基本情報技術者(科目A)過去問集 - プロセッサ

令和7年7月修了試験問8

プロセッサにおけるパイプライン処理方式を説明したものはどれか。

ア	単一の命令を基に，複数のデータに対して複数のプロセッサが同期をとりながら並列にそれぞれのデータを処理する方式
イ	一つのプロセッサにおいて，単一の命令に対する実行時間をできるだけ短くする方式
ウ	一つのプロセッサにおいて，複数の命令を少しずつ段階をずらしながら同時実行する方式
エ	複数のプロセッサが，それぞれ独自の命令を基に複数のデータを処理する方式

答え：ウ
分野：テクノロジ系 › コンピュータシステム › コンピュータ構成要素 › プロセッサ

同一問題 ：〔令5修7問8〕〔平28修12問9〕〔平27修1問9〕〔平25修6問10〕〔平23修6問10〕〔平21春問11〕

令和7年6月修了試験問8

主記憶へのアクセスを伴う演算命令を実行するとき，命令解読とオペランド読出しの間に行われる動作はどれか。

ア	実効アドレス計算
イ	入出力装置起動
ウ	分岐アドレス計算
エ	割込み発生

答え：ア
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同一問題 ：〔平22修6問11〕

令和7年1月修了試験問8

あるプログラムは，命令 a～d を次の順で実行する。

各命令の実行に必要なクロックサイクル数（CPI：Cycles Per Instruction）は，表のとおりである。CPUのクロック周波数を100MHzとするとき，この命令列の実行時間は何ナノ秒か。ここで，命令の実行はオーバラップしないものとする。

命令	CPI
a	6
b	2
c	4
d	8

ア	30
イ	40
ウ	200
エ	300

答え：エ
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同一問題 ：〔令6修1問8〕〔平23修7問9〕

令和6年12月修了試験問8

プロセッサの省電力技術の一つであるパワーゲーティングの説明として，適切なものはどれか。

ア	仕事量に応じて，プロセッサへ供給する電源電圧やクロック周波数を変える。
イ	動作していない回路ブロックへのクロック供給を停止する。
ウ	動作していない回路ブロックへの電源供給を遮断する。
エ	マルチコアプロセッサにおいて，使用しないコアの消費電力枠を，動作しているコアに割り当てる。

答え：ウ
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令和6年7月修了試験問8

動作クロック周波数が700MHzのCPUで，命令実行に必要なクロック数及びその命令の出現率が表に示す値である場合，このCPUの性能は約何MIPSか。

命令の種別	命令実行に必要なクロック数	出現率(%)
レジスタ間演算	4	30
メモリ・レジスタ間演算	8	60
無条件分歧	10	10

ア	10
イ	50
ウ	70
エ	100

答え：エ
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同一問題 ：〔令3修7問11〕〔令2修1問11〕〔平30秋問9〕〔平29春問8〕〔平26修12問9〕〔平24修1問9〕

令和6年7月修了試験問9

プロセッサにデータを読み込む時にキャッシュメモリにヒットしなかった場合，キャッシュメモリ制御装置が行う動作はどれか。

ア	キャッシュメモリから所要のデータをブロック転送し，磁気ディスクに書き込む。
イ	磁気ディスクから所要のデータをブロック転送し，キャッシュメモリに読み込む。
ウ	主記憶から所要のデータをブロック転送し，キャッシュメモリに読み込む。
エ	ディスクキャッシュから所要のデータをブロック転送し，主記憶に読み込む。

答え：ウ
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同一問題 ：〔令1修12問12〕〔平30修7問11〕〔平25秋問10〕

令和5年12月修了試験問8

50MIPSのプロセッサの平均命令実行時間は幾らか。

ア	20ナノ秒
イ	50ナノ秒
ウ	2マイクロ秒
エ	5マイクロ秒

答え：ア
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同一問題 ：〔平31修1問9〕〔平29修6問9〕〔平27秋問9〕〔平25春問9〕〔平23修1問9〕

令和5年6月修了試験問8

1GHzのクロックで動作するCPUがある。このCPUは，機械語の1命令を平均0.8クロックで実行できることが分かっている。このCPUは1秒間に平均何万命令を実行できるか。

