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パソコンに入ってるCPUって何をしてるの？
株式会社グローバルゲートのサーバ管理者をしている「タカ」です。
CPUとは、パソコンなどのハードウェア（マウス・キーボード・プリンターなどのデバイス）や
ソフトウェア（OS・オフィスソフト・Webブラウザ・メールソフトなど）から受け取る全ての
処理をする部品です。
CPUは「Cnetral Processing Unit」で日本語に直訳すると「中央演算処理装置」になります。
【CPUの役割ってなに？】
CPUはコンピュータではハードウェアを構成する重要な5大装置と呼ばれる
部品が存在しており、その中で「制御・演算」をする頭脳的な役目をするのがCPUです。
因みにコンピュータの5大装置とは「入力・出力・制御・演算・記憶」の５個です。
【CPUの中身ってどうなってるの？】
CPUはダイと呼ばれるシリコンウェハーの表面に数千～数億個ほどの数の
トランジスターの集積回路を焼き付けてあります。
トランジスターとは、電気回路のスイッチとして動作する役割と
小さな電流を増幅する機能があり、その中でもCPUは電気回路のスイッチの
ONとOFFを使って「0, 1」のデジタル信号として利用しています。
※詳細な内部構造は今回は割愛させていただきます。
【実際CPU内で何をしてるの？】
CPUの内部では、ひたすら計算をしています。
計算といってもCPUでは単純な四則演９算（足算、引算、乗算、除算）
をしているだけです。
多くの人間が計算をする場合は十進数を使います。
十進数とは０から９までのアラビア文字9以降は１繰り上がる仕組みで
時計なら「秒と分」が60進数で「時」が12進数または24進数を使います。
コンピュータでは先ほど説明したスイッチのON・OFFでしか表現できないため
「０」と「１」の2進数を使います。
コンピュータでは2進数での四則演算をひたすら行いますが
正確に言うとCPU内部では「足し算」しかできません。
では引算はどのように行ってるのかと言えば「補数」を加えて間接的に減算を行います。
補数とは、十進数ならば足して「10」になる数字で2進数なら足して「２」になる数字のこと。
十進数で説明すると「６の補数は４で３の補数は７」となります。
例）
９から６を引く場合
９に6の補数である４を足します。
９＋４＝１３
この時、繰り上がった桁を無視して1桁だけを見ると３になります。
これにより「９－６＝３」と割り出すことが出来ます。
引く対象の数の補数を足し上位の1桁を無視することにより引算ができるのです。
CPUが使う2進数でも同じことが言えます。
足算ができれば乗算もすることができ、引算ができれば除算も表現が可能となります。
【おわりに】
CPUには単純な四則演算以外にも
・浮動小数点数の演算
・ハードウェアーの制御
・データのコピー
・etc
などのさまざまな機能がありますが、それはまたの機会にご説明させていただきます。
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