令和5年度 秋期 午前Ⅱ 問2
プロセッサ
MIPSに関する問題
表に示す命令ミックスによるコンピュータの処理性能は何MIPSか。
| 命令種別 | 実行速度(ナノ秒) | 出現頻度(%) |
|---|---|---|
| 整数演算命令 | 10 | 50 |
| 移動命令 | 40 | 30 |
| 分岐命令 | 40 | 20 |
- ア11
- イ25
- ウ40
- エ90
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✓ これが正解ウ40
解説
平均命令実行時間25ナノ秒の逆数で40MIPSです。
MIPS は1秒間に何百万個の命令を実行できるかを表す値です。命令ミックスでは、命令ごとの実行時間に出現頻度を掛けて合計し、1命令当たりの平均実行時間を求めます。この表では、10×0.5+40×0.3+40×0.2=5+12+8=25ナノ秒が平均です。1秒÷25ナノ秒=1÷(25×10⁻⁹)=4×10⁷命令なので、1秒間に4,000万命令、つまり40MIPSになります。平均実行時間を出したら、その逆数を百万で割るという2段の手順を踏むことがポイントです。単位がナノ秒なら、1,000を平均ナノ秒で割ると MIPS の値が直接出ると覚えておくと速く計算できます。
ほかの選択肢はなぜ違うのか
- ア11:11は、出現頻度で重み付けせずに三つの実行時間を足した90ナノ秒を1命令の時間とみなし、1,000÷90≒11.1と計算した場合の値です。頻度を掛ける手順が抜けています。
- イ25:25は1命令当たりの平均実行時間で、単位はナノ秒です。性能を MIPS で答えるには、この値の逆数を取って1秒当たりの命令数に直す必要があり、25のままでは単位が合いません。
- エ90:90は三つの命令の実行時間10、40、40をそのまま足した合計のナノ秒です。出現頻度を考えておらず、しかも時間の値なので、1秒当たりの命令数を表す MIPS にはなっていません。
出典:令和5年度 秋期 エンベデッドシステムスペシャリスト試験 午前Ⅱ 問2
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