Ibaraki Univ. Dept of Electrical & Electronic Eng.
Keiichi MIYAJIMA
2009. 4.13
教科書：
春日 健，舘泉 雄治：計算機システム，コロナ社， 2005 年， ISBN 4-339-01197-5
参考書：
柴山 潔：コンピュータアーキテクチャの基礎 , 近代科 学社 ,2003 年
教科書および参考書 教科書および参考書 教科書および参考書 教科書および参考書
レポートの〆切と提出 レポートの〆切と提出 先 先
レポートの〆切と提出 レポートの〆切と提出 先 先
レポート提出先：
E6 棟（電気電子南棟）４ F404 室（宮島教員 室）前
レポート BOX レポート〆切：
講義の翌日（火曜日） PM １：００頃
授業に関する質問は、 E-mail でも受け付けます。
質問がある場合は、下記のアドレス宛にメ－ルを送って 下さい。
授業に関する情報は、下記のホ－ムペ－ジを見てください
。
http://fm.ee.ibaraki.ac.jp/index.html
質問および授業に関する情報 質問および授業に関する情報 質問および授業に関する情報 質問および授業に関する情報
コンピュータの基本 コンピュータの基本
構成と動作原理
構成と動作原理
コンピュータの基本構 コンピュータの基本構 成 成
コンピュータの基本構
コンピュータの基本構
成 成
コンピュータの基本構 コンピュータの基本構 成 成
コンピュータの基本構
コンピュータの基本構
成 成
コンピュータの基本構 コンピュータの基本構 成 成
コンピュータの基本構
コンピュータの基本構
成 成
コンピュータの基本構 コンピュータの基本構 成 成
コンピュータの基本構
コンピュータの基本構
成 成
コンピュータの基本構 コンピュータの基本構 成 成
コンピュータの基本構
コンピュータの基本構
成 成
コンピュータの基本構 コンピュータの基本構 成 成
コンピュータの基本構 コンピュータの基本構 成 成
マザーボー ド
コンピュータの５大装 コンピュータの５大装 置 置
コンピュータの５大装 コンピュータの５大装 置 置
１．入力装 置
２．出力装 置
３．記憶装 置４．演算装 置５．制御装 置
コンピュータの５大装 コンピュータの５大装 置 置
コンピュータの５大装 コンピュータの５大装 置 置
１．入力装 １．入力装 置置
２．出力装 置
３．記憶装 置４．演算装 置５．制御装 置
コンピュータの５大装 コンピュータの５大装 置 置
コンピュータの５大装 コンピュータの５大装 置 置
１．入力装 置２．出力装 ２．出力装 置置
３．記憶装 置４．演算装 置５．制御装 置
コンピュータの５大装 コンピュータの５大装 置 置
コンピュータの５大装 コンピュータの５大装 置 置
１．入力装 置
２．出力装 置
３．記憶装 ３．記憶装 置置
４．演算装 置５．制御装 置
コンピュータの５大装 コンピュータの５大装 置 置
コンピュータの５大装 コンピュータの５大装 置 置
１．入力装 置
２．出力装 置
３．記憶装 置４．演算装 ４．演算装 置置５．制御装 ５．制御装 置置
コンピュータの５大装 コンピュータの５大装 置 置
コンピュータの５大装 コンピュータの５大装 置 置
入出力制御装置は「５大装置」には含まれな い！！
コンピュータの動作原 コンピュータの動作原 理 理
コンピュータの動作原 コンピュータの動作原 理 理
コンピュータはどのように動いているのか？
簡単に説明する。
コンピュータの動作原 コンピュータの動作原 理 理
コンピュータの動作原 コンピュータの動作原 理 理
命令命令 命令命令
・・・・
・・ デーデー
タタ デーデー タ結タ結
果果
主記憶装置 主記憶装置
プログラムカウン
命令レジスタ タ
アドレスレジ
