コンピュータシステム(2)

コンピュータ構成要素

記憶装置

メモリ

RAM

●電源を切ると記憶している内容が消去される(揮発性)
●データの読む出し、書き込みが可能なメモリ
●メインメモリ、キャッシュメモリに使用

特徴	SRAM	DRAM
使用回数	フリップフラップ回路(複雑)	コンデンサ、トランジスタ(単純)高集積化に適す
アクセス速度	高速	低速
リフレッシュ動作	不要	必要(放電対策)
容量	小容量	大容量
価格	高価	安価
消費電力	少ない	多い
用途	レジスタ、キャッシュメモリ	主記憶装置

ROM

●電源を切っても記憶している内容を保持している(不揮発性)
●読出し専門のものと書き換え可能なものとがある
●パソコンを動作させる基本的なプログラムを格納
●BIOSの記憶装置やフラッシュメモリに利用

マスクROM	製造段階でデータが書き込まれ、その後書き換え不可
PROM	製造後、１回だけ書き込むことが可能。その後書き換え不可
ERPOM	記憶内容を紫外線で一括消去し、内容を書き換え可能
EEPROM	電気的に一括orバイト単位で記憶内容を消去し、内容を書き換え可能
フラッシュメモリ	電気的に一括orブロック単位でデータを消去し、内容を書き換え可能 デジカメなどに使用

マルチコア

一つのCPUユニットの中に、複数のCPUコアを実装したCPU。マルチプロセッサは物理的に複数のCPUユニットを配置している

SoC

LSI(大規模集積回路)の一種で、一つの半導体チップの中に複数の機能を統合したもの。主にコストダウンを目的として、従来はCPUと複数のLSIから成り立っていた機能を一つのLSIユニットに統合したもの。システムLSIなどとも呼ばれる

キャッシュメモリ

CPUの処理性能と主記憶装置のアクセス速度のギャップを埋めるために、両者の間に置かれた高速アクセス可能なメモリのこと

実効アクセス時間

CPUで命令を実行するときに使用するデータは、キャッシュメモリか主記憶装置かのどちらかにある
ヒット率：データがキャッシュメモリにある確率のこと
NFP　　：データが主記憶装置にある確率のこと

ヒット率＋NFP＝1（100％）

ヒット率とキャッシュメモリおよび主記憶装置のアクセス時間からキャッシュメモリを使った実効的な主記憶装置へのアクセス時間(実効アクセス時間)を求めることが可能。この実効アクセス時間はメモリの記憶容量と共にメモリの性能を評価する指標となる

実効アクセス時間＝ 　　ヒット率×キャッシュメモリのアクセス時間 　　　　＋(1−ヒット率)×主記憶装置のアクセス時間 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　※1−ヒット率＝NFP

主記憶の高速化(メモリインタリーブ)

主記憶装置をいくつかの「バンク」と呼ばれる単位で分割し、複数のメモリバンクに同時に並行で読み書きを行うことにより高速化を行う手法

エンディアン(バイトオーダ)

2バイト以上の数値データを記録したり転送したりするときは、1バイトごとに分割することになる。その場合の記憶・転送順序のこと
◆ビッグエンディアン：最上位バイトから順番に記録・送信する方式
◆リトクエンディアン：最下位バイトから順番に記録・送信する方式

バス

システムバス

CPUや入出力装置、記憶装置、周辺機器など複数の装置を接続するバス。PCIバスなど

バス

コンピュータの内部で各回路がデータをやり取りするための伝送路。複数の信号線で同時に複数のビットを転送するパラレル転送方式でデータを伝送しており、1回の転送で同時に送れるデータの量を「バス幅」と呼ぶ。CPUの処理速度は内部バスのバス幅に大きく左右されるため、8ビット、16ビットなど、バス幅がCPUの性能指標としてよく使われる
内部バス：CPU内部の回路間を結ぶ
外部バス：CPUとRAMなどの周辺回路を結ぶ
拡張バス：拡張スロットに接続された拡張カードとコンピュータ本体を結ぶ
　　　　　Cバス、PC/AT互換機で使われるISAバスやPCIバスがある

バスの性能

バス幅

バスが一度のクロックで同時に送れるデータ量のこと。主にデータ転送を行う信号線の本数によって左右される。バス幅はビット(bit)単位で表す。内部バスのクロック周波数を「コアクロック周波数」、外部バスのクロック周波数を「外部クロック周波数」という

データ転送方式による分類

入出力デバイス