電気で動くわけですが、そのメカニズム

質問

cpuはもちろん電気で動くわけですが、そのメカニズムはどうなっているんでしょう。つまり電気がほかのものを動かすメカにずむとは？

回答No.7

a0123456789

かなり大まかに言うと３つぐらいパートに別れています。
１）データ(アドレスを含む)の入出力をするパート
２）計算(演算)するパート
３）制御信号をコントロールするパート
後、最近のCPUでは上記以外(例えばキャッシュメモリ)等も積まれています。

回答No.6

a0123456789

CPUの作動は、以前にも書きましたが基本的には多数のスイッチのＯＮ・ＯＦＦです。
では、どのようにスイッチのＯＮ・ＯＦＦで計算しているかについて基本的な例を下記に示します。
計算例としては１桁の２進数の足し算を考えます。
０＋１＝１、１＋０＝１、０＋０＝０、１＋１＝１０(下1桁は０で繰上げ有り)
ここで下1桁だけに注視すると入力値が同じ場合は０に、違う場合は１となっています。よって３接点電磁リレーを用いれば(半導体ＣＰＵでは同様な働きをする異なる回路です)、下記のような回路で実現できます。
　　　　　 〇--------〇
　　　　　/
------〇　　　　　　　　　〇-------　　出力（回路が閉じたら１、開いたら０）
　　　　　　　　　　　　　　　/
　　　　　　〇--------〇　
　　　入力１　　　入力２(スイッチ上が１、下が０)　　　　
　(スイッチ上が０、下が１)
桁上がりに関しては、入力が共に１の　時のみであるから、直列の電磁リレーで構成出来ます。
多数桁の場合、２桁目以降は各入力値と下の桁の繰上げ(Ｃａｒｒｙ)を考慮して同様に回路を組めば計算できます。（掛け算、割り算は足し算、引き算の繰り返しで行います。また、関数等については四則演算の複雑な組み合わせで処理します。）
あと、ＣＰＵの中で行われていることは、データの読み書き(Ｌｏａｄ，Ｓｔｏｒｅ)です。これらの処理はＣＰＵに外部から与えられるクロックにより逐次流れ作業的に進められていきます。(よって同一ＣＰＵでは高クロックの方が演算速度は速い。異なるＣＰＵでは効率が異なるので比較は出来ない。)

補足

やはり今一つわかりにくいんですが、CPUの中は大まかに言っていくつぐらいの、パートに別れているんですか？

回答No.5

a0123456789

>はっきり言って電気はすどうりに近い形なんですか？
そうであったら良いのですが、実際は熱を発生させています。
消費電力のほぼ１００％は熱になっています。(この熱発生は意図したものではなく副次的なもので、出来るだけ抑制したいものです。現行のCPUではこの熱が極めて大きな問題になっています)

P.S.
前の回答にて電気にて動かないと書きましたが、数十年前のCPU(電磁リレ－式)では電磁リレーの中の接点がスイッチのＯＮ・ＯＦＦの際にカタカタと動いたいたはずです。但し、現在のIC型のCPUでは作動部は無いはずです。
ところでCPUは、Central　Processing　Unit(中央処理演算子)と理解してよろしいのでしょうか？

お礼

ところでCPUは、Central　Processing　Unit(中央処理演算子)と理解してよろしいのでしょうか？そうです、あと動くとは物理的に動くという意味ではなくて、作動するという意味です。

回答No.4

noname#21649

CPUは何の略号ですか？

回答No.3

noname#3227

半導体の記憶装置のメモリの中に手順が電圧の高い低いで
記憶されています。

CPUはメモリから電圧の高い低いを読み出します。

電圧の高い低いには、予め決められた動作が割り当てられています。

この動作を、いくつも連(つら)ねることで、ひとつの仕事を完結できる
ように、手順を作っておきます。

CPUはメモリから順番に電圧の高い低いを次から次に読み出しては動作、
読み出しては動作と言う事を延々(えんえん)と繰り返しています。

これが、例えば計算手順なら、これまた電圧の高い低いでCPUのどこか
に計算結果が現れるわけです。

CPUやメモリなどの半導体の中にはトランジスタという物がたくさん
詰め込まれていて、モノは小さいですが、図面にすると、体育館一杯
になるくらい(確かTVでみました)の大きな電気回路です。

トランジスタは小さな、小さな電気のスイッチのようなものです。

あなたの、御家庭手でも照明を、点けたり、消したり。

お湯を沸かしたり、呼び出し音を鳴らしたり、スイッチでされていま
すよね。

複雑な手順が必要ですが、スイッチで計算や、パソコンがやっている
いるようなことが、出来るわけです。

メモリの中に記憶された電圧の高い低いによる延々と記憶された手順
のことをプログラムと言います。

パソコンのハードディスク等には、これが入っていて、適時読み出して
色々やっている分けです

トランジスタは電子部品なので電気を供給しないと動きませんがCPUの
動きは、概ねこんな事と思います。

ソロバンを電子化したら電卓になり、計算手順をくっつけてコンピュータ
と言う感じでしょうか。

回答No.2

a0123456789

>cpuはもちろん電気で動くわけですが
(当然、ご存知ののことですが)電気によって制御されていますが、動く事は有りません。
CPUは単に、与えられた信号を準備(プログラム)された手順にそって操作し、その結果の信号を出すだけです。
この処理のメカニズムは、簡単に言ってしまえば沢山の電気制御のスイッチ(トランジスタ)が有るに過ぎません。昔のCPUは、大きな部屋いっぱいの電動リレーの化け物だったハズですが...

補足

はっきり言って電気はすどうりに近い形なんですか？

回答No.1

MovingWalk

何がお聞きになりたいのかよくわかりません。
例を挙げるなり、もう少し詳しく書いてください。

>そのメカニズムはどうなっているんでしょう
CPUの仕組みですか？

>つまり電気がほかのものを動かすメカにずむとは？
？？？

補足

動かない者が電気を与えることにより動くようになるメカニズムです。