ITパスポート試験対策 【ハードウェア②】

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ITパスポートの【テクノロジ系】におけるハードウェアのコンピュータの役割について学習を進めていきましょう!

コンピュータには『演算』、『制御』、『記憶』、『入力』、『出力』の五つの役割があります。
その中から『演算』、『制御』、『記憶』についてまず学習していきましょう。
『演算』、『制御』では主にCPU(中央演算装置)の役割や性能の決める要素などについて理解する必要があります。
『記憶』では主記憶装置や補助記憶装置、キャッシュメモリの特徴や使用されている目的などをしっかりと理解しましょう。

ハードウェアにおける重要語句

コンピュータの役割『演算』と『制御』について

コンピュータの五つの役割の『演算』、『制御』についてはCPU(中央演算装置)が重要な役割を担っている。
CPUは別名『プロセッサ』とも呼ばれ、CPUの性能は次の三つの指標で表される。

①クロック周波数

CPUが動く速さを表す指標で、CPUはコンピュータが内部に持っている発振器が発生させるテンポに合わせて命令を処理する。
クロック周波数とはこの発振器が発生させる信号の回数を表現し、単位は『Hz(ヘルツ)』を使用する。
CPUではより多くの処理を、より速く実行するために、より速いテンポに対応できるCPUが必要となる。

②コア

CPU内にある『演算(計算)処理を行う装置』で、最近では一つのCPUに複数のコアが搭載されているコンピュータが主流となっている。
一つのCPU内に複数のコアを持つCPUのことを『マルチコアプロセッサ』といい、2つのコアも持つプロセッサを『デュアルコアプロセッサ』、4つのコアを持つプロセッサを『クアッドコアプロセッサ』と呼ぶ。
マルチコアプロセッサでは、それぞれのコアが別々の処理を実行できるため、多くのコアが搭載されているCPUのほうが性能が高いとされている。

③レジスタのデータサイズ

CPU内にある『データを一時的に記憶する装置』で、コンピュータは主に、主記憶装置にデータを保存しているが、CPU内部にもデータを保存する場所(レジスタ)が用意されている。
レジスタのデータサイズは主に32ビットと64ビットの2醜類があり、64ビットのCPUのほうが一度に読み込むことができるデータが大きいので、より高速に処理ができる。

コンピュータの役割『記憶』について

記憶装置とはデータを記録する装置で、持ち運びが出来る『USBメモリ』やスマートフォンに搭載されている『フラッシュメモリ』などがある。

コンピュータに搭載されている記憶装置は大きく次の三つに分類されている

①主記憶装置

CPUが直接読み書きをする記憶装置で、主記憶装置は『主記憶』や『メインメモリ』と呼ばれている。
役割としては実行すべき命令を一時的に保存することで、主記憶装置は『データを高速に出し入れできる』、『保存されたデータはコンピュータの電源を切ると消滅する』とゆう特徴がある。

②補助記憶装置

主記憶装置を補助するための記憶装置で、データを長期的に保存することが主な役割
補助記憶装置にはOSやアプリケーションソフトウェア、各種データなどが保存されている。
ハードディスクやSSDなどが補助記憶装置の代表的なものとなる。

<ハードディスク>

円盤型の磁気ディスクを高速回転させてデータを保存する記憶装置
振動や衝撃に弱い特徴がある。

<SSD>

半導体メモリを使った記憶装置
機械的に動く可動部品がないため、振動や衝撃に強くハードディスクよりも消費電力が少ない

<取り外しの出来る補助記憶装置>

③キャッシュメモリ

CPUの内部に搭載されている超高速の記憶装置
キャッシュメモリはCPUと主記憶装置の処理速度の差を埋めるために使用される。



半導体メモリについて

半導体に電気を通すことで、データを保存する装置
半導体メモリは単に『メモリ』とよばれることが多い

RAM

電源が切れるとデータが消失してしまう揮発性メモリで、主記憶装置やキャッシュメモリが該当するメモリ

DRAM

絶えずリフレッシュ(データが消えないように1秒間に何度も繰り返し電荷を加えること)を繰り返し続けているRAM
主に主記憶装置に使用されているメモリで、DRAMは回路が単純で小さいので、データ容量の大きいメモリを安く作ることが可能となっている。

SRAM

リフレッシュをする必要がないRAM
主にキャッシュメモリに使用されているが、値段が高いデメリットがある。

ROM

電源を切ってもデータが保持される不揮発性メモリで、SSDやUSBメモリが該当するメモリ

 

ITパスポート試験の対策事項(これだけは覚えよう!)

・『演算』、『制御』コンピュータの種類と大きさの関係性をしっかりと理解して把握するようにしましょう!

・『記憶』では記憶装置の種類と役割を明確に覚える必要があります。特にキャッシュメモリについてはITパスポート試験でも出題傾向が高いので、きちんと理解しておく必要があります。

・半導体メモリの種類や用途についてもしっかり学習しておきましょう!!



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