📒 ミライのITパス日誌

第13話「パソコンが遅い!」

テクノロジ系 / コンピュータシステム ── テーマ:CPU・主記憶・補助記憶・キャッシュメモリ

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この話で覚える用語(7語)

CPUしーぴーゆー
中央処理装置。命令を読んで各装置を動かす「制御」と、計算をする「演算」を受け持つ、コンピュータの頭脳。1つのCPUに頭脳(コア)を複数持つものをマルチコアという。
クロック周波数くろっくしゅうはすう
CPUが動くタイミングを決める信号が、1秒間に何回刻まれるか。単位はHz(ヘルツ)。同じ種類のCPUなら、数字が大きいほど処理が速い。
主記憶しゅきおく
CPUが直接読み書きする、作業用の記憶装置。メインメモリともいい、主にDRAMが使われる。電源を切ると内容が消える(揮発性)。
揮発性きはつせい
電源を切ると記憶している内容が消える性質。主記憶のRAMは揮発性。ROMやSSD・HDDは電源を切っても消えない(不揮発性)。
補助記憶装置ほじょきおくそうち
データやプログラムを長く保存しておく装置。HDD・SSD・USBメモリなど。電源を切っても消えない(不揮発性)が、主記憶より遅い。
キャッシュメモリきゃっしゅめもり
CPUと主記憶の速さの差を埋めるため、よく使うデータを置いておく小さくて高速なメモリ。主記憶より速く、レジスタより遅い。
入出力インタフェースにゅうしゅつりょくいんたふぇーす
コンピュータと周辺機器をつなぐための規格。有線のUSB・HDMI、無線のBluetooth・NFCなど。

試験に出るポイント

覚え方:手元に近いほど速い
ここ試験に出る!

確認クイズ(ITパスポート試験の形式)

問1 電源を切ると記憶していた内容が失われる記憶装置はどれか。
  1. DRAM
  2. SSD
  3. HDD
  4. ROM
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正解:ア DRAM
主記憶に使われるDRAMは揮発性で、電源を切ると消えます。SSD・HDD・ROMは電源を切っても内容が残る不揮発性です。

問2 キャッシュメモリの説明として、適切なものはどれか。
  1. CPUと主記憶の速度差を埋めるため、よく使うデータを置く高速なメモリ
  2. 電源を切っても内容が消えない、大容量の記憶装置
  3. 機器同士を数m程度の距離で無線接続する規格
  4. CPUが1秒間に刻む動作の信号の回数
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正解:ア CPUと主記憶の速度差を埋めるため、よく使うデータを置く高速なメモリ
キャッシュメモリは速いCPUと遅い主記憶の間の「手元のメモ」。大容量で消えないのは補助記憶、近距離無線はBluetooth、信号の回数はクロック周波数です。

問3 記憶装置を、アクセスが速い順に並べたものはどれか。
  1. レジスタ → キャッシュメモリ → 主記憶 → HDD
  2. キャッシュメモリ → レジスタ → 主記憶 → HDD
  3. 主記憶 → キャッシュメモリ → レジスタ → HDD
  4. レジスタ → 主記憶 → キャッシュメモリ → HDD
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正解:ア レジスタ → キャッシュメモリ → 主記憶 → HDD
CPUに近いほど速い。CPU内部のレジスタがいちばん速く、次にキャッシュ、主記憶、補助記憶のHDDの順です。

▶ アプリでクイズに挑戦(間違えた問題は復習に残ります)

マンガのセリフ(文字版)

ミライ「このパソコン遅すぎる…!ファイルを開くだけで1分かかるんですけど!」

部長「新しいのを買ってやる!ただし一番安いやつな!」

ミライ「CPU?メモリ?SSD?…呪文にしか見えません…」

ツカサ先輩「パソコンの中身は作業部屋にたとえるとわかりやすいぞ」

🧑‍💼CPU = 作業する人命令を読んで、計算する🗂️主記憶 = 机の上作業中の資料を広げる場所片づける(電源OFF)と消える📚補助記憶 = 本棚資料をしまっておく場所電源を切っても残る
パソコンは作業部屋 人・机・本棚の3つで考える

