CPU (中央演算装置)

■ CPU

CPU: Pentium MMX 133MHz(1995 頃)
左はファンを載せている。右はファンをとったもの。

メモリに置かれた機械語命令(機械語プログラム)を読みとり、
メモリに置かれたデータを読みとり、
演算し、
結果をメモリに書き出す

■ 計算機の動作原理

計算機の動作は手順書とデータを読みながらソロバンを弾く人の動作とよく似ている。

図1. 手順書とデータを読みながらソロバンを弾くお嬢さん

計算過程におけるソロバンの役割

計算ではなく記録に使用されている

ソロバンの特性

高速書き換え (紙と鉛筆と消しゴムの使用と比較せよ)
ランダムアクセス(注)(ソロバンはどの桁に対しても高速にアクセス可能)
多数の数を置ける (ソロバンは数十桁が使える)

注: ランダムアクセス: シーケンシャルアクセス(順アクセス)に対する言葉。シーケンシャルアクセス装置の典型例はテープ装置である。テープは先頭から順に読まないと目的のデータに到達しない。ランダムアクセス装置は短時間に目的のデータにアクセスできる。オーディオの例で言えばカセットテープとMDの違いでもある。

計算過程における人の役割

頭脳: 手順書の解釈、計算と判断(ソロバンのおかげで、1桁の計算ができればよい)
目: 手順書、データ、ソロバンを読みとる
手: ソロバンを書き換える

計算機を構成する最も基本的な要素は CPU(MPUとも言う)とメモリである。

CPU: central processing unit (中央演算装置)
MPU: micro processor unit

メモリの役割はソロバンの役割と基本的な違いはない。すなわち、計算の過程で発生するデータがここに置かれる。データは外部から供給されることもあるが、メモリに置かれることもある。

CPU の役割は人の役割と似ている。メモリに置かれたプログラムから命令を読みとり、それを解釈し、実行する。計算は CPU が行う。計算結果に基づいてメモリを書き換える。