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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- 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
- 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
- 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
確認クイズ(ITパスポート試験の形式)
- DRAM
- SSD
- HDD
- 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。
- 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
- 電源を切っても内容が消えない、大容量の記憶装置
- 機器同士を数m程度の距離で無線接続する規格
- 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。
- レジスタ → キャッシュメモリ → 主記憶 → HDD
- キャッシュメモリ → レジスタ → 主記憶 → HDD
- 主記憶 → キャッシュメモリ → レジスタ → HDD
- 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。
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」
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…」
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」
- 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」
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!」
- 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!」