技術士の過去問 平成29年度（2017年） 基礎科目「情報・論理に関するもの」 問12

問題文に与えられたCPUは、2.0GHzであることから、

1秒間に2.0×1,000,000,000の命令を処理することができることが分かります。

よって、１命令に要する時間は、

１÷（2.0×1,000,000,000）秒となります。

また、この10,000命令のプログラムの内訳は、

転送命令3,500個

算術演算命令5,000個

条件分岐命令1,500個

であり、それぞれ与えられた表のCPIを要することから、

このプログラムは、

(3,500×6)+(5,000×5)+(1,500×4)の命令からなることが分かります。

以上のことから、このプログラムを処理するために要する時間は、

｛(3,500×6)+(5,000×5)+(1,500×4)｝／（2.0×1,000,000,000）

＝0.000026（秒）

となります。

0.000001秒＝1マイクロ秒であることから、

0.000026秒＝26マイクロ秒となります。

よって、正解は、２となります。

命令実行時間は、(1クロックに要する時間)×(CPI)×(命令数)で表されます。
CPIは1命令に要するクロック数を表します。

クロック周波数は、CPUのリズムを表し、1Hzなら1秒に1回、10Hzなら1秒に10回の動作を行います。
このCPUのクロック周波数は2.0GHzなので、
1クロックに要する時間は、1[秒]÷(2.0×10^9)[Hz] となります。

よって、
1[秒] ÷ (2.0×10^9)[Hz] × {(3,500×6)+(5,000×5)+(1,500×4)} = 26×10^-6[秒] = 26 [マイクロ秒]

2が正解となります。

クロック周波数2.0GHzなので、1秒あたり2×10^9回のクロックサイクル数です。
1クロックサイクル数あたりの時間は1秒÷2×10^9＝0.5ナノ秒です。

1命令あたり6クロックサイクル数必要な場合、各命令に掛かるCPU実行時間は

転送命令の場合：3500×6×0.5＝10500ナノ秒＝10.5マイクロ秒・・・(1)
算術演算命令：5000×5＝12500ナノ秒＝12.5マイクロ秒・・・(2)
条件分岐命令：1500×4＝3000ナノ秒＝3マイクロ秒・・・(3)

(1)+(2)+(3)より26マイクロ秒となります。

したがって、2が正解です。