第3回　パソコンの頭脳、「CPU」について学ぼう！

前回までで、パソコンを動かすための装置（そうち）「ハードウェア」の役割と、それらを人間が分かりやすく使うための「OS」と「ソフトウェア」について学びました。

今回は、この3つが、いったいお互いをどう動かしているかを説明（せつめい）します。

プログラムとCPUの役割

「プログラム」という言葉を聞いたことはありませんか？じつは、OSやソフトウェアは、この「プログラム」のあつまりなのです。
ハードウェアは、OSやソフトウェアで行った人間の仕事や操作（そうさ）を直接理解（ちょくせつりかい）することができません。ハードウェアが理解するためには、「プログラム」を使って、人間の仕事や操作を「機械語（きかいご）」と呼ばれる、パソコンが理解できる「0」と「1」の数字の列（れつ）に翻訳（ほんやく）してあげる必要があります。

ソフトウェアは、人間の操作を機械語に翻訳するプログラムの集まりです。このプログラムの集まりを使って、機械語に訳されたものを、ハードウェアは理解して、ハードウェアどうしを使って、計算したり、その結果を表示したりしているのです。

この計算の中心となるのが、ハードウェアの中心、つまりコンピューターの脳となる「CPU」です。一番最初に説明した通り、CPUは色々な情報を処理・計算するハードウェアで、このCPUがないと、パソコンは動きません。また、CPUは、マザーボードと同じく、ハードウェアすべてをコントロールする「制御（せいぎょ）」の役割もあります。

プログラムは、入力装置を使って与えられた人間の操作を、「これをこう計算しなさい」「計算したデータをここに移動させなさい」などの機械語の「命令」に変えて、CPUに与えます。CPUはこの命令に従って計算をしたり、データを移動させたりします。そして、その結果を、記憶装置や出力装置に送ります。

そして、「0」と「1」の数字のままでは、人間にはわからないので、プログラムがそれを今度は人間がわかる「色」や「形」、「文字」などに変換し、画面に表示するのです。

パソコンの性能に影響を与える「CPU」

パソコンを使ったり、選んだりしている時に、「このパソコンは速い」とか「性能（せいのう）が良い」などを聞いたことはありませんか？この「速い」や「性能が良い」という言葉は、「ハードウェアが人間の操作を理解し、計算するスピード」からきています。

パソコンは、ハードウェアそれぞれの持っている能力によって、全体のスピードや性能が、搭載（とうさい）しているOSやソフトウェアで、できる仕事やつかえる機能が決まってきます。その中でも、スピードや性能にいちばん影響（えいきょう）を与えるのが、この「CPU」です。

CPUが命令を処理するスピードは、「クロック周波数」で表され、その単位は「Hz(ヘルツ)」です。CPUは、パソコンを構成するハードウェアが、足並（あしな）みをそろえて動作できるように、ある同じ間隔（かんかく）で、電気の信号を流しています。この間隔が速ければ速い…つまりクロック周波数（しゅうはすう）の数字が大きければ大きいほど、CPUは多くの命令を処理することができます。

CPUは、人間の操作を理解して計算し、その結果を返す…、これがCPUはパソコンの脳と言われる理由です。CPUは、私たちの仕事を速く正確に行うため働いているのです。
ですが、せっかく働いても、そのデータを流すだけではなく、記憶しておかなければなりません。記憶をしていないと、人間と同じように、「あれ？次何をするんだったっけ…」と、仕事を忘れてしまいます。また、ソフトウェアやOSも、パソコンを使うときには、そのプログラムをどこかに記憶させておかなければなりません。

その記憶をするハードウェアが「メモリ」です。メモリは、CPUで計算された情報や、入力されたデータを記憶しておく装置です。次回は、このメモリが、CPUの計算やその他のハードウェア・ソフトウェアやOSにどう役に立ってるかを説明します。