対応するシラバスの範囲（応用情報技術者試験シラバス Ver.7.2）：大分類「コンピュータシステム」の中分類3「コンピュータ構成要素」、中分類6「ハードウェア」
一言で言うと
- 論理回路、CPUのしくみと高速化、メモリとキャッシュ、入出力の方式（計算問題あり）
覚え方の軸
ハードウェア（論理回路など）
- 論理回路は「覚えるか、覚えないか」で2つに分かれる
- すべての回路はNANDだけで作れる
- 消費電力は「動くときの電力（ダイナミック）」と「漏れる電力（スタティック）」の2つ
- A/D変換の細かさは「幅 ÷ 2のビット数乗」の1本の式
- 制御は「順番どおり（シーケンス）」「結果を見て直す（フィードバック）」「乱れを先回りして直す（フィードフォワード）」の3つ
プロセッサアーキテクチャ
- 命令セットは「複雑で少ない手間（CISC）」か「単純で速い（RISC）」か
- 命令の実行は5つのステージ
- アドレス指定方式は「有効アドレス＝何＋何か」で区別する
- バイト順序は「どっちの端から置くか」
- 割込みは「CPUの中（内部）」か「外（外部）」かで分ける
プロセッサの高速化技術
- 高速化は「1本を流れ作業にする」→「流れを何本も並べる」→「CPUを増やす」の順に大きくなる
- ハザードは「分岐（制御）」「データの依存」「資源の取り合い（構造）」の3つ
- 並列化の判断は「いつ決めるか」
- 公式は3つだけ
- Flynnの分類は「命令が1つか複数か × データが1つか複数か」の2×2
メモリアーキテクチャ
- メモリは「電源を切ると消える（揮発性）」か「消えない（不揮発性）」か
- 記憶階層は「上ほど速くて小さくて高い、下ほど遅くて大きくて安い」
- 実効アクセス時間は「当たったときの時間×当たる確率＋外れたときの時間×外れる確率」
- 書込み方式は「すぐ書く（ライトスルー）」か「追い出すときに書く（ライトバック）」か
- キャッシュの割付は「置ける場所の自由度」で3つ
入出力アーキテクチャ
- 入出力制御は「CPUがどれだけ手を出すか」で3つ
- インタフェースは「1本で順に送る（シリアル）」か「何本も並べて同時に送る（パラレル）」か
- USBは「バージョンが上がるごとにおよそ速くなる」
- 無線は「何で飛ばすか、どこまで届くか」
ページ一覧
| テーマ | 何の話か |
|---|---|
| ハードウェア（論理回路など） | 論理回路（NAND、半加算器、フリップフロップ）、LSI、低消費電力化、A/D変換、制御とセンサ |
| プロセッサアーキテクチャ | CPUの種類（CISC・RISC）、命令実行の5ステージ、アドレス指定方式、エンディアン、割込み |
| プロセッサの高速化技術 | パイプライン、ハザード、スーパスカラ・VLIW、Flynnの分類、マルチプロセッサ、アムダールの法則、クロック（計算あり） |
| メモリアーキテクチャ | SRAM・DRAM・フラッシュ、記憶階層、実効アクセス時間、ライトスルー・ライトバック、キャッシュの割付方式、メモリインタリーブ（計算あり） |
| 入出力アーキテクチャ | プログラム制御・DMA・チャネル、USBなどのインタフェース規格 |