実践問題
解答＆解説は第1問から第10問までを列挙しています。
まず問題を解いてから解答&解説を見ることを推奨します。
第1問
CPUの高速化技術に関する説明として、最も適切なものはどれか。
A. パイプライン処理では、1命令を複数CPUで並列実行する
B. キャッシュメモリは、主記憶より低速だが容量が大きい
C. スーパースカラは、複数命令を同時実行する技術である
D. クロック周波数を下げると消費電力は増加する
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第2問
パイプライン処理において、分岐命令によって発生しやすい問題はどれか。
A. キャッシュミス
B. ハザード
C. フラグメント化
D. スワッピング
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第3問
CPUにおけるキャッシュメモリの目的として、最も適切なものはどれか。
A. 補助記憶装置の代替
B. 演算装置の高速化
C. 主記憶アクセス時間の短縮
D. 命令セットの拡張
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第4問
次のうち、CPU内部のレジスタに関する説明として適切なものはどれか。
A. 主記憶より大容量である
B. CPU内部にあり高速アクセス可能である
C. 補助記憶装置の一種である
D. データを永久保存する
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第5問
命令実行時間を短縮するため、使用頻度の高い命令を単純化し高速実行できるようにしたCPUアーキテクチャはどれか。
A. CISC
B. RISC
C. BIOS
D. DMA
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第6問
キャッシュメモリのヒット率が高い場合の説明として、最も適切なものはどれか。
A. 主記憶へのアクセス回数が増える
B. CPUの待ち時間が減少する
C. 消費電力が必ず増加する
D. 補助記憶装置が不要になる
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第7問
スーパーパイプライン方式の特徴として、適切なものはどれか。
A. 命令を複数CPUへ分散する
B. パイプライン段数を細分化して高速化する
C. 主記憶容量を増やす
D. 仮想記憶を利用しない
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第8問
CPUのクロック周波数が 3GHz の場合、1クロック周期はおよそ何秒か。
A. 約0.33ナノ秒
B. 約3ナノ秒
C. 約33ナノ秒
D. 約300ナノ秒
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第9問
アウトオブオーダ実行の説明として、最も適切なものはどれか。
A. 命令を逆順で実行する方式
B. 命令をコンパイル時に並び替える方式
C. 実行可能な命令を順不同で先に実行する方式
D. キャッシュメモリを使わない方式
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第10問
マルチコアCPUに関する説明として、最も適切なものはどれか。
A. 1つのCPUコアを仮想的に分割する方式
B. 1つのCPUに複数の演算コアを搭載する方式
C. 主記憶を複数搭載する方式
D. CPUクロックを自動的に下げる方式
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解答&解説
解答：第1問
正解：C
スーパースカラは、複数の実行ユニットを用いて複数命令を同時実行する高速化技術。
- A：パイプラインは命令を工程分割する技術
- B：キャッシュは主記憶より高速・小容量
- D：一般に周波数を下げると消費電力は減少
解答：第2問
正解：B
分岐命令では次に実行する命令が確定せず、パイプラインの流れが乱れる。これを制御ハザードという。
解答：第3問
正解：C
キャッシュメモリはCPUと主記憶の速度差を埋めるために存在する。
解答：第4問
正解：B
レジスタはCPU内部にある超高速記憶領域であり、演算対象データを保持する。
解答：第5問
正解：B
RISCは命令数を絞り、単純な命令を高速実行する設計思想。
- CISC：多機能命令を持つ
解答：第6問
正解：B
ヒット率が高いほど主記憶アクセスが減り、CPU待機時間が減少する。
解答：第7問
正解：B
スーパーパイプラインはパイプライン段数を増やして1段あたりの処理時間を短縮する。
解答：第8問
正解：A
T=1/f=1/(3×109)=約0.33×10-9
3GHz = 30億回/秒。
1周期は
1 ÷ 3×10⁹ 秒 ≒ 0.33ns
解答：第9問
正解：C
依存関係のない命令を先に実行し、CPU資源を効率利用する方式。
解答：第10問
正解：B
マルチコアCPUは1つのCPUチップ内に複数コアを搭載する方式。並列処理性能向上に有効。
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