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【基本情報資格】ハードウェアについて覚えておくことまとめ。

1.プログラミング
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今回の記事は基本情報資格勉強用の記事で、コンピュータの構成部品などハードウェアについて覚えておくことをまとめた記事です。自身の勉強用にまとめた内容を共有する形で記事にしております。私も資格試験を受ける予定ですので一緒に頑張れれば幸いです。是非サイト内見ていってください。

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コンピュータの構成

コンピュータの構成は下記です。

  • CPU(制御装置)
  • CPU(演算装置)
  • 記憶装置
  • 入力装置
  • 出力装置

順番に説明していきます。

CPU(制御装置)とは?

記憶装置からプログラムの命令を取り出して解読し、各装置に指示を出す部分。

CPU(演算装置)とは?

四則演算や論理演算など主に計算を行う部分。

CPUに関しては他にも重要な事項がありますので別で記事にまとめております。そちらを参照ください。

【基本情報資格】CPUとは?

記憶装置とは?

データやプログラムを記憶する部分。半導体メモリが使用されております。

半導体メモリとは?

半導体メモリには代表的な2つが存在します。

  • RAM(ラム)
  • ROM(ロム)

RAM

読み書きができるメモリ。電源を切ると全て消える。さらに下記のように分類されている。

  • DRAM(ディーラム)
  • SRAM(エスラム)
DRAM(ディーラム)

大容量で安価。再読み込みを定期的に行う必要がある。主記憶に使用されます。

SRAM(エスラム)

小容量で高価。電源に繋がっている場合は記憶容量を常に保持している。キャッシュメモリなどに使用されます。

ROM

読み出し専用のメモリ。(ただし、最近は読み書きできる場合も。)電源を切ってもデータは消えない。

代表的な回路

2つの安定した状態をもち、1ビットの情報を記録する回路のことを「フリップフロップ回路」といいます。

キャッシュメモリ

記憶装置にはキャッシュメモリも存在します。こちらは主記憶よりも高速で、CPUと主記憶の間に存在するメモリです。主記憶から随時データを取得していると動作が遅くなるので、動きの早いキャッシュメモリに主記憶からデータを先にとっておき、そのキャッシュメモリから使用する都度データを取得するようにすることで効率が上がります。

キャッシュメモリに関しては他にも計算など重要な事項があるので別記事にまとめております。下記参照ください。

【基本情報資格】キャッシュメモリについて。

補助記憶装置

補助記憶装置は主記憶と違い電源が消えてもデータが残ります。4つご紹介します。

  • 磁気ディスク装置(HDD(ハードディスク))
  • フラッシュメモリ
  • SSD
  • 光ディスク

それぞれ一長一短です。

磁気ディスク装置(HDD(ハードディスク))

磁性体を塗った円板。磁気ヘッドを移動させながらデータを読み書きする装置。各名称は下記画像を参照。

http://park12.wakwak.com/~eslab/pcmemo/hdisk/index.htmlより引用

データ保存とセクタのルールは下記のようになっています。

  • データはセクタ単位で保存
  • 1つのセクタでデータが溢れる場合は複数のセクタを同時に使用
  • セクタ内には1つのデータしか存在できない(セクタ内で余った部分は無駄な領域になる)

アクセス時間は下記です。

「位置決め時間」+「回転待ち時間」+「データ転送時間」

また、データの読み書きが頻繁にされることでデータの保存セクタが同一トラックの隣ではなく離れた場所でバラバラに保存されることがあります。この現象を「フラグメンテーション」といいます。

これを解消するのが「デフラグ」です。

フラッシュメモリ

電気的に一部や全部のデータを書き直すことができる半導体メモリ。USBやSDカードなどが有名です。

SSD

フラッシュメモリを用いた磁気ディスクの代わり。

光ディスク

レーザー光を使ってデータの読み書きを行う記憶媒体。

入力装置とは?

コンピュータ外部からプログラムやデータを読み込む部分。

  • キーボード
  • マウス
  • タブレット
  • イメージスキャナなど

バーコードリーダーを用いた商品販売のリアルタイム管理を行うシステムのことをPOSシステムという。

ICチップで有名なものはRFID。極小のICチップにアンテナを組み合わせた電子荷札。

出力装置とは?

コンピュータ内部で処理したデータを外部に書き出す部分。

  • ディスプレイ
  • プリンター
  • スマホなど

ちなみにスマホは入力出力部分が一体化している。

入出力インターフェイス

入出力の補足ですが、インターフェイス部分となるUSBや無線などに関してのまとめです。

  • USB
  • HDMI
  • Bluetooth
  • Zigbee

必要な事項のみをまとめて見ます。

USB

USBはPCとその周辺機器を接続する標準的なシリアルインターフェイスです。1ビットづつデータを転送するのが特徴。ハブを用いることで、最大127台までPCを繋ぐことができる。また、USBは規格が存在し、規格ごとに最大転送速度が変わってくる。(TypeA/TypeCなど)

HDMI

HDMIは映像をやり取りする際に使用されるインターフェイス。映像・音声・制御信号を1本のケーブルで送れるという点が強み。

Bluetooth

消費電力が少なくIoTデバイス向き。また、免許不要の2.4GHzの電波を利用した無線のインターフェイス。

Zigbee

こちらもBluetoothと同様機能を持つインターフェイス。違いはBluetoothよりも電波の届く範囲が狭いく、消費電力がBluetoothよりもさらに少ないことが特徴です。

ハードウェアとソフトウェアについて

上記のPC構成は物理的に存在しているものがハードウェアです。これに対して、PC内で動いているソフト(ExcelやWordなど)をソフトウェアといいます。

プログラム記憶方式

プログラム記憶方式とは主記憶に記憶されたプログラムをCPUが取り出し、解読・実行する方式です。ハードの変更なしでプログラムの変更のみで様々な処理を行うことができます。

プログラム格納方式とも呼ばれています。

では今回のでは今回の記事は以上です。基本情報資格の勉強は継続して行っていきますので引き続き記事更新していきます。「本情報用語まとめ

本記事を読んでいただき感謝です。サイトを訪れていただいた方はプログラミング勉強中かと思いますのでプログラミング勉強のコツを合わせてご紹介。

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