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【IT入門】CPUの命令実行手順に関して

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【IT入門】CPUの命令実行手順に関して

こんにちは😀

CPUに関して学ぶ機会があったので、備忘録として残しておきます。

CPUとは、central processing unitの略です。
日本語では、中央処理装置と訳します。
コンピュータの中枢部分にあたり、命令の解釈や実行の制御を行います。
その命令実行の手順や記憶装置に保持する手順をまとめました。
なお、以下に出てくるレジスタとはCPU内部にある記憶装置のことです。
命令手順の必要なフェーズで命令やデータを記憶します。

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CPUの命令実行手順

以下、その手順を並べてみます。

①命令の取り出し
②命令の解読
③対象データ読み出し
④命令の実行

それぞれ詳しくまとめてみましょう。

①命令の取り出し

命令がどこにあるかはプログラムカウンタ(次に実行する命令が入っているアドレスを記載するレジスタ)が保持しています。
そのアドレスを参照して命令を取り出し、命令レジスタ(命令を一時的に記憶するレジスタ)に保持します。
そして、次の命令に備えて、プログラムカウンタの値を1増加させます。

②命令の解読

命令レジスタには、命令部とオペランド部(処理対象となるデータを納めたメモリアドレスなどが入っている)から構成されています。
この命令部の中身が命令デコーダに送られます。
命令デコーダは命令部のコードを解読して、対象の装置に制御信号を飛ばします。

③対象データ読み出し

次に、命令レジスタのオペラント部を参照して対象データを読み出します。
この対象データは、演算処理の場合に使用する数値など処理に必要なデータを意味します。
この対象データを汎用レジスタ(特に機能を限定していないレジスタ)に記憶させます。

④命令の実行

仮に命令が演算処理であれば、汎用レジスタから対象のデータを取り出し、演算装置に渡し演算結果を受け取って汎用レジスタに記憶させて終了です。

あとは、処理を①に戻します。
未処理のプログラムカウンタがある限り、①〜④の処理を繰り返すイメージです。

今回の一言・・・

CPUは知っていてもその中の動きまでは意識しませんでした。
上記の処理を何ミリ秒という単位でこなすので信じられない量を処理するのでしょうね。

今回はここまで。

では、また次回。

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※今回の内容は、「キタミ式イラストIT塾 応用情報技術者」(株式会社技術評論社)を参考とさせていただきました。
試験を受けなくても、IT全体の内容を見やすい絵で説明してあるので基本を抑えるにはわかりやすくおすすめの一冊です。

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