応用情報技術者試験の範囲でプロセッサについて出題されます。
そこで、プロセッサについて簡単にまとめてみました!
プロセッサとは?
一言で!!プロセッサ(処理装置、CPU)は演算装置と制御装置の総称
プロセッサは、周辺機器からデータを受け取り、データを演算・加工し、メモリに記憶や、結果を出力したりする動作を行う装置です。
覚えといた方が良い用語
CISC( Complex Instruction Set Computer)
プロセッサの開発のアプローチ法の一つで、CISCは複雑な命令をVLSI(のちに説明)でワンチップ化することで、アーキテクチャ(簡単に言うと構造)は複雑になっても、全体として高速化を図ろうとする方式です。VLSIに収められた命令群をマイクロプログラム(ストアドロジック)と言います。
※VLSI ( Very Large Scale Integration) はIC(集積回路)のことで、ICのうち素子の集積度が10万個~1000万個程度のもののことを指します。
RISC ( Reduced Instruction Set Computer )
RISCもプロセッサ開発のアプローチの一つで、命令セットを使用頻度の高い簡易命令だけにとどめ、実行時間を向上させる方式です。
単一サイクルで1命令を実行します。(結線論理)←単純な命令を高速化
パイプライン制御
プロセッサ内部において複数の命令をオーバラップさせて実行させることで、見かけ上の実行速度を向上させる方式である。次の命令と前の命令を1ステージずつずらして実行する。
スーパスカラ方式は、パイプラインを複数持ち、命令を同時並行的に行う。
コンピュータアーキテクチャの分類
SISD…ノイマン型のコンピュータ(逐次処理)
SIMD…1命令で複数データを処理。(並列処理)
MISD…単一データを複数命令で処理。パイプライン
MIMD…複数データを複数命令で処理。マルチプロセッサ
ここでは、S=Single、M=Multiple、I=Instruction(命令)、D=dataと覚えましょう!
密結合マルチプロセッサ (Tightly Coupled MultiProcessor : TCMP)
密結合マルチプロセッサは、複数のプロセッサが主記憶やOSなどの資源を共有し、互いに同期を取りながら処理を進めていくシステム構成である。主記憶やOSを共有するのでプロセッサ数が増えると、並行処理の効率は低下します。
疎結合マルチプロセッサ (Loosely Coupled MultiProcessor : LCMP)
疎結合マルチプロセッサは、複数のコンピュータシステムをLANやWANで接続したシステム構成である。
マルチプロセッシング対称型と非対称型
対称型マルチプロセッシングは、複数のプロセッサを同時に利用して並行処理を行うマルチプロセッサの方式である。密結合マルチプロセッサにおいて、複数のプロセッサを同格に扱い動作させる。複数のプロセッサで同じ1つのメモリ空間を使用し、それぞれ情報を共有できるように設計されている。処理能力や耐障害性をの向上を図ることが出来ます。
それに対し、非対象マルチプロセッシングは、各プロセッサに役割を与えるマルチプロ瀬在の方式である。プロセッサごとに仕様や性能が異なり、動作するOSまでことなることもあるため、全体を管理するためのプロセッサを後世に含めるのが一般的です。
参考書
ここでは、用語について簡単にしか紹介していませんので、本格的に学習を行うのであれば参考書を買うことをお勧めします。
情報処理教科書 応用情報技術者テキスト&問題集を参考に記事を書きました。
わかりやすい参考書になっていますので、お勧めします。
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