制御装置スタ
制御装置
Ａレジスタ Ｂレジス タ 演算回路
演算装置演算装置
① プログラムカウンタ の値 に従って読み出 すべき 主記憶装置 のアドレス が指定 される
コンピュータの動作原 コンピュータの動作原 理 理
コンピュータの動作原 コンピュータの動作原 理 理
命令命令 命令命令
・・・・
・・ デーデー
タタ デーデー タ結タ結
果果
主記憶装置 主記憶装置
プログラムカウン
命令レジスタ タ
アドレスレジ
制御装置スタ
制御装置
Ａレジスタ Ｂレジス タ 演算回路
演算装置演算装置
② 主記憶装置のアドレ ス の内容（命令）
が命令 レジスタに 読み出され る
コンピュータの動作原 コンピュータの動作原 理 理
コンピュータの動作原 コンピュータの動作原 理 理
命令命令 命令命令
・・・・
・・ デーデー
タタ デーデー タ結タ結
果果
主記憶装置 主記憶装置
プログラムカウン
命令レジスタ タ
アドレスレジ
制御装置スタ
制御装置
Ａレジスタ Ｂレジス タ 演算回路
演算装置演算装置
③ プログラムカウンタ の 値がインクリメ ント（＋１） される
コンピュータの動作原 コンピュータの動作原 理 理
コンピュータの動作原 コンピュータの動作原 理 理
命令命令 命令命令
・・・・
・・ デーデー
タタ デーデー タ結タ結
果果
主記憶装置 主記憶装置
プログラムカウン
命令レジスタ タ
アドレスレジ
制御装置スタ
制御装置
Ａレジスタ Ｂレジス タ 演算回路
演算装置演算装置
④ 命令レジスタの内容 に よりアドレスレ ジスタが 読み出すべ きデータの アドレス を示す
コンピュータの動作原 コンピュータの動作原 理 理
コンピュータの動作原 コンピュータの動作原 理 理
命令命令 命令命令
・・・・
・・ デーデー
タタ デーデー タ結タ結
果果
主記憶装置 主記憶装置
プログラムカウン
命令レジスタ タ
アドレスレジ
制御装置スタ
制御装置
Ａレジスタ Ｂレジス タ 演算回路
演算装置演算装置
⑤ そのアドレスに格納 され ているデータを 読み出 す指示をす る
コンピュータの動作原 コンピュータの動作原 理 理
コンピュータの動作原 コンピュータの動作原 理 理
命令命令 命令命令
・・・・
・・ デーデー
タタ デーデー タ結タ結
果果
主記憶装置 主記憶装置
プログラムカウン
命令レジスタ タ
アドレスレジ
制御装置スタ
制御装置
Ａレジスタ Ｂレジス タ 演算回路
演算装置演算装置
⑥ データがＡレジスタ に読 み出される
コンピュータの動作原 コンピュータの動作原 理 理
コンピュータの動作原 コンピュータの動作原 理 理
命令命令 命令命令
・・・・
・・ デーデー
タタ デーデー タ結タ結
果果
主記憶装置 主記憶装置
プログラムカウン
命令レジスタ タ
アドレスレジ
制御装置スタ
制御装置
Ａレジスタ Ｂレジス タ 演算回路
演算装置演算装置
⑦ 命令レジスタの指令 に 基づいてＡレジ スタの内 容とＢレジ スタの内容 が演算 回路によって処 理さ れる
演算結果は一旦Ａレ
コンピュータの動作原 コンピュータの動作原 理 理
コンピュータの動作原 コンピュータの動作原 理 理
命令命令 命令命令
・・・・
・・ デーデー
タタ デーデー タ結タ結
果果
主記憶装置 主記憶装置
プログラムカウン
命令レジスタ タ
アドレスレジ
制御装置スタ
制御装置
Ａレジスタ Ｂレジス タ 演算回路
演算装置演算装置
⑧ アドレスレジスタが 処理 結果を格納すべ きアド レスを指定 する
コンピュータの動作原 コンピュータの動作原 理 理
コンピュータの動作原 コンピュータの動作原 理 理
命令命令 命令命令
・・・・
・・ デーデー
タタ デーデー タ結タ結
果果
主記憶装置 主記憶装置
プログラムカウン
