コンピュータシステム① ハードウェア

コンピュータの5大機能

コンピュータには、入力、出力、記憶、制御、演算という5つの基本機能があります。キーボードなどで情報を入力し、画面に表示し、メモリに記憶し、CPUが演算と制御を行うことで処理を実現します。

試験でこう出る：5大機能の名称を組み合わせる問題が頻出。「CPU＝演算・制御」が答えになる形が多いです。

小学生でもわかる説明：入れる・出す・しまう・計算する・全体をまとめる、この5つの力で動いています。

CPUはコンピュータの頭脳です。命令を読み取り、演算を行い、全体を制御します。性能指標にはクロック周波数（GHz）やコア数があります。クロック周波数は命令処理の速さ、コア数は一度にできる処理の数を示します。

試験でこう出る：クロック周波数＝処理速度、コア数＝同時処理能力。この違いを理解する問題がよく出ます。

小学生でもわかる説明：コンピュータの「考える部分」で、速さや力を決めるところです。

メモリはCPUが今使うデータやプログラムを一時的に保存する場所です。電源を切ると内容が消える揮発性メモリであるのが特徴です。容量が大きいほど複数の処理をスムーズに行えます。

試験でこう出る：RAM（揮発性）とROM（不揮発性）の違いが頻出。主記憶＝メインメモリであることも重要ポイントです。

小学生でもわかる説明：いま使っている物を入れておく机の上みたいな場所です。

ストレージはデータを長期保存する装置です。電源を切っても内容が残ります。HDDやSSDなどが代表例です。SSDは高速で耐衝撃性に優れ、HDDは大容量で低価格が特徴です。

試験でこう出る：HDDとSSDの特徴比較が出ます。「HDD＝磁気、SSD＝半導体」が確認ポイントです。

小学生でもわかる説明：消えないデータをしまっておく本棚や倉庫のような場所です。

入力装置にはキーボード、マウス、ICカードリーダなどがあります。出力装置にはディスプレイ、プリンタ、スピーカーなどがあります。情報の流れは入力→処理→出力です。

試験でこう出る：装置の分類を問う問題が頻出。「バーコードリーダはどっち？」などが出ます。

小学生でもわかる説明：入れる道具と、見たり聞いたりできるように出す道具です。

キャッシュメモリは、CPUとメモリの間のアクセスを高速化するためのメモリです。よく使うデータを一時的に保存することで、CPUが待たずにすむようにします。CPUに近いほど高速です。

試験でこう出る：「CPUの待ち時間を減らす」が答えとして正解。階層（L1→L2→L3）に近いほど高速という特徴も覚えると良いです。

小学生でもわかる説明：よく使うものを手元に置いて、すぐ取れるようにする仕組みです。

装置をつなぐ部分をインタフェースといいます。USBは周辺機器接続で広く使われています。最近はUSB Type-Cが普及し、充電とデータ通信が可能です。

試験でこう出る：インタフェースの役割（接続と通信）が問われます。「USB＝汎用的な接続」が最頻出。

小学生でもわかる説明：ケーブルをさして、データをやりとりするための入口です。

バスはデータを運ぶ通り道です。制御バス、データバス、アドレスバスがあり、それぞれ役割が異なります。幅が広いほど一度にたくさんのデータを運べます。

試験でこう出る：バスの種類と役割の対応問題が頻出。特にデータバス＝データを運ぶが正解。

小学生でもわかる説明：データの道路。広いと一度にいっぱい運べます。