最終更新日：2026年10月7日

fe fe-technology computer-architecture cpu

まず結論

CPU周辺の用語は、個別に暗記するより「CPUが1命令を実行する流れ」に置くとつながります。

プログラムを主記憶に置く
        ↓
プログラムカウンタ
「次の命令はどこ？」
        ↓
命令をフェッチ
        ↓
命令レジスタ
「取り出した命令を保持」
        ↓
命令語を解読
「何をする？何を対象にする？」
        ↓
アドレス指定
「対象データは実際にどこ？」
        ↓
オペランドを読み出す
        ↓
演算・実行
        ↓
次の命令へ

そして、このCPU内部の処理をタイミングよく進める基準になるのがクロックです。

このページは個々の用語を詳しく暗記するための記事ではなく、それぞれがCPUのどこでつながるのかを見るための地図です。

直感的な説明

CPUを「手順書を見ながら作業する人」と考えます。

手順書を机に置く
→ プログラム記憶方式

次に読む場所を覚える
→ プログラムカウンタ

指示を取ってくる
→ 命令フェッチ

今読む指示を手元に置く
→ 命令レジスタ

指示の意味を読む
→ 命令語・命令デコーダ

必要な材料の場所を調べる
→ アドレス指定

材料を用意する
→ オペランド読出し

作業する
→ 命令実行

これまで別々に見えていた用語は、実際には同じ処理の違う部分を説明しています。

定義・仕組み

1. プログラムを主記憶に置く

プログラム記憶方式では、実行するプログラムを主記憶に置き、CPUが命令を読み出して実行します。

詳しくはプログラム記憶方式で整理しています。

2. 次の命令の場所を確認する

CPUは、次に読み出す命令のアドレスをプログラムカウンタ（PC）で管理します。

PC
→ 次の命令のアドレス

PCを含むレジスタ全体はレジスタとは？で確認できます。

3. 命令をフェッチする

PCが示す場所を使って、主記憶から命令を読み出します。

PC
↓ アドレス
主記憶
↓ 命令を読み出す
命令レジスタ

これが命令フェッチです。

4. 命令レジスタに保持する

取り出した命令は命令レジスタ（IR）に保持されます。

PC → 命令の「場所」
IR → 取り出した「命令そのもの」

ここを切り分けると、PCと命令レジスタを混同しにくくなります。

5. 命令語を解読する

命令語は、基本的に次の二つの視点で読みます。

命令コード
→ 何をする？

オペランドの指定
→ 何を対象にする？

詳しくは命令語の構成で整理しています。

6. 対象データの場所を求める

命令に対象の指定がある場合、実際に使う値や番地を求めます。

ここで関係するのがアドレス指定方式です。

即値
直接
間接
指標
基底
相対
…

指標レジスタ、基底レジスタ、PCなどがアドレス計算に使われる場合もあります。

詳しくはアドレス指定方式で確認できます。

7. オペランドを読み出す

命令を実行するために必要なデータを用意します。

命令フェッチ
→ 命令を読む

オペランド読出し
→ 命令で使うデータを読む

同じ「読み出し」でも対象が違います。

8. 命令を実行する

必要なデータがそろったら、演算装置などが処理を実行します。

基本の命令実行サイクルは、

フェッチ
↓
解読
↓
オペランド読出し
↓
実行

です。

詳しくはCPUの命令実行サイクルで整理しています。

9. この動作を刻むのがクロック

CPU内部の処理は、クロック信号を基準に進みます。

命令実行の流れ
＋
処理タイミングの基準
↓
クロック

クロック周波数や内部・外部クロックはCPUのクロック周波数で確認できます。

CPU性能の計算まで進むと、MIPSとCPIにつながります。

また、CPUが扱う命令セットをどのような方針で設計するかは、RISCとCISCの違いで整理しています。

科目Aでどう出る？

問題を見たら、まずCPUの流れのどこを聞いているかを探します。

問題文の中心 関係するテーマ
プログラムを主記憶へ置く プログラム記憶方式
次の命令のアドレス プログラムカウンタ
現在の命令を保持 命令レジスタ
命令の「何をする／何を対象にする」 命令語
実際に使う番地を求める アドレス指定方式
フェッチ・解読・読出し・実行 命令実行サイクル
CPU動作のタイミング クロック
1命令に必要なクロック数 CPI
1秒間の百万命令数 MIPS

用語だけを見るのではなく、

「CPUが命令を実行する流れの、どの部分について聞かれている？」

と考えるのが判断の軸です。

どんな場面で使う？

この全体像は、CPU分野を学び始めるときの入口として使います。

個別問題で分からない用語が出た場合も、まず地図へ戻します。

レジスタで迷った
→ CPUが何を一時保持している？

アドレス指定で迷った
→ データの場所をどう求めている？

命令語で迷った
→ 命令の中身はどう構成されている？

クロックで迷った
→ CPUをどのタイミングで動かしている？

個別記事を読み終えたあとにもう一度この流れへ戻ると、知識を位置付けやすくなります。

よくある誤解・混同

命令語と命令実行サイクルは同じ？

違います。

命令語
→ CPUが読む「指示の中身」

命令実行サイクル
→ その指示をCPUが「どう処理するかという流れ」

レジスタは命令実行サイクルとは別のテーマ？

別々の用語ですが、実際には命令実行の途中で使われます。

PCは命令フェッチ、命令レジスタはフェッチ後の命令保持、汎用レジスタなどはデータや途中結果の保持に関係します。

命令語とアドレス指定方式は同じ？

違います。

命令語
→ 命令が何で構成されている？

アドレス指定方式
→ 指定情報から実際の値・番地をどう求める？

プログラム記憶方式とアドレス指定方式は同じ「アドレス」の話？

扱う範囲が違います。

プログラム記憶方式
→ プログラム全体をどこに置いて実行する？

アドレス指定方式
→ 1命令が対象データをどう指定する？

クロック周波数が命令実行サイクルそのもの？

クロックは処理を進めるタイミングの基準です。フェッチ・解読・実行などの処理内容そのものではありません。

まとめ（試験直前用）

CPU分野で迷ったら、まずこの一本へ戻ります。

主記憶にプログラム
↓
PCで次の命令位置
↓
命令フェッチ
↓
IRに命令を保持
↓
命令語を解読
↓
アドレス指定
↓
オペランド読出し
↓
実行
↓
次の命令へ
  • プログラム記憶方式：プログラム全体をどう保持・実行するか
  • レジスタ：CPUが処理中の情報を一時保持する場所
  • 命令語：CPUへの指示の中身
  • アドレス指定方式：実際に使う値・番地の求め方
  • 命令実行サイクル：CPUが1命令を処理する流れ
  • クロック：CPU動作のタイミングの基準

個別用語を覚える前に、その用語がこの流れのどこにあるかを確認する。

© 2024-2026 stemtazoo. All rights reserved.