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
キャッシュメモリを用いる主な目的として、最も適切なものはどれか。
A. 補助記憶装置の容量を増加させる
B. CPUと主記憶装置の速度差を補う
C. 主記憶装置を不要にする
D. データを永久保存する
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第2問
キャッシュメモリのアクセス方式において、「ダイレクトマップ方式」の特徴として適切なものはどれか。
A. 主記憶の任意ブロックを任意キャッシュ行へ格納できる
B. 主記憶ブロックの格納位置が一意に決まる
C. 必ずヒット率が最も高い
D. 管理回路が最も複雑である
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第3問
キャッシュメモリのヒット率が高い場合の効果として、最も適切なものはどれか。
A. CPU待ち時間が減少する
B. 補助記憶装置が不要になる
C. 消費電力が必ず増加する
D. 主記憶容量が増加する
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第4問
局所性の原理に関する説明として、最も適切なものはどれか。
A. プログラムは完全にランダムアクセスされる
B. 一度参照したデータや近傍データを再利用しやすい
C. CPUクロックを一定化する原理
D. HDD回転速度を向上する原理
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第5問
次のうち、「時間的局所性」の例として最も適切なものはどれか。
A. 配列を順番にアクセスする
B. 直前に使用した変数を再度利用する
C. HDDを連続回転させる
D. 仮想記憶を利用する
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第6問
キャッシュメモリの書込み方式「ライトスルー」の特徴として、適切なものはどれか。
A. キャッシュだけ更新し主記憶は更新しない
B. 主記憶への書込みを遅延実行する
C. キャッシュ更新時に主記憶も同時更新する
D. 書込み制御が不要になる
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第7問
プリフェッチの説明として、最も適切なものはどれか。
A. 不要データを削除する技術
B. 必要になる前にデータや命令を先読みする技術
C. データ圧縮技術
D. キャッシュ容量を増やす技術
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第8問
TLB（Translation Lookaside Buffer）の役割として、最も適切なものはどれか。
A. 仮想アドレスから物理アドレスへの変換高速化
B. HDDアクセス高速化
C. CPUクロック向上
D. RAID制御
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第9問
キャッシュメモリにおいて、フルアソシアティブ方式の特徴として適切なものはどれか。
A. 格納位置が固定される
B. 管理が単純で低コスト
C. 任意のキャッシュ行へ格納可能
D. ヒット率が最も低い
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第10問
キャッシュメモリの平均アクセス時間を求める式として適切なものはどれか。
A. ヒット率 × キャッシュ時間
B. ミス率 × 主記憶時間
C. ヒット時とミス時を考慮した加重平均
D. 主記憶時間 − キャッシュ時間
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解答&解説
解答：第1問
正解：B
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2問
正解：B
ダイレクトマップ方式：
主記憶ブロック → 決まったキャッシュ行
特徴：
- 管理が簡単
- 衝突ミスが起きやすい
解答：第3問
正解：A
ヒット率上昇 → 主記憶アクセス減少 → CPU待ち時間減少。
解答：第4問
正解：B
局所性の原理：
- 時間的局所性
- 空間的局所性
がある。
解答：第5問
正解：B
時間的局所性：
「最近使ったデータを再利用しやすい」
解答：第6問
正解：C
ライトスルー：
Cache更新
↓
Main Memory更新
整合性維持しやすい。
解答：第7問
正解：B
プリフェッチは先読み技術。
CPU待機時間削減に有効。
解答：第8問
正解：A
TLBはアドレス変換表のキャッシュ。
仮想記憶高速化に重要。
解答：第9問
正解：C
フルアソシアティブ方式：
- 任意配置可能
- ヒット率高い
- 管理回路複雑
解答：第10問
正解：C
平均アクセス時間：
T=h×C+(1-h)×(C+M)
- h：ヒット率
- C：キャッシュ時間
- M：主記憶時間
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