【6日でできるC言語入門】コンピュータの内部構造

【6日でできるC言語入門】コンピュータの内部構造

　コンピュータは、現代社会のさまざまな場面で活躍していますが、その内部がどのような構造になっているのかを意識することは少ないかもしれません。
　しかし、プログラムがどのように動作し、データがどのように記録・処理されるかを理解するためには、コンピュータの内部構造の基本を知っておくことが不可欠です。

　本記事では、コンピュータの主要な内部構成要素や、それぞれの役割について詳しく解説します。これを理解することで、コンピュータの動作原理をより身近に感じられるでしょう。

１．コンピュータの基本構成

1.1. マザーボードと主要部品

現在のコンピュータは、多数のLSI（大規模集積回路）を搭載したマザーボード（基板）上に、CPUやメモリ、ハードディスク、各種インターフェースなどの部品を配置し、バスと呼ばれる電気信号の経路で結び付けられています。
この構成は、パソコンだけでなく、スマートフォンやタブレット、ゲーム機でもほぼ共通です。

1.2. バス（Bus）の役割

バスとは、CPU、メモリ、各種装置を相互に接続し、データや信号をやりとりするための通信路です。

バスの存在により、各部品は効率よく連携して動作できるようになっています。

２．主要な内部装置の役割

2.1. CPU（中央処理装置）

CPU（Central Processing Unit）は、コンピュータの中枢となる処理装置です。
CPUは、プログラムに従いデータの計算や判断を行い、必要に応じて他の装置を制御します。

• プログラムは通常メモリに記録されており、CPUはメモリから命令やデータを読み出して処理を実行します。
• 計算や処理の結果は再びメモリへ書き戻されます。

例：「1+2」の計算の場合

1. メモリから命令とデータ（1と2）をCPUが読み出す。
2. 計算（1+2）をCPUが実行
3. 結果（3）をメモリに書き込む。

2.2. メモリ（Memory）

　メモリは「記憶装置」で、プログラムやデータを保存する役割を持ちます。主にRAM（ランダムアクセスメモリ）とROM（リードオンリーメモリ）に分けられます。

メインメモリ（DRAM）

コンピュータの中心的なメモリ。
アドレス（番地）でデータを管理し、CPUが頻繁にアクセスします。

キャッシュメモリ（SRAM）

CPU内部または近くに配置され、非常に高速なメモリ。
メインメモリのデータを一時的に保存し、CPUの処理を加速します。

フラッシュメモリ

電源を切っても内容が消えない半導体メモリ。
USBメモリやSDカード、SSDなどに使われています。

2.3. ストレージ（2次記憶装置）

メインメモリとは別に、電源OFFでもデータを保持するための装置です。

• ハードディスク（HDD）
  磁性体の円盤を高速回転させて情報を記録します。大量のデータ保存に向いています。
• SSD（Solid State Drive）
  フラッシュメモリを利用した記憶装置。HDDより高速で衝撃に強いのが特徴です。
• 外部メディア
  USBメモリ、SDカード、CD/DVDなど。

まとめ

　コンピュータの内部構造は、CPU・メモリ・ストレージなどの装置が、バスで連携して動作することで成り立っています。それぞれの装置の役割や特徴を理解することで、コンピュータがどのようにプログラムを実行し、データを管理しているかがイメージしやすくなります。

　プログラミングを学ぶうえでも、こうした基礎知識がしっかり身についていれば、今後の理解や実践がよりスムーズになるでしょう。