コンピューターシステム

1.入出力装置
 ①入力装置
  キーボード
  ポインティグデバイス
  イメージスキャナ
  OCR(Optical Character Reader)
  OMR(Optical Mark Reader)
  バーコードリーダ
  ディジタルカメラ
  非接触型ICカードリーダ(ライタ)
 ②出力装置
  
2.補助記憶装置
  ①磁気ディスク
   harddisc01.gifharddisc02.gif
         harddsk_access_time.gif 
         harddisc_access_point.gif
  ②光ディスク
   光ディスクとは、データの読み書きにレーザ光を利用する記憶媒体です。磁気ディスクと比較すると、リムーバブルメディアとして開発されているため携帯性が高く、メディアの価   
   額が比較的に安いことが特徴です。
  (1)CD(Compact Disc) :直径8cm、または12cmの樹脂製の円盤にピットと呼ばれる極めて細かい凹凸を刻んでディジタルデータを書き込み、レーザー光を照射して反射光を
                     読み取ることにより、データを再生する記録メディアです。
     CD-ROM(CD-Read Only Memory) :再生専用型のCDで、製造工程で一度データを書き込むと、追加・消去が行えなくなります。
     CD-R(CD-Recordable) :ユーザーが任意のデータを一度だけ書き込める追記型のCDです。いったん書き込んだデータ消去できません。記録面に金色や青緑色の有機色素
                       が塗布されており、、これにレーザー光を照射して色素を焦がしデータを記録します。
     CD-RW(CD-Rewritable)
  (2)MO(Magneto-Optical Disc) :磁気記録方式に光学技術を併用した書換可能な記憶媒体です。書き込み時はあらかじめレーザー光を照射したからデータを磁気的に書き
     こみます。
  (3)DVD :
    大容量の光ディスクです。原理はCDとほぼ同じで、12cmの樹脂製円盤にレーザー光を照射し、その反射光を検出してデータを読み出します。
    CDと違って両面記録、2層記録などが可能であり、最大記憶容量は片面1層記録4.7Gバイト、片面2層記録で8.5Gバイト、両面1層記録で9.4Gバイト、両面2層記録で
    17Gバイト。
  (4)Blu-ray Disc
    DVDの次の世帯の光ディスクです。青紫色半導体レーザーを利用し、DVDよりも高密度な記録が可能です。記憶容量は、片面1層型で25Gバイトです。
 3.主記憶装置:
   半導体メモリ(ICメモリ)主にRAMとROMに分けることができます。
   ①RAM(Random Access Memory):RAMは揮発性(電源の供給が断たれると記憶内容を保持できない)の記憶素子の総称として使われています。
    SRAMとDRAMに分類できます。
   ②ROM(Read Only Memory):不揮発性(電源供給がなくとも記憶内容を保持できる)の半導体記憶素子の総称としても用いられています。ROMの種類は
     下記のようです。
     ・マスクROM(Mask ROM)
     ・PROM(Programmable ROM)
     ・EPROM(Erasable PROM)
     ・EEPROM(Electrically EPROM)
     ・フラッシュメモリ(Flash Memory)
   メモリ階層

   Memory_hierarchy.png
 4.CPUの内部構成:
   ①演算装置
   ②制御装置
   ③レジスタ
 5.アドレスの指定方式:
   ①直接アドレス指定方式
   ②間接アドレス指定方式
   ③インデックスアドレス指定方式
   ④ベースアドレス指定方式
   ⑤相対アドレス指定方式
   ⑥即値アドレス指定方式
 6.CPUの性能:
   基本的に単位時間にどのくらいの命令数を処理できるかによって比較します。
   また、CPUなどの処理装置の動作の基準となるブロック周波数も性能を測る指標となります。
   ①CPI(Clock cycles Per Instruction):CPIとは、1」命令を実行するのに要するクロック数(振幅)のことです。
   ②MIPS(Million Instructions Per Second): MIPSとは、CPUの性能を評価する指標です。1秒間に何百万命令実行できるかということを表します。
 7.CPUの高速化技術:
   ①RISCとCISC:単純な命令セットだけをハードウェアで用意し、構造を単純にしたコンピュータです。
   ②パイプライン処理:処理装置の命令の実行動作をいくつかのステージに分割して、ステージ単位で並列処理を行う技術です。
   ③スーパースカラ:パイプライン処理の実行速度をさらに向上させるため、命令を実行するユニットを複数搭載することで同時に実行できる命令数を増やした技術です。
   ④VLIW:命令語長を長くして、1命令で複数の処理を指定し、並列に実行できるようにした技術です。
   ⑤マルチプロセッサ:複数の処理装置を搭載し、処理を分散させることで処理性能を向上させる技術です。
     a.密結合マルチプロセッサ:各処理装置が一つの主記憶装置を共有し、一つのオペレーティングシステムのしたに稼動する方式です。
     b.疎結合マルチプロセッサ:各処理装置はそれぞれ主記憶装置を持ち、オペレーティングも別々で起動することができます。

   

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