コンピュータのしくみ
コンピュータ
コンピュータは主にCPU,RAM,ROM,IOでできています。
CPU
CPUはコンピュータの中心・心臓部です。計 算をしたり,比べて判断をしたりするところです。高速に読み書きできるレジスタを持っています。
bitは計算する桁数を表します。8桁の電卓より16桁の電卓の方が計算能力が高いということです。今はARMの32bit演算やパソコンの64bit演算があります。
MHzは周波数を表しています1MHzは1秒間に100万回そろばん玉を弾けるということに似ています。(実際には4回とか7回で一つの計算をします。)
RAM
ホワイトボードのようなもので,書いたり消したり書き換えたりすることができる装置です。その容量を示しています。
TK-80では高価なRAMは500bytesしか搭載されていませんでした。
2KByteならば1000文字分書けます。ノート1,2ページ分です。学校の黒板1枚分くらいですね。
最近のパソコンは1G~64Gバイトで,とてつもない容量です。
ラズベリーパイでは1Gから8Gのものがあります。
ROM
本の様に読む専用のメモリです。TK-80では768bytes搭載されていました。
マイコンではフラッシュROMといって1万回から100万回書き替えができるそうです。Arduinoの64Kならば64000bit32000文字の本ということです。1ページ2000文字ならば16ページになります。少しの容量ですが,小中学校の劇の台本位でしょう。
ARMでは512KBですので128ページ分です。ちょっとした本になります。
ハードディスクやSSD,SDカードもその代用になります。
IO(PIO)
インプット(I),アウトプット(O)(入力,出力)
ペリフェラルIO(PIO)とも言います。
PIN数が多いほどたくさんの機械を制御できます。出力はON,OFF,入力はデジタルとアナログが有ります。アナログ入力は電圧の大きさを知ることができます。
IOは0か1しかわからないのですがADやPWMを使っていろいろな表現をします。
アナログtoデジタル,電圧の大きさをデジタル数で表すことです。8bitならば256段階,10bitならば1024段階に分けることができます。0度から100度ならば0.1°まで表現できます。
DA変換は逆の動作です。
AD
PWM
一定時間内のパルスの数とパルスの形で出力機械を制御することができます。LEDの明るさを変えられます。寿命は短くなるようですが模型のモータも速さを変えることができます。