ア	125
イ	250
ウ	80,000
エ	125,000

答え：エ
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同一問題 ：〔令3修12問11〕〔令1秋問12〕〔平30修6問9〕〔平29修1問9〕〔平26秋問9〕〔平24修7問9〕

令和5年1月修了試験問11

主記憶のデータを図のように参照するアドレス指定方式はどれか。

ア	間接アドレス指定
イ	指標アドレス指定
ウ	相対アドレス指定
エ	直接アドレス指定

答え：ア
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同一問題 ：〔令1修12問11〕〔平30修7問9〕〔平28秋問9〕〔平27春問9〕〔平25春問10〕〔平23秋問9〕

令和5年1月修了試験問12

パイプライン制御の特徴はどれか。

ア	複数の命令を同時に実行するために，コンパイラが目的プログラムを生成する段階で，それぞれの命令がどの演算器を使うかをあらかじめ割り振る。
イ	命令が実行される段階で，どの演算器を使うかを動的に決めながら，複数の命令を同時に実行する。
ウ	命令の処理をプロセッサ内で複数のステージに細分化し，複数の命令を並列に実行する。
エ	命令を更に細かなマイクロ命令の組合せで実行する。

答え：ウ
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同一問題 ：〔平27修12問9〕〔平24修7問10〕〔平22秋問10〕

令和5年1月修了試験問13

CPUにおける投機実行の説明はどれか。

ア	依存関係にない複数の命令を，プログラム中での出現順序に関係なく実行する。
イ	パイプラインの空き時間を利用して二つのスレッドを実行し，あたかも二つのプロセッサであるかのように見せる。
ウ	二つ以上のCPUコアによって複数のスレッドを同時実行する。
エ	分岐命令の分岐先が決まる前に，予測した分岐先の命令の実行を開始する。

答え：エ
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同一問題 ：〔平28秋問10〕

令和4年12月修了試験問11

外部割込みに分類されるものはどれか。

ア	インターバルタイマーによって，指定時間が経過したときに生じる割込み
イ	演算結果のオーバフローやゼロによる除算で生じる割込み
ウ	仮想記憶管理において，存在しないページへのアクセスによって生じる割込み
エ	ソフトウェア割込み命令の実行によって生じる割込み

答え：ア
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同一問題 ：〔令2修7問12〕〔平30修12問9〕〔平29秋問10〕〔平28修6問10〕〔平26修6問11〕〔平24春問11〕〔平22修7問10〕

令和4年12月修了試験問12

同じ命令セットをもつコンピュータAとBがある。それぞれのCPU クロック周期及びあるプログラムを実行したときのCPI（Cycles Per Instruction）は，表のとおりである。そのプログラムを実行したとき，コンピュータAの処理時間は，コンピュータBの処理時間の何倍になるか。

	CPU クロック周期	CPI
コンピュータA	1ナノ秒	4.0
コンピュータB	4ナノ秒	0.5

ア	$\frac{1}{32}$
イ	$\frac{1}{2}$
ウ	2
エ	8

答え：ウ
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令和4年12月修了試験問13

“LOAD GR，B，AD”は，ADが示すアドレスにベースレジスタBの内容を加えた値を有効アドレスとして，その有効アドレスが示す主記憶に格納されているデータを汎用レジスタGRにロードする命令である。
図の状態で，次の命令を実行したとき，汎用レジスタGRにロードされるデータはどれか。
LOAD GR,1,200

ア	1201
イ	1300
ウ	2200
エ	2300

答え：イ
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同一問題 ：〔令3修6問12〕〔平28修12問10〕〔平27修1問10〕〔平23春問10〕

令和4年7月修了試験問11

表に示す命令ミックスから求められ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

答え：ウ
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令和4年1月修了試験問11

CPUのプログラムレジスタ（プログラムカウンタ）の役割はどれか。

ア	演算を行うために，メモリから読み出したデータを保持する。
イ	条件付き分岐命令を実行するために，演算結果の状態を保持する。
ウ	命令のデコードを行うために，メモリから読み出した命令を保持する。
エ	命令を読み出すために，次の命令が格納されたアドレスを保持する。

答え：エ
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同一問題 ：〔平27修7問9〕〔平23秋問10〕

