コンピュータ処理の 4 つのコンポーネントとは?

コンピュータには、中央処理装置 (CPU)、一次メモリ、入力装置、および出力装置の 4 つの主要コンポーネントがあります。システム バスは 4 つのコンポーネントすべてを接続し、それらの間で情報の受け渡しと中継を行います。このタイプのコンピュータ構成とアーキテクチャは、最初の現代的なデジタル コンピュータの理論と設計を完成させたジョン フォン ノイマンにちなんで「フォン ノイマン マシン」と呼ばれます。

CPU

コンピュータ科学者は通常、CPU をコンピュータの「頭脳」と呼んでいます。これは、プログラムが実行される場所であるためです。プログラムとは、ファイルをプリンターに送信する、ブラウザー ウィンドウを開く、音楽やビデオを再生するなど、特定のタスクを実行する方法をコンピューターに指示する一連の命令です。

CPU はさらに 3 つの小さなコンポーネントに分割されます。演算ユニットはすべての単純な数学計算を処理します。制御ユニットはコンピュータプログラムの命令を解釈します。命令解読ユニットはコンピュータプログラミング命令をマシンコードに変換する。マシンコードは、コンピューター内のすべてのコンポーネントが理解できる基本的な言語です。

メモリ

CPU が特定のコンピューター プログラム命令セットをマシン コードに変換すると、そのマシン コードをプライマリ ストレージまたはメモリに格納します。マシンコードは、データまたは命令のいずれかとして扱われます。 CPU はメモリからデータと命令をフェッチし、命令を使用してデータを操作し、結果と次の命令セットをメモリに送り返します。

入力単位

入力ユニットとは、キーボード、ハード ドライブ、ネットワーク カードなど、コンピュータに情報を供給するために使用するすべてのデバイスです。これらのデバイスは、本質的に、目や耳が脳に情報をもたらすのと同じように、「外界」からコンピュータにデータをもたらします。各入力デバイスには、CPU とプライマリ メモリに接続する独自のハードウェア コントローラーがあり、CPU に使用方法を指示する一連の命令があります。

出力単位

出力ユニットは、プリンター、モニター、スピーカーなど、ユーザーに情報を伝えるためにコンピューターが使用するデバイスです。たとえば、コンピューターのモニターに表示されるものはすべて、メモリ内のマシン コードとして始まります。 CPU はそのマシン コードを受け取り、モニターのハードウェアで必要な形式に変換します。次に、モニターのハードウェアがその情報をさまざまな光強度に変換して、文字や画像が見えるようにします。

システム バス

システム バスは、コンピュータの 4 つのコンポーネントが相互に通信できるようにします。システムバスは、データと命令を送信します。また、データと命令がプライマリ メモリのどこから来て、結果がどこに行くべきかを CPU に伝えるアドレスも送信します。