第２章 コンピュータの基本 電子制御設計製図Ⅰ

コンピュータの五大機能

ＣＰＵ（中央処理装置） 主に演算装置と制御装置の機能をまとめたハードウェアで，CPUの能力によって，コンピュータシステム全体の性能が大きく左右される． IntelCore2DuoE6600 Athlon 64 X2 E6 3800+

計算機の構造（デスクトップ型）

CPUの能力 一度に処理できる情報量と命令の処理速度（1秒間に実行できる命令の数）などで表現される． 動作周波数の単位は「GHｚ」であり，この値が大きいほど処理能力が高い．（ただし，クロック周波数では種類の異なるCPU間の処理速度の比較は行えない）

バス（BUS) CPUへデータを渡したり，CPUで処理したデータや　制御信号を他の装置へ伝達したりするデータ転送路

バス（BUS) 内部バス CPU内部でデータや制御信号をやりとりする伝送路．パラレル(8，16，32ビット)に処理を行う． 外部バス 拡張バス 　CPUと周辺機器との間でデータや制御信号をやりとりする伝送路．ハードディスクやグラフィックカード等を制御

拡張バスの種類 種類 バス幅 転送速度 備考 ISA 16 8Mbps PCI 32，64 132～533Mbps AGP 32 PC/AT互換機の標準バス，現行製品には不採用 PCI 32，64 132～533Mbps 現行PCの標準バス AGP 32 266～2128Mbps グラフィック専用バス。PCIでは対応できなくなったため PCI Express 32, 64 5Gbps PCIバスをさらに高速化させた規格。最近の主流

チップセット チップセット：半導体チップの集まり CPU、メモリ、拡張バス等のデータのやりとりを行うLSI ノースブリッジ：メモリとのデータのやり取りを担当 サウスブリッジ：I/Oとのデータのやり取りを担当

主記憶装置（メモリ） 書き込みの可否 電源OFF時の振る舞い 書き込み可能：RAM (Random Access Memory) 読み出しのみ：ROM (Read Only Memory) 電源OFF時の振る舞い 揮発性：電源 OFF で忘れてしまう パソコンに搭載されている RAM は揮発性 不揮発性：データは消えない ROM は不揮発性． 電源を入れた直後の動作を決める パソコンには少しだけしか搭載されていない 組み込み機器のプログラムは全て ROM に格納されている

主記憶装置（メモリ） 最近は「書き込み可能・不揮発」なメモリが増加 フラッシュメモリ（デジタルカメラの記憶媒体）など 読み書きが遅く，また書き込みに多くの電力が必要

RAM SRAM DRAM ・リフレッシュ不要 ・アクセスは高速で消費電力が少ないが，高価，回路が複雑 ・キャッシュメモリに使われる． 　・リフレッシュ不要 　・アクセスは高速で消費電力が少ないが，高価，回路が複雑 　・キャッシュメモリに使われる． DRAM 　・リフレッシュと呼ばれる再度読み込みが必要 　・アクセスは低速で消費電力も大きいが，安価，回路が単純 　・メモリに使われる． -キャッシュメモリ- 　・1次キャッシュ(L1)と2次キャッシュ(L2)がある 　・CPUの演算に使用（L1） 　・CPUとメモリ間のデータ転送速度を改善して処理速度を上げるために実装(L2)

補助記憶装置 CD-R : CD-Recordable （１度だけ書き込み可） CD-RW CD-ReWritable （何度でも書き換え可） DVD-ROM,　　　　DVD-RAM, DVD-R,-RW, DVD+R,+RW ， Blue-ray Disk (BD) ハードディスク デスクトップPC用 ノートPC用 不揮発性メモリ USBメモリ SDカード

ハードディスク データを磁気的に（カセットテープのように）記録 不揮発性（電源を切っても消えない）

記憶装置の種類と特性 1011 1010 109 108 107 106 105 104 103 HD Flash 不揮発性 携帯内蔵 PC RAM PDA 組み込み リムーバブル CD DVD フロッピー 1KB 1MB 1GB 写真 ムービー メール

