初級では部品を「料理店」にたとえました。中級では、速さと容量の階層・つなぐ仕組みを見ます。
中級の解説は準備中のため、中級の内容を表示しています。
概要 — まず全体をつかむ
詳細 — 1段階ずつ追う
記憶は「階層」でできている
アニメーション『コンピュータの中身（部品マップ）』を開く
コンピュータの記憶は、速いが小さいものから、遅いが大きいものまで階層になっています。
アニメーション『記憶の階層（速さと容量）』を開く
- レジスタ／キャッシュ（CPU内） — 最速・最小
- メモリ（RAM） — 速い・中容量（電源で消える＝揮発性）
- ストレージ（SSD/HDD） — 遅い・大容量（消えない＝不揮発性）
用語では、動作中に使うメモリを主記憶、消えずに残すストレージを補助記憶とも呼びます。
速さと容量はトレードオフ。よく使うものを上の階層に置いて、全体を速く見せます。キャッシュが効くのは、直前に使ったデータや近くのデータがまた使われやすいから（参照の局所性＝時間的・空間的）。
つなぐ仕組み
- バス — 部品間のデータの通り道（幹線道路）。bit幅＝一度に運べる線の本数（幅が広いほど一度に多く運べる）
- クロック — 動作のリズム（速さの目安。ただし数字だけでは決まらない）。GHz＝1秒あたりの動作回数
- キャッシュ階層（L1/L2/L3） — CPUの近くに置く高速メモリ
- チップセット — マザーボード上で各部品の橋渡しをする
電源ONから（もう少し正確に）
- 電源投入 → ファームウェア（BIOS/UEFI）が起動
- ストレージからOSのローダを読み、メモリへ
- CPUが命令をフェッチ→デコード→実行（後述のCPU記事へ）
- 必要なデータをメモリ・キャッシュ経由でやり取り
- 描画はGPUが担い、フレームバッファから画面へ
⚠️ ボトルネックの見方
- メモリ不足 — 足りないとストレージを代用（スワップ）し激遅に
- ストレージI/O — 読み書き待ちが全体を律速する
- 発熱・サーマルスロットリング — 熱で自動的に性能を落とす
- 数字の罠 — クロックやコア数だけでは実性能は決まらない
理解度チェック
そのまま解けます（成績は保存されません）。無料アカウントを作ると、学習の記録と進捗の山登りが始まります。
問1. 電源を切ると内容が消える「揮発性」の記憶はどれ？
問2. キャッシュが効く理由となる「参照の局所性」の説明として正しいのは？
問3. クロックの「GHz」が表しているものはどれ？
問4. 「サーマルスロットリング」とは何か？
問5. メモリが足りないとき、ストレージをメモリの代わりに使って動作が急に遅くなる仕組みを何と呼ぶ？
問6. CPUのすぐ近くに置く、L1やL2などの高速で小容量のメモリを何と呼ぶ？
問7. 部品どうしがデータをやり取りする「通り道」を何と呼ぶ？
問8. CPU・メモリ・ストレージを「速さと容量」で並べると、一般的に正しいのは？