命令レジスタ タ
アドレスレジ
制御装置スタ
制御装置
Ａレジスタ Ｂレジス タ 演算回路
演算装置演算装置
⑨ 結果が格納される
コンピュータの動作原 コンピュータの動作原 理 理
コンピュータの動作原 コンピュータの動作原 理 理
命令命令 命令命令
・・・・
・・ デーデー
タタ デーデー タ結タ結
果果
主記憶装置 主記憶装置
プログラムカウン
命令レジスタ タ
アドレスレジ
制御装置スタ
制御装置
Ａレジスタ Ｂレジス タ 演算回路
演算装置演算装置
⑩ ① から⑨を繰り返し
、プ ログラムを逐次 実行す る
コンピュータの動作原 コンピュータの動作原 理 理
コンピュータの動作原 コンピュータの動作原 理 理
命令命令 命令命令
・・・・
・・ デーデー
タタ デーデー タ結タ結
果果
主記憶装置 主記憶装置
プログラムカウン
命令レジスタ タ
アドレスレジ
制御装置スタ
制御装置
Ａレジスタ Ｂレジス タ 演算回路
演算装置演算装置
ＣＰＵとは制御装置と演 算装置を合わせたもの
ＣＰＵＣＰＵ
コンピュータの動作原 コンピュータの動作原 理 理
コンピュータの動作原 コンピュータの動作原 理 理
命令命令 命令命令
・・・・
・・ デーデー
タタ デーデー タ結タ結
果果
主記憶装置 主記憶装置
プログラムカウン
命令レジスタ タ
アドレスレジ
制御装置スタ
制御装置
Ａレジスタ Ｂレジス タ 演算回路
演算装置演算装置
命令やデータが主記憶装 置とＣＰＵを言ったり来 たりしている
コンピュータの動作原 コンピュータの動作原 理 理
コンピュータの動作原 コンピュータの動作原 理 理
取り出し取り出し
サイクルサイクル 解読・実行解読・実行 サイクルサイクル
ＣＰＵの動作サイクル ＣＰＵの動作サイクル
サイクルの速度を 表す数字
コンピュータの動作原 コンピュータの動作原 理 理
コンピュータの動作原 コンピュータの動作原 理 理
命令命令 命令命令
・・・・
・・ デーデー
タタ デーデー タ結タ結
果果
主記憶装置 主記憶装置
プログラムカウン
命令レジスタ タ
アドレスレジ
制御装置スタ
制御装置
Ａレジスタ Ｂレジス タ 演算回路
演算装置演算装置
命令やデータが主記憶装 置とＣＰＵを言ったり来 たりしている
コンピュータの動作原 コンピュータの動作原 理 理
コンピュータの動作原 コンピュータの動作原 理 理
命令命令 命令命令
・・・・
・・ デーデー
タタ デーデー タ結タ結
果果
主記憶装置 主記憶装置
プログラムカウン
命令レジスタ タ
アドレスレジ
制御装置スタ
制御装置
Ａレジスタ Ｂレジス タ 演算回路
演算装置演算装置
この部分の性能もコンピ ュータの速度を左右する
コンピュータの動作原 コンピュータの動作原 理 理
コンピュータの動作原 コンピュータの動作原 理 理
命令命令 命令命令
・・・・
・・ デーデー
タタ デーデー タ結タ結
果果
主記憶装置 主記憶装置
プログラムカウン
命令レジスタ タ
アドレスレジ
制御装置スタ
制御装置
Ａレジスタ Ｂレジス タ 演算回路
演算装置演算装置
コンピュータの動作原 コンピュータの動作原 理 理
コンピュータの動作原 コンピュータの動作原 理 理
取り出し取り出し
サイクルサイクル 解読・実行解読・実行 サイクルサイクル
プログラム内蔵方式 プログラム内蔵方式
（ストアドプログラム方
（ストアドプログラム方
式） 式）
本日の課題 本日の課題 本日の課題 本日の課題
１．コンピュータの５大装置とは何か？
装置名とそれぞれの主な役割を述べ よ
２．コンピュータの構成要素（５大装置）
のうち、命令を取り出し、解釈して、その 命令が実行されるように他の装置へ動作指 示するとともに、次に実行するアドレスを 決める機能をもつ装置は何か？（平成１０年春期 基本情報処理技術者試
験）
