Developer

【基本情報技術者試験】コンピュータの基本構成と原理
2022.11.29
Lv1

【基本情報技術者試験】コンピュータの基本構成と原理

今回は【コンピュータ(ハードウェア)編】コンピュータの基本構成と原理について紹介します。
『五大装置』と呼ばれる試験に問われやすいワードがよく出てくるので、しっかりと学習しましょう。


そもそもコンピュータって?

皆さん、コンピュータの定義をご存じでしょうか?
コンピュータと言われれば、まずは『パソコン』を思い浮かべる方が大多数だと思います。

では、『スマートフォンはコンピュータですか?』と質問された時には、なんと答えるでしょうか?

実は、コンピュータの明確な定義というものは存在しておらず、デジタル回路を有し数値計算や論理計算を行うことが出来る機械のことをざっくりとコンピュータと呼んでいます。

ですので、スマートフォンもコンピュータの一つと言えるわけですね。
パソコンやスマートフォン以外にも、世の中には多数のコンピュータがあります。
家電製品の中にあり動きを制御しているマイクロコンピュータという機械も、コンピュータの一つですね。

そんな様々な形態があるコンピュータですが、基本構成はある程度共通となっております。
コンピュータを構成する基本的な要素は5種類あり、それを『コンピュータの五大装置』などと呼ぶことがあります。

試験ではこの五大装置に関して問われることが多いので、しっかりと覚えていきましょう。

コンピュータを構成する要素~五大装置について~

以下が、コンピュータを構成する五大装置となります。

制御装置:各装置の制御を行う装置
演算装置:演算(四則演算や論理演算)を行う装置
記憶装置:データを記録する装置
入力装置:外部から命令入力を与える装置
出力装置:処理結果を何らかの形で外部に出力する装置

入力装置で入力した命令は、記憶装置に保存されます。
次に、制御装置が記憶装置から命令を取り出して解釈し、各装置に指示を与えます。
制御装置から演算の指示があれば演算装置では演算処理を行われ、結果データは記憶装置に保存されます。
最後に、必要があれば出力装置に対して結果を出力するように、制御装置が指示を与えます。

つまり、命令やデータの流れ以外にも、制御装置による各装置への制御の流れという、二種類の流れが存在する形になります。

では、各装置について、もう少し詳しく見ていきましょう。

制御装置,演算装置

演算や制御を行う部分であり、よく人間で例えるならば脳とも呼べる部分だと言われています。
実際の機器としてはこの制御装置と演算装置は一体になっており、それを『CPU(Central Processing Unit)』と呼びます。

記憶装置

制御装置や演算装置、つまりCPUのことを『脳』と例えましたが、実は人間のそれとは異なりデータを記憶しておくことが出来ません。
CPUは、この記憶装置から命令やデータを受け取って演算を行っています。

(厳密に言えばCPUにも『レジスタ』と呼ばれる記憶装置はあるのですが、こちらは少量の記憶領域しかありません)

なお、記憶装置は『主記憶装置』と『補助記憶装置』と呼ばれる二種類があります。
どちらもデータを記憶するためのものですが、用途が異なります。
※詳しくは、以降の記事で解説いたします。

入力装置

現在この記事をパソコンで見ている方は、マウスやキーボードを操作してこの画面に辿り着いたと思います。
スマートフォンから見ている方は、タッチパネルをタップしていると思います。
マウスやキーボード、タッチパネルが入力装置になります。

この入力装置から、コンピュータに対して命令を与えているわけですね。
今回の場合だと、『この記事を開いて見る』というのも命令なわけです。

出力装置

この記事が今まさに表示されているディスプレイがあると思いますが、これが出力装置です。コンピュータの処理結果が、文字や絵という形で外部に出力されているという形ですね。

ディスプレイ以外にも、出力の形というのは様々あります。
例えば印刷データの場合は、プリンターが出力装置になります。音の場合は、スピーカーが出力装置になるわけですね。

以上がコンピュータの基本構成と原理になります。
ハードウェアを学ぶ上で基本となる部分になりますので、しっかりと覚えておきましょう。


まとめ

・コンピュータの五大装置とは、制御装置・演算装置・記憶装置・入力装置・出力装置

・制御装置・演算装置はCPUとも呼ばれる