【ハードウェア】CPUが理解する最小の指令単位!「機械語の命令構成」|情報処理問題1000本ノック
プログラムが最終的に変換されて実行される最小単位。CPUが解釈して処理を行う「機械語の命令フォーマット(命令部とオペランド部)」の仕組みを攻略しましょう。
1. 【 問題 】:ハードウェア(CPUの構造・命令実行プロセス)
【 問題 】 コンピュータのCPUが直接解釈して実行する「機械語命令」の形式(命令フォーマット)に関する記述です。機械語命令を構成する2つの要素のうち、実行すべき動作の種類(加算、読み出し、ジャンプなど)を指定する部分を何と呼ぶか。
(ア)命令部(オペコード:Operation Code)
(イ)オペランド部(アドレス部 / 操作数)
(ウ)レジスタ部
(エ)フラグ部
2. 正解:
正解:(ア)命令部(オペコード:Operation Code)
3. 解説:「『動詞(命令部)』と『目的語(オペランド部)』で構成される!」
CPUが実行する機械語の1命令は、人間が話す言語の文構造と同じように、大きく2つの部分に分かれています。
| 要素名 | 別の呼び方 | 役割・英語での対応 | 具体的な内容例 |
|---|---|---|---|
| 命令部 | オペコード(Op-code) | 「何をするか(動詞)」を指定 | ADD(加算), LOAD(読み込み), JUMP(分岐)など |
| オペランド部 | アドレス部 / 操作数 | 「何を対象にするか(目的語)」を指定 | メモリのアドレス、レジスタ番号、数値データなど |
1. 理解のコツ: 「日常の指示文」で例えてみましょう。
・「『メモリ番地100のデータ』を『読み込め』」という命令の場合、
➔ 命令部(オペコード):「読み込め(LOAD)」
➔ オペランド部:「メモリ番地100」
・このように、「処理内容」と「処理対象データ(またはその場所)」がペアになって1つの機械語命令が成り立っています。
2. 試験対策の視点: 基本情報技術者試験や応用情報技術者試験のハードウェア(CPU・プロセッサ)分野で頻出の基礎概念です。
また、オペランド部で「対象データの存在するメモリ領域をどのように求めるか」という「アドレス修飾(有効アドレスの計算)」(直接指定、間接指定、インデックス修飾など)とセットで問われることが多いので押さえておきましょう!
4. まとめ
機械語命令は「命令部(オペコード)」と「オペランド部(アドレス部)」から構成されます。何をするかを表す命令部、対象データを表すオペランド部という基本構造を確実にマスターしておきましょう!