ツカサ先輩「CPUは頭脳だ。各装置に指示する制御と、計算する演算をする」

ミライ「作業する「人」なんですね」

ツカサ先輩「速さの目安がクロック周波数。GHzの数字が大きいほど、テキパキ動く」

ツカサ先輩「頭脳(コア)を何個も持つのがマルチコア。4コアなら4人で手分けだ」

ミライ「わかった!私の机を大きくすれば、パソコンも速くなる!」

ツカサ先輩「ならん!たとえだ!主記憶(メモリ)を増やすんだ」

ツカサ先輩「机が広いと資料をたくさん広げられる。アプリを何個開いても遅くなりにくい」

ツカサ先輩「主記憶のRAMは揮発性。電源を切ると中身は消える」

ミライ「保存してない資料も!?じゃあ一生、電源を切りません!」

ツカサ先輩「停電したら同じことだ。だから「保存」で補助記憶装置にしまう」

ミライ「机の上から、本棚(HDD・SSD)にしまうんですね…」

種類たとえ電源を切ると主記憶(RAM・DRAM)机の上消える(揮発性)ROM壁の掲示消えない(読み出し専用)補助記憶(SSD・HDD)本棚消えない(不揮発性)
記憶装置のちがい ROMは「読むだけ」のメモリ。起動の手順などを入れておく

ミライ「CPUが速くても、机まで取りに行くのが遅いと待ちますよね?」

ツカサ先輩「鋭い。その差を埋めるのがキャッシュメモリ。よく使う物を手元に置くんだ」

速い・容量が小さい・高価レジスタCPUの中(手のひら)キャッシュメモリCPUのすぐそば(手元のメモ)主記憶(DRAM)机の上SSD本棚HDD奥の書庫遅い・容量が大きい・安価
記憶装置の速さの順 CPUに近いほど速い。でも小さくて高い
📝 メモ:覚え方:手元に近いほど速い
  • レジスタ=CPUの中。手のひら
  • キャッシュメモリ=手元のメモ。CPUと主記憶の速さの差を埋める
  • 主記憶=机の上(電源OFFで消える)
  • SSD=本棚 / HDD=奥の書庫(どちらも電源OFFでも残る)
  • 語呂:「レジでキャッシュ払い、主人はエスカレーターでエッチラオッチラ」
  • → レジスタ>キャッシュ>主記憶>SSD>HDD の順に遅くなる

ミライ「ついでに、プロジェクタにつなぐ穴はどれですか?」

ツカサ先輩「映像はHDMIだな。こういう接続の決まりを入出力インタフェースという」

🔌USBマウス・キーボード・USBメモリ有線。ケーブルから給電もできる📺HDMI映像と音声を1本のケーブルで送るテレビ・プロジェクタ🎧Bluetooth数m〜数十mの近距離無線ワイヤレスイヤホン・マウス💳NFC10cmほどにかざして通信する無線交通系ICカード・スマホ決済
よく出る入出力インタフェース 有線か無線か、どのくらいの距離かで区別する

ミライ「遅いのは机(メモリ)が狭くて、本棚がHDDだったから…!」

部長「よし、メモリ多め・SSDのモデルにせい!」

📌 ここ試験に出る!:ここ試験に出る!
  • CPU=制御と演算。クロック周波数が高いほど速い(同じ種類なら)
  • 電源を切ると消える(揮発性)→ 主記憶(DRAM)
  • CPUと主記憶の速度差を埋める → キャッシュメモリ
  • 速い順:レジスタ>キャッシュ>主記憶>補助記憶
  • かざして通信 → NFC / 近距離の無線 → Bluetooth
  • 映像と音声を1本で → HDMI

後日――

部長「ワシもメモリを増やしたぞ!手帳のメモ欄を倍にした!」

ミライ「そのメモじゃないです!!パソコンの主記憶です!」

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