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ビット数と情報量について
CPUのビット数が32 から 64 になると，CPUの処理効率が上がると思います。 ビット数は，CPUの中で1度に扱える情報量だと思いますが， 32 → 64 にビット数が上がれば扱える情報量が増えるのは分かるのですが この「情報量」とは，なんでしょうか？ Windows で Word を起動すれば情報は１つ，その後にパワーポイントを起動すれば情報は2つですか？ 「情報量」のイメージが持てないのですが，いかがでしょうか？
- kirakira_star_
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「１度に扱える情報量」ではなく「１度に処理できる能力」と考えられるとわかりやすいかと。 大きな箱の中に同じ大きさのパチンコ玉が大量に入っている状況があるとします。 その箱にパチンコ玉が何個入っているかを勘定するのに、「３２個の区切りがあり一度に３２個を勘定できるマス」を使って勘定するか、「６４個の区切りがあり一度に６４個を勘定できるマス」を使うか、と考えるとわかりやすいかと。 ＞Windows で Word を起動すれば情報は１つ，その後にパワーポイントを起動すれば情報は2つですか？ 違います。 Wordでたとえると ・メニューバーにいろいろなメニューを表示する ・背景を表示する ・キーボードから文字列が入力されるかどうかを監視する ・入力された文字列を表示する ・その文字を表示するにあたり、指定されたフォント、及び文字の大きさで表示する など、さまざまな処理が行われています。 「Wordという区切りで１つの情報」ではありません。 わかりやすく言うと、中華料理店でラーメンを注文するとします。 ラーメンは１つですが、そのラーメンを作るのに ・注文を取り、それを厨房に伝え、できあがった料理を運ぶ人 ・厨房でラーメンを茹でる人 ・会計をする人 ・食べ終わった丼を洗う人 等多々な要素がありますよね。 たとえば店主一人しかいないラーメン店の場合、「注文を取る→ラーメンを茹でる→ラーメンを盛り付ける→配膳する→食べ終わった丼を下げ膳する→会計の処理をする→丼を洗う」等をすべて一人で行う必要があります。 それに対し、店員が多数いるラーメン店の場合、これらの作業が並行して行える、ということになります。 これが「ビット数が増えると処理量が増える」ということになります。 それと一緒でWordが動いている最中も、裏ではさまざまな情報が処理されています。「Wordというひとくくりの情報」で考えられるとわかりにくいのですが、裏ではさまざまなことが行われている、と考えるとわかりやすいでしょう。 以上、ご参考まで。
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- SPROCKETER
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８ビットから考えるとわかりやすいのですが、たとえば、８ビットパソコンでは１倍としか扱えませんから、８ビット単位の情報量という話になります。それでは、８ビットの情報量とはどういうものでしょうか。以下のようなものです。 １．文字などのキャラクタ表現 ２５６種類のフォントキャラクタを選べる。 ２．グラフィックの色数表現 １ドットの色数が２５６色まで表現出来る。 ３．音声出力 ＰＣＭ音源で２５６諧調の音声出力が出来る。 実際には８ビットパソコンには多くの制約があって、上記のような表現は出来ないのですが、情報量としては、こういう考え方が出来るわけです。従って、３２ビットならば４０億を超える表現が、６４ビットであれば、さらに４０億倍を超える表現が可能という話になります。 もちろん、理論上の話であって、３２ビットでも、６４ビットでも、表現出来る範囲に違いはありません。レジスタが扱えるデータ量に違いがあるという話なのです。
- bardfish
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ハードウェアとしてのCPUについて多少解説します。 CPUには「データバス」「アドレスバス」という電気端子があります。 バス幅がそのままビット数になることも多い。 ですがデータとアドレスのピン数が異なる場合もある。 データバスというのは１サイクルで扱えるデータのビット数で、アドレスバスというのは利用できるメモリアドレスの番地の数(量)に影響を与えます。 最近はやりの高級言語では意識しなくても良くなりましたが、アセンブラをやるときには絶対に知っておかなくてはならないのが「レジスタ」というCPUが持っているメモリ。 レジスタの幅はだいたい８の階乗になっているはず。 昔はザイログとインテルとモトローラのアセンブラを勉強していました。モトローラはX68000という実機があったので純正のコンパイラを購入してプログラミングしていたものです。ついでにCPUの足の用途も勉強しました。MC68000くらいならまだ理解できます。 現在のCPU(Core シリーズやRyzenシリーズ)はCPUの形状(足の出ている場所)が68kとは異なり複雑になってきているので憶える気にはなりませんw で、「情報量」となると私は「バス幅」を真っ先に思い浮かべてしまいます。 アセンブラの一つのニーモニックで何桁のビットを扱えるか、若しくはメモリアドレスを何所まで扱えるかと言うのが情報量の基本になる手考えます。 その上で、C言語のようにInt型やDouble Int型など考えていきます。 ちなみに、IntelとMotorolaではInt型のビット幅が異なっていたりします。IntelのInt型16ビット、MotrolaのInt型は32ビットだったかな？だから同じC言語のソースをIntelとMotorolaのパソコンでコンパイルすると扱える整数の上限が違っていたものです。 CPUというのは全ての情報を1と0の二進数で扱います。 テキストも画像も最小単位まで解きほぐしていくと0か1の集合体でしかありません。それに意味を持たせているのが人間でありフォーマットと呼ばれる規格であり情報になります。 CPUのバス幅が増えると一度のサイクルで扱えデータ量が変わってくるので駆動周波数が同じならバス幅の多いCPUの方が処理効率が良い≒処理速度が速い、ということになっています。 「情報量」という概念はコンピューターに限らずアナログ電波にも通じます。 スマホのデータ通信も元々は正弦波の搬送波に情報を載せている。搬送波の周波数が高くなると「情報量」は増える。 と言うことで、アマチュア無線試験のテキストを読んでみると理解が早いかもしれません。 無線はありとあらゆるところで使われていますからね。 通信の基礎を学べばCPUへの理解も深まるでしょう。 ハードウェアも分かるソフトウェアエンジニアというのは非常に少ないです。
命令長
- nenosuke
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コンピューターは１か０で処理されますが、 一度に処理できる1か0の数が多ければ、 早く計算できます。 wordも結局は多くの1か０かで動いているので、 wordが１パワーポイントが１というわけではなく 多くの１と０のなかでwordやpowerpointが動いている イメージじゃないかと思います
- redslove10
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「情報量」については「情報理論」という学問領域で数式で明確に定義されていますが、イメージするのは難しいと思います。 Wikipediaなどにも概略は記載されていますので、興味があれば勉強されてみてはいかがでしょうか？
- t_ohta
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CPUの32ビットとか64ビットと言うのは、1回の計算で処理できる桁数の事です 32ビットCPUは1回の計算で最大42億9400万までの数字を足したり引いたり出来ます。 64ビットCPUは1回の計算で最大1844京までの数字を足したり引いたり出来ます。 ＞ Windows で Word を起動すれば情報は１つ，その後にパワーポイントを起動すれば情報は2つですか？ いいえ違います。 アプリケーションを複数起動してもCPUは交互に処理を行っているだけで、厳密には同時に処理を行っていません。
