パソコンのCPUがプログラミングを読むというのがい

質問

パソコンのCPUがプログラミングを読むというのがいまいちイメージがつかめないんですが、ちょっとひねくれたような言い方になってしまいますが
Ryzenにレンズとカメラが着いていてそれがプログラミングの0と１や16進数やアセンブリ言語やpythonを読むわけじゃないですよね？

CPUがプログラミングコードを読むとはどういうことなんでしょうか？

回答No.4

FattyBear · ベストアンサー

ＣＰＵには読むとか見るなどという高度な機能などありません。
プログラミングの0と１は０は電圧無し０Vで１は電圧ありｘVで置き換えて動作します。電圧での０，１データーの並びを命令なのかデーターなのかを判断しながら動作します。

お礼

＞命令なのかデーターなのかを判断

この違いを教えてください

回答No.9

Ultra-Hetare

0と1はHDDやSSDから読み込んでメモリに格納されます。
その上で別のメモリ領域に格納されたOSがCPUに
タイミングを見て転送します（OS自身もCPUにロードされています）
転送先はレジスタとは限らず、キャッシュ上に構築された
スタックの場合も有ります。
転送された0と1がデータか命令か命令を決めるロジックかは、
その前後の0と1が決めます。

貴殿には難しいでしょう。
正直私にも難しいです。

お礼

ありがとうございます

回答No.8

AsarKingChang

ちょっとだけ。

>Aレジスタにある値（データー）例えば５Eを入れる場合
リテラル/imm8だから、最上位は00だとおもう＾＾
なので、3E 5Eじゃないか・・・とは思う。
7Fだと、A=Aだと思う。モード01で111=111実行。
モード01はReg,Regモードなので、immにはならない。
モード00の場合にimm代入はreg2が110固定なので、
reg1がAなら、
00 111 110 = 0011 1110 = 3E になるよ！って話。

Z80って上位2ビットが制御モードで、
続く3ビット：3ビットがレジスタの繰り返しフォーマットだから
ちょっと懐かしい＾＾
んま、こういう風にビットに意味を持たせて
機械語って、動いてるんですよね！。

（機械語を理解した後、この意味は分かるかもしれないけど、
　この質問だけなら、今はどっちでもいいかもですね）

（いつか、この数字がなんやねん！ってのを質問者さんが
　理解して、あ～こういうことを言ってたんだ～って
　わかってもらえる日があったら、嬉しく思います！）

お礼

ありがとうございます

回答No.7

FattyBear

＞命令なのかデーターなのかを判断
１６進の数字の並びで判断します。
通常、命令語（１６進の数字）のあとにデーターを付けます。
例　Z80　８bit CPU の場合
Aレジスタにある値（データー）例えば５Eを入れる場合
７F５E　と表記します。
７Fは　Aレジスタに値を入れるという命令語です。
命令とデーターの並びを規定どおりにしないとCPUはエラーになります。ですから厳密にはCPUはその数値が命令なのかデーターなのかは
識別できません。

お礼

ありがとうございます

回答No.6

AsarKingChang

>アセンブリ言語のところで０と１と16進数の説明の話でわからなくなりました
>０と１は読めるのに16進数のAは読めないとか
>0xは読めるんだかよめないんだか
0x00ってのは「人間の言葉」です。
コンピューターは2進数でも16進数でもありません。
これらは「人間が理解する時に使う言葉」です。

0xA = つまり10進数で10という数字。
これは、2進数では、8x1+2x1＝10ですね。
なので、
3ビット目5V
2ビット目0V
1ビット目5V
0ビット目0V
とピンに電圧をかけた物が、

「人間がいう所の0xA そしてそれは、
　10進数の10、
　2進数の1010です。
　しかし、半導体には数字なんてなくて、電気のON/OFFだけ
　なので、上に書いたように電圧をビットごとに変えた物が、
　コンピューターから見た数（数字ではない）になる」
が回答ですよ。

なお、今のコンピューターは最低でも、8ビット以上なので、
16進数で2桁＝4ビットx2セット
2進数で8桁＝そのまま8ビット
となり、
この値をCPUに伝えるとき、最低8本の信号線が必要。
って感じです！。

