CPU（Central Processing Unit）は、コンピュータの中央処理装置として、プログラムの実行や計算処理を行う最も重要な部品です。クロック周波数（Hz）で処理速度が表され、コア数によって同時処理能力が決まります。Intel、AMD、ARM等のメーカーが製造し、デスクトップ、ノートPC、スマートフォンなど様々な機器に搭載されています。近年では、AI処理に特化したNPUや、グラフィックス処理に特化したGPUと連携して、高度な計算処理を実現しています。

メモリ（Memory）は、コンピュータでデータやプログラムを一時的に保存する揮発性の記憶装置で、RAMとも呼ばれます。CPUが高速にアクセスできる作業領域として機能し、プログラムの実行速度に大きく影響します。DDR4、DDR5などの規格があり、容量（GB）と速度（MHz）が性能を決定します。電源を切ると内容が失われるため、永続的な保存にはストレージ（HDD、SSD）が必要です。

ストレージ（Storage）は、データを永続的に保存する不揮発性の記憶装置です。HDD（Hard Disk Drive）は磁気ディスクを使用し大容量で安価、SSD（Solid State Drive）はフラッシュメモリを使用し高速で省電力が特徴です。近年では、NVMe SSDによる超高速化や、クラウドストレージとの組み合わせによる柔軟な容量管理が普及しています。

GPU（Graphics Processing Unit）は、グラフィックス処理に特化したプロセッサで、3D描画、ゲーム、動画編集などの並列処理を高速に実行します。近年では、AI・機械学習のディープラーニング計算や、暗号通貨のマイニング、科学計算などの汎用計算（GPGPU）でも活用されています。NVIDIA、AMD、Intelなどが製造し、独立したカード形式や統合型があります。

マザーボード（Motherboard）は、コンピュータの各部品を接続する主要な基板で、CPUソケット、メモリスロット、拡張スロット、各種コネクタを備えています。チップセットによって機能が決まり、CPU、GPU、ストレージ、周辺機器などを統合的に制御します。フォームファクタ（ATX、Mini-ITXなど）によってサイズが決まり、ケースとの互換性も考慮する必要があります。

電源ユニット（Power Supply Unit, PSU）は、家庭用AC電源（100V）をコンピュータ部品が使用するDC電源（12V、5V、3.3V）に変換し、安定した電力を供給する装置です。出力容量（W）、効率（80 PLUS認証）、モジュラー型かどうかなどが選択基準となります。品質の悪い電源は故障の原因となるため、信頼性の高い製品を選ぶことが重要です。

冷却システム（Cooling System）は、CPU、GPU、チップセットなどの発熱部品を冷却し、安定動作を保つシステムです。空冷（ファン、ヒートシンク）と水冷（ラジエーター、ポンプ）があり、熱設計電力（TDP）に応じて選択します。適切な冷却により、パフォーマンスの維持、寿命の延長、静音性の向上が図れます。

BIOS（Basic Input/Output System）とUEFI（Unified Extensible Firmware Interface）は、コンピュータの電源投入時に最初に実行されるファームウェアです。ハードウェアの初期化、自己診断（POST）、ブートローダーの起動を行います。UEFIは新しい標準で、GUIサポート、大容量ストレージ対応、セキュリティ機能の強化などBIOSの制限を克服しています。

PCIe（Peripheral Component Interconnect Express）は、高速な拡張カード接続規格で、GPU、SSD、ネットワークカード、サウンドカードなどをマザーボードに接続します。x1、x4、x8、x16などのレーン数と、Gen3、Gen4、Gen5などの世代により転送速度が決まります。現在主流のGen4では、x16スロットで最大64GB/sの帯域幅を実現しています。

オーバークロック（Overclocking）は、CPU、GPU、メモリなどの動作周波数を標準仕様より高く設定し、パフォーマンスを向上させる技術です。BIOS/UEFIや専用ソフトウェアで設定し、適切な冷却と電力供給が必要です。リスクとして、発熱増加、消費電力増大、部品寿命短縮、システム不安定化があるため、十分な知識と注意が必要です。

RAM（Random Access Memory）は、コンピュータの主記憶装置で、CPUが実行中のプログラムやデータを一時的に保存します。任意の場所に高速でアクセス可能で、DDR4、DDR5などの規格があります。容量が多いほど、より多くのプログラムを同時実行でき、システムの性能向上につながります。基本情報技術者試験では頻出の重要概念です。

ROM（Read Only Memory）は、主に読み取り専用の不揮発性メモリです。コンピュータの基本的な起動プログラム（BIOS/UEFI）や、組み込みシステムの制御プログラムを格納します。PROM、EPROM、EEPROMなどの種類があり、現在はFlashメモリが主流です。電源を切っても内容が保持されるため、システムの基本機能を担います。

HDD（Hard Disk Drive）は、磁性体を塗布した金属ディスクを高速回転させ、磁気ヘッドでデータを読み書きする記憶装置です。大容量でコストパフォーマンスに優れますが、機械的な動作のため衝撃に弱く、アクセス速度はSSDより劣ります。現在も大容量データの保存用途で広く使用されています。

SSD（Solid State Drive）は、NAND型フラッシュメモリを使用した記憶装置です。機械的な可動部がないため、HDDと比較して高速アクセス、低消費電力、耐衝撃性、静音性に優れています。ただし、容量あたりのコストはHDDより高く、書き込み回数に制限があります。現代のコンピュータでは主記憶装置として普及しています。

キャッシュメモリは、CPUと主記憶装置（RAM）の速度差を埋めるための高速な小容量メモリです。L1、L2、L3の階層構造を持ち、CPUに近いほど高速で小容量になります。最近使用されたデータや命令を保存し、再度必要になった際に高速にアクセスできるため、システム全体の性能向上に大きく貢献します。

入出力装置（I/Oデバイス）は、コンピュータシステムと外界とのインターフェースを提供する装置の総称です。入力装置（キーボード、マウス、タッチパネル）、出力装置（ディスプレイ、プリンタ、スピーカー）、入出力装置（ネットワークインターフェース、ストレージ）に分類されます。ユーザビリティやシステムの利便性に直接影響します。

バスは、コンピュータ内部で各コンポーネント（CPU、メモリ、I/Oデバイス）間の通信を行う共通の伝送路です。アドレスバス（どこにアクセスするか）、データバス（実際のデータ）、制御バス（動作制御信号）の3種類があります。バス幅（ビット数）や動作周波数によってデータ転送速度が決まり、システム性能に大きく影響します。

割り込み（Interrupt）は、CPUが現在実行中のプログラムを一時的に中断し、より優先度の高い処理を実行する仕組みです。ハードウェア割り込み（I/Oデバイスからの要求）とソフトウェア割り込み（プログラムからの要求）があります。この仕組みにより、複数の処理を効率的に並行実行でき、リアルタイム性や応答性が向上します。