(2) コンピュータの基本構成
中央演算装置(CPU)
命令・データ
の流れ
制御の流れ
制御装置
演算装置
入出力装置
主記憶装置
○ 中央演算装置(CPU)
コンピュータの中枢部分。
プログラムを実行し、各装置の制御や、
データの計算を行なう。
○ 主記憶装置
プログラムやデータを格納する
○ 入出力装置
プログラムやデータの入出力を行う
(3) 中央処理装置(CPU)の構成
中央処理装置(CPU)
制御装置
主記憶装置
演算装置
データバス
レジスタ
+
オペレーション
コード
命令
レジスタ
オペランド
プログラム
カウンタ
ALU
命令
デコーダ
プログラム
…
アドレスバス
○ 制御装置
命令に従って各装置を制御する。
○ 演算装置
演算を実行する。
データ
○ データバス
主記憶装置とCPU間のデータをやりとりする
○ アドレスバス
主記憶装置を読み書きするアドレスを送る
(3) 中央処理装置(CPU)の構成
中央処理装置(CPU)
制御装置
主記憶装置
演算装置
データバス
レジスタ
オペレーション
コード
命令
レジスタ
+
オペランド
プログラム
カウンタ
ALU
命令
デコーダ
…
アドレスバス
制御装置各部の役割
– 命令レジスタ
読み出された命令を一時格納する
– 命令デコーダ
命令を解読し、制御信号やアドレスを発生する
– プログラムカウンタ 命令が格納されているアドレスを示す
(3) 中央処理装置(CPU)の構成
中央処理装置(CPU)
制御装置
主記憶装置
演算装置
データバス
レジスタ
+
オペレーション
コード
命令
レジスタ
オペランド
プログラム
カウンタ
ALU
命令
デコーダ
…
アドレスバス
演算装置各部の役割
– 算術論理演算装置(ALU) 四則演算・論理演算・比較演算などを行う
– レジスタ
演算などに必要なデータを一時格納する
(4) 命令の実行
プログラム例
• 命令
メモリ
格納番地
命令長
1
0~2
3
LD REG, (100) メモリの100番地のデータをレ
ジスタREGに転送せよ
2
3
1
INC REG
3
4~6
3
LD (101), REG REGのデータをメモリの101番
地に転送せよ
• データ
1
命令
処理内容
REGのデータを+1せよ
処理前
処理後
メモリ
格納番地
データ
100
50
メモリ格納番地
データ
1
100
50
2
101
51
(4) 命令の実行
命令1の読み込み
中央処理装置(CPU)
制御装置
主記憶装置
演算装置
②
レジスタ
+
オペレーション
コード
命令
レジスタ
LD
2
LD
REG
(100)
3
INC
4
LD
(101)
REG
1
オペランド
REG, プログラム
(100) カウンタ
0→3
命令
デコーダ
0
ALU
5
…
6
①
…
100
101
50
命令1の解読・実行
主記憶装置
中央処理装置(CPU)
制御装置
演算装置
レジスタ
+
オペレーション
コード
命令
レジスタ
LD
50
オペランド
REG, プログラム
(100) カウンタ
3
命令
デコーダ
ALU
④
0
2
LD
REG
(100)
3
INC
4
LD
(101)
REG
1
5
…
6
③
…
100
101
50
命令2の読み込み
主記憶装置
中央処理装置(CPU)
制御装置
演算装置
②
レジスタ
+
オペレーション
コード
命令
レジスタ
INC
50
オペランド
プログラム
REG カウンタ
3→4
命令
デコーダ
ALU
0
2
LD
REG
(100)
3
INC
4
LD
(101)
REG
1
5
…
6
①
…
100
101
50
命令2の解読・実行
主記憶装置
中央処理装置(CPU)
制御装置
演算装置
レジスタ
+
オペレーション
コード
命令
レジスタ
INC
オペランド
プログラム
REG カウンタ
4
命令
デコーダ
0
51
③
3
INC
4
LD
(101)
REG
1
④
ALU
2
LD
REG
(100)
5
…
6
…
100
101
50
命令3の読み込み
主記憶装置
中央処理装置(CPU)
制御装置
演算装置
②
レジスタ
+
オペレーション
コード
命令
レジスタ
LD
51
オペランド
(101), プログラム
REG カウンタ
4→7
命令
デコーダ
ALU
0
2
LD
REG
(100)
3
INC
4
LD
(101)
REG
1
5
…
6
①
…
100
101
50
命令3の解読・実行
主記憶装置
中央処理装置(CPU)
制御装置
演算装置
レジスタ
+
オペレーション
コード
命令
レジスタ
LD
51
オペランド
(101), プログラム
REG カウンタ
ALU
7
命令
デコーダ
④
0
2
LD
REG
(100)
3
INC
4
LD
(101)
REG
1
5
…
6
③
…
100
50
101
51
まとめ
今回内容
○ コンピュータの基本構成と動作原理
(1) はじめに
(2) コンピュータの基本構成
(3)中央処理装置(CPU)の構成
(4) 命令の実行
次回予定
○ 命令とアドレッシング
(1) 命令の種類と形式
(2) メモリのアドレス指定
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