前回までで、ＣＰＵから見てメモリに読み書きする事とＩ／Ｏポートに読み書きする事は同じである事と、Ｉ／Ｏポートにデータを書く事でいろいろな機器を制御できることを説明しました。
今回は、もうひとつのつなげ方を説明したいと思います。
●電話を考えてみる
目の前に、プッシュホンがあると思ってください。
これをＣＰＵにつなげたとすると、「フック,1,2,3,4,5,6,7,8,9,0,#,*」をそれぞれ線で結ぶ事になりますね。
では、電話を掛けてみましょう。
電話番号が、123-456-7890だとすると、
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フックをＯＦＦ プーという音を聞く １をＯＮ／１をＯＦＦ ２をＯＮ／２をＯＦＦ : ９をＯＮ／９をＯＦＦ ０をＯＮ／０をＯＦＦ 呼び出し音が鳴る 相手と話す フックをＯＮ |
ここで重要なのは、時間に沿ってある順番にＯＮ／ＯＦＦを切り替えていくという事です。
そうする事により、たった１３個のスイッチをＯＮ／ＯＦＦするだけで何億以上もの相手に電話を掛ける事ができます。
●プロトコルとは
この電話の例では人間と交換機／人間との間のやり取りですが、コンピュータ同士や機器とのやり取りの手順をプロトコルと言います。
インターネットのホームページのアドレスに出てくるhttpというのもプロトコルの名前だったりします。
それぞれのプロトコルでは、
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どのようなハードウェアでつながっているか？ どんなデータを扱うのか？ どちらからやり取りを始めるのか？ どういう順番で何を送る、あるいは受けるのか？ どういう時にエラーになるのか？ |
それに従う限り、どのようなデータでもやりとりができるわけです。
このプロトコルという考え方は、パソコンの中でも使われています。
●ＣＰＵでどこまでやるのか
話は変わりますが、たとえば、画面解像度が640×480ピクセルでフルカラー（約1680万色）のディスプレイがあるとします。
これを表現するため必要なメモリの大きさは、次のようになります。
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約1680万色の場合、RGB各色が２５６階調必要。 （256×256×256 = 16,777,216色） これは画面上の１ピクセルに３byte必要だという事。 よって１画面あたり 640×480×3 = 921,600byte 必要となる。 |
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余談ですが、ＤＶ（デジタルビデオ）は、これをリアルタイムで1/5に圧縮してテープに記録しています。 専用とはいえ、すごい事をやっていますよね。 |
はっきり言って、現在の性能ではかなり苦しいものがあります。
●他の物を利用しよう
ＣＰＵに荷が重いのであれば、他の物にやってもらえばいいですよね。
それらのハードアェアは、用途によって××コントローラと呼ばれます。
そして、大抵は次のようにつながっていると考えて良いでしょう。
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ちなみにグラフィックアクセラレータとかサウンドチップなどもコントローラの仲間です。 グラフィックアクセラレータなんて、コントローラよりアクセラレータ（加速させる）の方がすごそうに聞こえるからそう呼んでいるんだと思います。 |
ＣＰＵは、この部分を使ってコントローラにデータ（この場合には命令になる）を書くと、それを受けてコントローラが外部の機器からデータを取ってきてメモリに入れたりするような事ができるようになります。
また同じように他のＣＰＵをつなげる事もできます。
実際ＣＰＵが内蔵されているコントローラはかなり存在します。
さて、先ほどの動画を考えた場合、次のようなコントローラがあればＣＰＵの負荷はかなり軽減されます。
| ・ | ＤＶＤ−ＲＯＭから圧縮された１画面分のデータをメモリに書くコントローラ | |
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手順１． ２． ３． ４． |
ＤＶＤ−ＲＯＭの読み込み場所を指定 （特に指定しなれば、読み込みの実行で次の読み込み位置に変更される） 読み込むデータの大きさを指定 読み込み先のメモリの場所を指定 読み込みの実行 | |
| ・ | メモリから１画面分のデータを展開してディスプレイに送るコントローラ | |
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手順１． ２． ３． |
メモリの読み込み場所を指定 読み込むデータの大きさを指定 表示の実行 | |
この手順も一種のプロトコルと言えるでしょう。
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