情報の量と単位 データの量は、ビットおよびバイトという単位を使って示す ビットは情報の細小単位で、2進数の1桁のこと １KB＝1024B １MB＝1024KB １GB＝1024MB １TB＝1024GB

ハードウェアと用いられる単位 装置の分類 装置名 単 位 単位の意味 処理装置（*注1） (演算装置＋制御装置) CPU MHz、GHｚ 単　位 単位の意味 処理装置（*注1） (演算装置＋制御装置) CPU MHz、GHｚ クロック周波数 記憶装置 主記憶装置（メインメモリ） MB 記憶容量 ハードディスク MB、GB フロッピーディスク KB、MB 光磁気ディスク（MO） CD－ROM CD－R CD－RW DVD－ROM GB DVD－RAM 入力装置 タブレット dpi 解像度（1インチ当たり） スキャナ 出力装置 ディスプレイ ドット（ピクセル） 解像度（横×縦のドット数） プリンタ プロッタ （*注1）JISでは演算・制御・主記憶装置をまとめたものを処理装置としている。

計算機の構造（デスクトップ型）

CD／DVD装置 ＣＤ－ＲＯＭドライブは、レーザ光をディスクの記憶面に当て、反射してくる光の強弱でデータを読みとっている

USBフラッシュメモリ 「USBマスストレージ」という仕様に対応し，パソコンに接続すると，自動的に外部記憶装置として認識される

その他のメモリ 様々な規格が乱立 CF （コンパクトフラッシュ） ハードディスク （マイクロドライブ）

その他のメモリ デジタルカメラ用フラッシュメモリ ｘD-Picture SDカード miniSDカード xD-Pictureカード（オリンパス，富士写真フイルムなど）・・・デジカメ

入力装置 キーボード 文字，数字，記号などを入力するパソコンの基本的な入力装置 ポインティングデバイス： 　　文字，数字，記号などを入力するパソコンの基本的な入力装置 ポインティングデバイス： 　　マウス，スティックポインタなどのコンピュータの画面上の位置情報（ポイント）を入力する装置（デバイス） OCR 　　手書き文字や印字を認識し，文字コードに変換する OMR 　　マークシートを読み取る装置 図形入力装置 　　イメージスキャナなどの図形や絵などを入力する装置 特殊入力装置 　　　タブレット，ディジタイザ

CADシステムの構成要素

入力装置：マウスの構造 メカニカル（機械式）マウス オプティカル（光学式）マウス

マウスを使うことのメリット コマンドを覚える必要がなく，直感的な操作が可能 ポインティングデバイスとしてはマウスが代表的 CUI : Character User Interface GUI : Graphical User Interface コマンドを覚える必要がなく，直感的な操作が可能 ポインティングデバイスとしてはマウスが代表的

ディスプレイ （a）ディスプレイ装置の解像度 ●ディスプレイに表示可能なドット数（横×縦）のことを解像度という。 　●ディスプレイに表示可能なドット数（横×縦）のことを解像度という。 　●解像度が大きいほど画面に表示可能な情報量が増える。 　●表示画面の大きさによって解像度が変化することはない。 （b）解像度に対応するインターフェース 　●XGA（1024×768），SXGA（1280×1024）等が代表的である。

CRTディスプレイ装置 表示装置にブラウン管（CRT）を使用したディスプレイ装置 Gateway EV500

液晶ディスプレイ （LCD： Liquid Crystal Display） ●CRTを用いたディスプレイに比べ，薄型・軽量・低消費電力であり，画面のちらつきがなく，疲れが少ない。 ①STN方式（Super Twisted Nematic） ②TFT方式（Thin Film Transistor） 　　●STN方式よりもTFTの方が画質，視野角が優れている． 　　●CRTデイスプレイと同等の画質を得ることが可能 Dell 2001FP HAS(20インチ)

