学ぶ分野です。中身の構成から、命令が動く仕組み、速くする設計、そして速さの測り方まで。

「司令塔と計算係と作業机」「回転寿司の3拍子」「工場の流れ作業」──身近な例えを積み重ねると、CPUの世界は1本の物語として読めます。

このカテゴリーで学べること

  • 制御装置・演算装置(ALU)・レジスタ・プログラムカウンタの役割
  • 命令実行サイクル(フェッチ→デコード→実行)と割込み
  • RISCとCISC、パイプライン・スーパースカラの設計思想
  • マルチコア・GPU・キャッシュ・分岐予測による高速化
  • クロック周波数・CPI・MIPS・FLOPSの計算

この分野の記事一覧(読む順)

  1. プロセッサの基本構成
  2. 命令実行
  3. プロセッサアーキテクチャ
  4. 並列処理・高速化
  5. 性能指標

おすすめの読み進め方

  1. まずは「プロセッサの基本構成」で、CPUの登場人物に顔合わせする
  2. 次に「命令実行」で、3拍子のサイクルと割込みを学ぶ
  3. 「プロセッサアーキテクチャ」で、流れ作業の高速化設計を知る
  4. 「並列処理・高速化」で、マルチコアとGPUの時代を理解する
  5. 最後に「性能指標」で、速さを数字にする計算を仕上げる

学習のポイント

締めの「性能指標」は計算問題の得点源です。1拍の長さ×CPI、総拍数÷CPIの2パターンを手で解いておきましょう。

ソフトウェア分野で学んだ変数や分岐が、ハードの上でどう動くか。伏線回収を楽しみながら読める構成にしています。

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。