
基本情報技術者試験(FE試験)はITの基礎を幅広く学べる国家試験です。50代主婦が独学で勉強してこれを取得できるのか!?
老眼が進み、日々記憶力が低下していくことに抗いながら、ブログでのアウトプットが理解を深める助けになると思い、日々、学んだことを少しずつ記録していきます。
50代、中高年でも、思い立ったが吉日! 人生やり残しのないように。
この記事で分かること(目次)
命令語(Instruction)とは?
コンピュータに対する命令のひとかたまりのことを「命令語」といいます。
CPUはこの命令語を1つずつ読み取り、実行していくことで処理を行っています。
命令語の構成
命令語は、主に以下の2つの部分から成り立っています:
- オペコード(操作コード):どんな操作をするかを示す部分(例:加算、転送 など)
- オペランド:操作の対象やデータの場所を示す部分(例:レジスタ名、メモリアドレス)
たとえば、「R1 に 5 を加える」という命令語は、ADD R1, 5
のように表され、
ADD
がオペコードR1, 5
がオペランド です。
命令実行サイクルとは?
CPUは命令語を以下のサイクルで処理しています。これを「命令実行サイクル(instruction cycle)」といいます。
1. 取り出し(フェッチ)
- メモリから命令語を読み取る
- プログラムカウンタ(PC)が次の命令のアドレスを指している
2. 解読(デコード)
- 命令語の内容(オペコードとオペランド)を解析する
3. 実行(エグゼキュート)
- 解読した内容に従って、レジスタやALUが動作する
4. 結果の書き戻し(ストア)※必要に応じて
- 処理結果をメモリやレジスタに保存する
この4つのステップをCPUは高速に繰り返しながら、様々な処理をこなしているんですね!
図でイメージ!(簡易版)
diffコピーする編集する+-------------------------+
| 1. 命令の取り出し | ← プログラムカウンタを参照
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↓
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| 2. 命令の解読 | ← オペコードを確認
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↓
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| 3. 命令の実行 | ← レジスタ・ALU が動作
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↓
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| 4. 必要なら書き戻し | ← 結果を保存
+-------------------------+
↓
次の命令へ(繰り返し)
学んだこと・気づいたこと
- 命令語はオペコード+オペランドで構成されている
- CPUは命令を1つ1つ取り出して、順番に処理している
- 一連の流れを命令実行サイクルという
- このサイクルが高速に繰り返されることで、私たちのパソコンやスマホがサクサク動いている!
明日の予定
次回は「メモリの階層構造」について学ぶ予定です。
キャッシュや主記憶、補助記憶の違いを理解して、より深くコンピュータの動作を追いかけてみます!