CPUの処理方式
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パイプライン制御
- コンピュータは命令取り出し段階と命令実行段階を繰り返し処理する(CPU処理の並列化)
- この命令の実行段階を複数の段階に分けて、次の命令を先読みして並列化して高速化することを「パイプライン方式」という
- 下記の図は、パイプライン制御を簡略に表現した図である
- (1)で命令1を読込む
- (2)で命令1は解読段階に進み、命令2を読込んでいる
- 以下同様に次々と命令を処理していく
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RISCとCISC
- RISC (Reduced Instruction Set Computer)
- 使用頻度の高い単純な命令だけを論理回路で実装してプログラムの高速な実行を目指したCPUで、ワークステーションによく用いられた
- パイプライン処理に適している
- CISC (Complex Instruction Set Computer)
- 多数の命令を備え個々の命令を高級言語に近づけ、複雑な処理を実行できるようにすることで処理能力の向上をはかっている
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最近のCPU
- 現在の多くのCPUはCISCであるが、RISCの構造を取り入れたものとなっており、この区別はあまり語られなくなってきている
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割り込み
- 割り込み処理とは
- 現在実行中のプログラムを中断して、別の処理を行うこと。終われば元の処理の続きを行う
- 割り込み処理を行うのは
- 同時に走っている複数のユーザプログラムの切り替えのため
- 外部事象の発生による緊急／優先処理のため
- 低速デバイスへの入出力においてその完了を待つ時
- 割り込み処理には優先度がつけられる
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スーパーコンピュータの処理方式
- 科学技術分野で頻繁に使われる行列計算などの大量の繰り返し演算を高速化するため、ベクトルプロセッサと呼ばれる特殊な演算装置を用いて並列処理を行なう方式
- パソコンなど小型のコンピュータ向けのマイクロプロセッサの飛躍的な性能向上と低価格化を受けて、近年では多数のマイクロプロセッサを接続して並列に動作させるスーパーコンピュータが増えている（グリッドコンピュータ）
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