コンピュータのしくみ：5つの装置の役割分担
コンピュータは「入力・記憶・演算・制御・出力」の5つの装置（5大装置）で動きます。CPU は頭脳（演算＋制御）、メモリは作業机（作業中のデータを一時的に置く）、ストレージは本棚（データを保存する）という役割分担です。
このページで学べること
- 5大装置（入力・記憶・演算・制御・出力）がわかる
- CPU・メモリ・ストレージの役割のちがいがわかる
- 電源を切るとメモリの内容が消える理由がわかる
- データ処理の流れ（入力→処理→出力）がわかる
前提知識
5大装置と、机と本棚のたとえ
| 装置 | 役割 | 例 |
|---|---|---|
| 入力装置 | データを入れる | キーボード・マウス・カメラ |
| 記憶装置 | データを覚えておく | メモリ（主記憶）・ストレージ（補助記憶） |
| 演算装置 | 計算する | CPU |
| 制御装置 | 各装置に指示を出す | |
| 出力装置 | 結果を出す | ディスプレイ・スピーカー・プリンタ |
メモリ＝作業机：広いほど、たくさんの作業を同時に広げられる（速いが、電源を切ると消える）。
ストレージ＝本棚：しまっておける量が多い（電源を切っても残る）。作業するときは、本棚から机に出してから使います。
ひとつにまとめられれば簡単なのに分かれているのは、速さと容量が両立しないからです。メモリは非常に速いかわりに高価で容量が小さく、電源を切ると消えます。ストレージは安くて大容量、電源を切っても残りますが、メモリよりずっと遅い。
そこで「いま使うものだけ、速いメモリに出しておく」という役割分担にしています。本棚（ストレージ）から必要な本だけ机（メモリ）に出す、というたとえがそのまま当てはまります。アプリをたくさん開くと遅くなるのは、机が狭くて本を出し入れする回数が増えるからです。
図でイメージする
例題（くわしい手順）
例題1：写真を開くときの流れ
パソコンで保存済みの写真を開くとき、内部で何が起きているかを順に見てみます。
- 本棚から机へ：ストレージに保存された写真データを、メモリに読み込む。
- CPUが処理：データを画像として表示できる形に変換（演算）し、各装置に指示（制御）する。
- 出力：ディスプレイに写真が表示される。編集して保存すれば、ストレージに書き戻される。
- 確かめる：編集して保存すると、メモリ上のデータがストレージに書き戻されます。保存せずに電源を切るとメモリの内容は消えます。
「ストレージ→メモリ→CPU→出力」の流れは、アプリの起動でもゲームでも同じです。
例題2：動作が遅いときにどこを増やすか
「アプリをたくさん開くと動きが遅くなる」パソコンがあります。どの装置を増やすと改善しますか。また「保存できるファイルが少ない」場合はどうですか。
- 症状から役割を考える：「同時にたくさん」は作業机の広さの問題です。
- 遅い場合：作業机にあたる メモリを増やすと、同時に開ける量が増えて遅くなりにくくなります。
- 保存できない場合：本棚にあたる ストレージを増やします。こちらは容量の問題です。
- 確かめる：「同時に使う量」はメモリ、「ためておく量」はストレージ。症状がどちらかを見分ければ迷いません。
「遅い＝CPUを速く」と考えがちですが、同時に開きすぎて遅い場合はメモリ不足であることが多いです。症状と装置の役割を結びつけて考えます。
メモリとストレージの違い
| 項目 | メモリ（主記憶） | ストレージ（補助記憶） |
|---|---|---|
| たとえ | 作業机 | 本棚 |
| 速さ | 速い | メモリより遅い |
| 電源を切ると | 消える | 残る |
| 役割 | 作業中のデータを一時的に置く | データを保存しておく |
「メモリ不足」は机がせまい状態、「ストレージ不足」は本棚がいっぱいの状態。対処法も別です。
よくある間違い
「容量がいっぱい」でも、作業が遅いならメモリ、保存できないならストレージの問題。役割がちがいます。
メモリは電源を切ると消えます。作業中のデータは保存（ストレージへ書き込み）してから電源を切りましょう。
CPUは計算と指示の担当で、保存はしません。保存はストレージの役割です。
練習問題
まず自分で解いてから解説を開きましょう。
コンピュータの頭脳にあたり、演算と制御を担当する部品は何ですか。
解答・解説を見る
電源を切ると内容が消えるのは、メモリとストレージのどちらですか。
解答・解説を見る
「アプリをたくさん開くと動きが遅くなる」のは、主にどの装置の不足ですか。
解答・解説を見る
答え：メモリ
作業机（メモリ）がせまく、作業を広げきれない状態です。
メモリは「作業机の広さ」にあたります。ストレージ（保管棚）の容量不足とは症状がちがうので、区別しましょう。
つまずいたら → 「同時に開く量はメモリ、ためる量はストレージ」（本ページ 例題2）に戻りましょう。
保存した写真を開くとき、データが移動する順を答えなさい。
解答・解説を見る
答え：ストレージ→メモリ→（CPUで処理）→出力
本棚（ストレージ）から作業机（メモリ）に出し、CPUが処理して画面に表示します。
つまずいたら → 「ストレージ → メモリ → CPU → 出力」（本ページ 例題1）に戻りましょう。
よくある質問
Q. メモリとストレージのちがいは？
メモリは作業中のデータを一時的に置く「作業机」で、速いかわりに電源を切ると消えます。ストレージ（SSD・HDD）はデータを保存しておく「本棚」で、電源を切っても残ります。
Q. CPUとは何ですか？
コンピュータの頭脳にあたる部品です。計算（演算）と、各装置への指示（制御）を担当し、プログラムの命令を1つずつ実行します。
Q. メモリを増やすと何が速くなりますか？
同時に開ける作業の量が増えます。机が広くなるイメージで、たくさんのアプリを開いても遅くなりにくくなります。計算そのものの速さはCPUで決まります。
Q. 電源を切ると消えるのはどちらですか？
メモリです。作業中のデータはメモリにあるので、保存せずに電源を切ると消えます。ストレージ（本棚）に保存したものは残ります。
次に学ぶ内容
高校「情報I」・IT基礎の範囲を参照し、オリジナルに作成（実在試験問題の転載はありません）。正確性は編集方針にそって確認しています。