お礼

ありがとうございます

回答No.5

t_ohta

CPUに繋がる沢山の配線を通って電気信号（電気のOn/Off）でプログラムが読み込まれます。

このあたりの仕組みは「CPUの創り方」と言う本を読むと判りやすく説明されていますよ。

お礼

ありがとうございます

回答No.3

AsarKingChang

>パソコンのCPUがプログラミングを読むというのがいまいちイメージがつかめない

ある意味「あなたの方が正しい」事を言ってます。
なにせCPUも今自分がプログラムを実行してることを知らないんですから。

クロック（時計って意味もあるが、この場合は、1回あたりのサイクル）
を1回実行して、アドレスが決まり
0x12345678番地（別に数字に意味はない）
ってメモリを指すとその中身がCPUに流れてきてますが。
別にCPUはそこを読みたくて読んでるわけじゃなく、
メモリって部品はアドレスを決めればそこにあるデータを
データバスにセットするのが仕事だからそうしてるだけ！
で、同じようにCPUも、そのデータバスにある状態を
読みたくて読んでるわけじゃなくて、その値で
CPUの中の、機能セレクタで何かの処理につながっただけ。
「実行」してるわけじゃなく、どっちかというと
「条件反射」って言い方の方が近い！

なので、超極論「2ビットパソコン」があったとして、
0ビット、1ビット
0 0 例えば、制御命令（ジャンプなど）
0 1 例えば、四則演算（アキュームレーターなど）
1 0 例えば、immにレジスタ
1 1 例えば、レジスタにimm
ってとき、、
たまたま、11が流れてきたら、
「0ビット目」と「1ビット目」が５Vなら、「レジスタにimm」が
処理できる回路に電気が流れるよ～ってだけで。
CPUは「実行してるつもりなんて、さらさらない！」んですよ。

あくまで、条件反射みたなものなので。

例えば家にある、電気のスイッチ。
別に「電球はスイッチを押されたらつけてるわけじゃない」
単に「スイッチを押すから電気が流れて電球が付いただけ」
これを「実行というか？」ってのと同じです。
単に「そうしたからそうなっただけでしょ？」ってのが
CPUの原点だったりします。
それが、次のクロックでアドレスが+1されて、
次の電気的な条件反射・・・と繰り返すので、
人間には「プログラムを実行している」用に見えてるだけで、
CPUは何もしてない！ってのが、ややこしいかもしれないが、
本当のところです。

-

ところで、別にこの件、長くても全然！私はいいんですが。
このコンピューターの基本原理を今から覚えても、
多分、あんまり役に立たないと思いますよ。
それと、覚えることで、逆に高級言語の理解が場合により
遅くなることもあり。シンプルに、この投稿以前のように
「何か知らんけどCPUってのは実行してるんだ」って覚えた方が、
コンピューターを使う上ではありですよ。
今聞いてるのはコンピューターを「理解する」の方向性なので。
これを覚えても、そんなに、メリットはないかもです。
ただし、覚える事は絶対損ではないです！。
あんまり役に立たないだけの事なので＾＾

この件が終わると、フェッチサイクル～エクゼキューションサイクル。ストアとI/O制御。
そしてその後、五大機能とかの話題に移るんでしょうが。
通常学校などで数年かけて、習うような話になるので。
結構長期戦ですよ＾＾
（私の方は全然かまわないし、
　おそらく他の回答者もそう思ってると思う）

時代的に、アセンブラ以下を「なんで？」まで追求すると
楽しめる人と、疲れるだけの人に分かれると思いますよ。

お礼

アセンブリ言語のところで０と１と16進数の説明の話でわからなくなりました
０と１は読めるのに16進数のAは読めないとか
0xは読めるんだかよめないんだか

回答No.2

FattyBear

Ryzenとかpythonが何かは理解できませんが、
単純に説明すると
メモリーアドレスに順番に表記された命令語やデーター①を
順番にCPUのレジスタに読み込ませる。つまり①をCPUのレジスタ
にコピーすると考えてもいいかも。
アドレスカウンターという０，１，２，３，・・・・と単純に数える
カウンタが示すメモリーアドレスの命令語やデーターを順に上記のことをしながら命令を遂行する動作をします。

お礼

プログラミング機械語の０と１というのはどこででてきますか？

回答No.1

takncom

CPUが、データを受け取るのはデータバスと呼ばれてます。
そのバスが例えば1秒おきに受け取った状態をプログラムを読むとします。

これで分かりますでしょうか？

データバスが8本だと8ビットになります。
それぞれのバス、線が電圧が高いかもしくは低い状態がにあります。
最初 1111 0000
1秒後 1010 1010
だったとすると、その2つの状態を読むことが出来るということです。
電圧が瞬時に変化するのです。
だからパソコンやスマホとかは熱くなっちゃうんですよね。

お礼

0と１はあるけれど２以上はないんですか？