演習問題

計算機アーキテクチャー Computer Architecture
コンピュータの構成要素
次の記述中の(１)∼(17)に入れるべき適切な字句を回答欄に記入せよ。
コンピュータを構成する５大要素として、(１)(２)(３)(４)(５)がある。
コンピュータ内の情報はすべて数字の(６)と(７)だけで表わされ、個々の数字をbinary digit、
あるいは略してbit と呼ぶ。また、８bitをひとまとめにしたものを(８) という。
コンピュータ中のプログラムは、プログラマ用のプログラムである(９)ソフトウエアと、
ユーザ向けのプログラムである(１０)ソフトウエアに大別される。(９)ソフトウエアには、マシン上で
プログラムを効率よく稼動させるためにコンピュータの資源を管理する(１１)、シンボルで記述さ
れたコードを２進数のコードに翻訳する(１２)、および、高水準言語で記述されたプログラムをアセ
ンブリ言語に翻訳する(１３)がある。
コンピュータ内部の記憶には、実行中のプログラムの保持に使用する（１４）と、実行していない
プログラムの保持に使用する（１５）がある。
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
(8)
(9)
(10)
(11)
(12)
(13)
(14)
(15)
計算機アーキテクチャー Computer Architecture
性能の計算
学科
学年
学籍番号
氏名
問： あるプログラムの実行命令数とある
マシンにおける各命令あたりのクロッ
クサイクル数を右表に示す。
クロック周波数を１．６ＧＨｚとし、
ＣＰＩ、ＣＰＵ時間、ＭＩＰＳを求めよ。 命令の種類
実行命令数
ｸﾛｯｸｻｲｸﾙ数
演算
40
1
ロード
21
2
ストア
12
2
分岐
25
2
ﾌﾟﾛｸﾞﾗﾑのＣＰＵｸﾛｯｸ・ｻｲｸﾙ数＝Σ(実行命令数)iｘ(ｸﾛｯｸｻｲｸﾙ数)i
ＣＰＩ ＝ﾌﾟﾛｸﾞﾗﾑのＣＰＵｸﾛｯｸ・ｻｲｸﾙ数／実行命令数
CPU時間＝実行命令数×ＣＰＩ／クロック周波数
MIPS =クロック周波数／（ＣＰＩ×１０６）
答：
CPI=
CPU時間=
MIPS=
計算機アーキテクチャー Computer Architecture
コンピュータの構成要素
次の記述中の(１)∼(17)に入れるべき適切な字句を回答欄に記入せよ。
コンピュータを構成する５大要素として、(１)(２)(３)(４)(５)がある。
コンピュータ内の情報はすべて数字の(６)と(７)だけで表わされ、個々の数字をbinary digit、
あるいは略してbit と呼ぶ。また、８bitをひとまとめにしたものを(８) という。
コンピュータ中のプログラムは、プログラマ用のプログラムである(９)ソフトウエアと、
ユーザ向けのプログラムである(１０)ソフトウエアに大別される。(９)ソフトウエアには、マシン上で
プログラムを効率よく稼動させるためにコンピュータの資源を管理する(１１)、シンボルで記述さ
れたコードを２進数のコードに翻訳する(１２)、および、高水準言語で記述されたプログラムをアセ
ンブリ言語に翻訳する(１３)がある。
コンピュータ内部の記憶には、実行中のプログラムの保持に使用する（１４）と、実行していない
プログラムの保持に使用する（１５）がある。
(1)入力
(2)出力
(3)記憶
(4)制御
(5)データパス
(6)１
(7)０
(8)バイト
(9)システム
(10)アプリケーション
(11)オペレーティン
グシステム
(12)アセンブラ
(13)コンパイラ
(14)主記憶
(1次記憶)
(15)2次記憶
計算機アーキテクチャー Computer Architecture
性能の計算
学科
学年
学籍番号
氏名
問： あるプログラムの実行命令数とある
マシンにおける各命令のあたりのク
ロックサイクル数を右表に示す。
クロック周波数を１．６ＧＨｚとし、
平均ＣＰＩ、ＣＰＵ時間、ＭＩＰＳを求め
よ。 命令の種類
実行命令数
ｸﾛｯｸｻｲｸﾙ数
演算
40
1
ロード
21
2
ストア
12
2
分岐
25
2
ﾌﾟﾛｸﾞﾗﾑのＣＰＵｸﾛｯｸ・ｻｲｸﾙ数＝Σ(実行命令数)iｘ(ｸﾛｯｸｻｲｸﾙ数)i
ＣＰＩ ＝ﾌﾟﾛｸﾞﾗﾑのＣＰＵｸﾛｯｸ・ｻｲｸﾙ数／実行命令数
CPU時間＝実行命令数×ＣＰＩ／クロック周波数
MIPS =クロック周波数／（ＣＰＩ×１０６）
答：
CPI={(40×1)+(21×2)+(12×2)+(25×2)}/(40+21+12+25)=156/98=1.59
CPU時間= 156/(1.6×109)=97.5nsec
MIPS=(1.6×109)/(1.59×106)=1006