出力装置： プリンタの分類 種 類 描画方式 特 長 ドットインパクト プリンタ インクリボンの裏からピンを押し付けて描画 ・低品質 出力装置： 　プリンタの分類 種　類 描画方式 特　長 ドットインパクト プリンタ インクリボンの裏からピンを押し付けて描画 ・低品質 熱転写プリンタ インクリボンに熱したピンを押し付けて溶けたインクを紙に転写し描画 ・高コスト ・高品質 感熱式プリンタ 感熱紙に熱したヘッドを押し付けて描画 ・時間による劣化 インクジェット ノズルから液体インクを噴射して描画 ・低コスト ・カラー描画可 レーザー レーザーによって感光ドラムに像を形成し、トナーを付着させて描画 ・高精度、高品質 ・普通紙使用可

出力装置： プロッタの分類 種 類 描画方式 特 長 ペンプロッタ ペンや紙を自動で動かして描画 ・基本的に単色 ・描画に時間 出力装置： 　プロッタの分類 種　類 描画方式 特　長 ペンプロッタ ペンや紙を自動で動かして描画 ・基本的に単色 ・描画に時間 インクジェット プロッタ インクジェットプリンタと原理は同じ ・低コスト ・カラー描画可 静電プロッタ 記録ヘッドに高電圧をかけて専用記録用紙に静電潜像を形成し、トナーを付着させて描画 ・高精度、高品質 レーザー レーザープリンタと原理は同じ ・普通紙使用可

拡張カード・拡張ボード 計算機の機能を拡張するときに使用 マザーボードに購入時に装備されている(オンボード) 種　類 説　　　　明 グラフィック ボード グラフィックアクセラレータ、ビデオカードとも。 画像、動画の高速表示専用の演算・記憶装置 サウンドボード 音声に対する機能を拡張する装置 ビデオキャプチャボード デジタルビデオ等の画像、動画をMPEG形式に変換可能。データ変換時にCPUを用いることが無い。 ネットワーク インターフェース カード(NIC) ネットワークに接続するための装置。LANボード(カード)とも。最近はデフォルトでマザーボードに機能があるものが多数。 マザーボードに購入時に装備されている(オンボード) ものもあるが、さらに高機能化を図れる

計算機の構造（デスクトップ型）

インターフェース シリアルインターフェース １本の伝送路を用いて情報を１ビットずつ転送 パラレルインターフェース 計算機と周辺機器を接続するために必要な情報の出入り口。 シリアルインターフェースとパラレルインターフェースが存在 　シリアルインターフェース 　　１本の伝送路を用いて情報を１ビットずつ転送 　パラレルインターフェース 　　複数の伝送路を用いて同時に複数ビットの通信

シリアルインターフェース ●RS-232C：モデムやプリンタなどの接続に用いる。 ●USB： パソコンと周辺機器を接続するインターフェース。 ハブ（HUB）と呼ばれる集線装置を用いることにより，最大　　　127台の装置を接続することが可能。 ホットスワップ（電源を入れた状態 　 でのプラグの着脱）対応。 通信速度1.5Mbps，12Mbps。2.0では480Mbps ●IEEE1394：通信速度400Mbps。　ディスクやデジタルビデオ の接続に用いられる。　64台の装置と接続可能。

パラレルインターフェース IDE (Integrated Device Electronics): E-IDE (Enhanced Integrated Device Electronics): ATA (Advanced Technology Attachment): 　高速シリアル化したSATAという規格も。 SCSI (Small Computer System Interface): セントロニクス GPIB (General Purpose Interface Bus) :

パラレルインタフェース 種類 備考 IDE 528MB E-IDE 8.4GB 4 台まで接続可能 144PB 最大容量 転送速度 備考 IDE 528MB 4.17MB/秒 HDDのみサポート 　2　台まで接続可能 E-IDE 8.4GB 16.7MB/秒 4 台まで接続可能 ATA 144PB （ATA/133） 33～133MB/秒 Serial ATA規格もある