CPUのしくみ A

 

CPUのしくみ@ のページに続いて、CPUのことをもう少し詳しく説明しましょう。
画面下のイラストもご参照ください
[ プログラム ] CPUは、人間からの命令を、一旦メモリに記憶して、それから、その命令をメモリから取り出して実行します。通常、このような人間からCPUへの命令は、1つずつ与えるのではなく連続的に与えます。たとえば、つぎのようにです。

@ 2+6を計算しなさい
A その計算結果を画面左側に表示しなさい
B 3+6を計算しなさい
C その計算結果を画面中央に表示しなさい 

このように、命令を連続的に書いたものをプログラムといいます。
このようなプログラムは、最初にハードディスクの中に保存しておきます。そして、あなたが、パソコンに、それを実行するように指令を出すと、CPUは、それをハードディスクから取り出して、一旦メモリに記憶して、それから最初から1行ずつ実行します。
皆さんは、ワープロソフトやゲームソフトをハードディスクにインストールしたことがあるでしょう。このようなソフトは、実は命令を連続的に書いたもの、つまりプログラムなのです。
[1次キャッシュメモリ] CPUは、このプログラムを実行するとき、メモリから取り出した直後にCPU内部の1次キャッシュメモリに記憶させてから実行します。ここで注意しなければならないことは、この1次キャッシュメモリは、CPUの内部にあるということです。
そして、CPUが同じプログラムを2度目に実行するときは、メモリから取り出さないで、1次キャッシュメモリから取り出して実行します。そのほうが、メモリから取り出すよりも速く実行できるからです。そして、目的のプログラムが1次キャッシュメモリにない場合に、メモリから取り出します。
パソコンの本を読んでいると、CPUが256KB(キロバイト)のキャッシュメモリを搭載とか、512KBのキャッシュメモリを搭載と書いていることがありますが、同じCPUなら1次キャッシュメモリの多いほうが動作速度が速いことになります。
 


プログラムとソフト
私たちが、ワープロソフトやゲームソフトを使うとき、最初にハードディスクにインストールします。このソフトがプログラムです。そして、そのソフトを使うときはパソコンの画面上で、実行したいソフトを選択します。CPUは、それを受けてソフトをハードディスクから取り出して、一旦メモリに記憶して、それから最初から1行ずつ実行するのです


キャッシュメモリ
CPUはプログラムを実行するとき、メモリから取り出し、一旦2次キャッシュメモリに記憶させて、その後CPU内部の1次キャッシュメモリに記憶させてから実行します。
ここでは、CPUのしくみに重点をおいたので、2次キャッシュメモリの説明は省きました。詳しいCPU、1次キャッシュメモリ、2次キャッシュメモリの関係についてはSTEP14を読んでください。

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