令和4年1月修了試験問12

コンピュータは，入力，記憶，演算，制御及び出力の五つの機能を実現する各装置から構成される。命令はどの装置から取り出され，どの装置で解釈されるか。

	取出し	解釈
ア	演算	制御
イ	記憶	制御
ウ	制御	演算
エ	入力	演算

答え：イ
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同一問題 ：〔平26修7問10〕〔平25修1問10〕〔平22修12問10〕

令和3年12月修了試験問12

パイプライン制御を適切に表しているものはどれか。ここで，図中の記号Dは解読，Eは実行，Fは命令フェッチとする。

ア
イ
ウ
エ

答え：ウ
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同一問題 ：〔令1修6問10〕〔平28修6問9〕

令和3年7月修了試験問12

内部割込みに分類されるものはどれか。

ア	商用電源の瞬時停電などの電源異常による割込み
イ	ゼロで除算を実行したことによる割込み
ウ	入出力が完了したことによる割込み
エ	メモリパリティエラーが発生したことによる割込み

答え：イ
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同一問題 ：〔令2修1問12〕〔平30春問10〕〔平28修1問10〕〔平26秋問10〕〔平24修7問11〕〔平22秋問11〕

令和3年6月修了試験問11

平均命令実行時間が20ナノ秒のコンピュータがある。このコンピュータの性能は何MIPSか。

ア	5
イ	10
ウ	20
エ	50

答え：エ
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同一問題 ：〔令1修7問9〕〔平29秋問9〕〔平28修7問9〕〔平26修7問9〕〔平24修12問9〕〔平23修7問10〕〔平22秋問9〕〔平21春問9〕

令和3年1月修了試験問12

外部割込みが発生するものはどれか。

ア	仮想記憶管理での，主記憶に存在しないページへのアクセス
イ	システムコール命令の実行
ウ	ゼロによる除算
エ	入出力動作の終了

答え：エ
分野：テクノロジ系 › コンピュータシステム › コンピュータ構成要素 › プロセッサ

同一問題 ：〔令1修7問10〕〔平29修1問10〕〔平25修12問10〕〔平23春問9〕〔平21修12問10〕

令和2年12月修了試験問11

RISCプロセッサの5段パイプラインの命令実行制御の順序はどれか。ここで，このパイプラインのステージは次の五つとする。

① 書込み
② 実行とアドレス生成
③ 命令デコードとレジスタファイル読出し
④ 命令フェッチ
⑤ メモリアクセス

ア	③，④，②，⑤，①
イ	③，⑤，②，④，①
ウ	④，③，②，⑤，①
エ	④，⑤，③，②，①

答え：ウ
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同一問題 ：〔平31修1問10〕〔平28春問10〕

令和2年12月修了試験問12

メイン処理，及び表に示す二つの割込みA，Bの処理があり，多重割込みが許可されている。割込みA，Bが図のタイミングで発生するとき，0ミリ秒から5ミリ秒までの間にメイン処理が利用できるCPU時間は何ミリ秒か。ここで，割込み処理の呼出し及び復帰に伴うオーバヘッドは無視できるものとする。

ア	2
イ	2.5
ウ	3.5
エ	5

答え：ア
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同一問題 ：〔令1秋問13〕

令和2年7月修了試験問11

全ての命令が5ステージで完了するように設計された，パイプライン制御のコンピュータがある。20命令を実行するには何サイクル必要となるか。ここで，全ての命令は途中で停止することなく実行でき，パイプラインの各ステージは1サイクルで動作を完了するものとする。

ア	20
イ	21
ウ	24
エ	25

答え：ウ
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令和2年6月修了試験問11

外部割込みの原因となるものはどれか。

ア	ゼロによる除算命令の実行
イ	存在しない命令コードの実行
ウ	タイマによる時間経過の通知
エ	ページフォールトの発生

答え：ウ
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同一問題 ：〔平31春問9〕〔平26修12問10〕〔平25修7問10〕〔平23修7問11〕

令和1年6月修了試験問11

ユーザモードにおいて，プログラムの実行中に割込みが発生した時の①～④に示すプロセッサの処理の順序として，適切なものはどれか。

① ユーザモードから特権モードへの移行
② 割込み処理ルーチンの開始番地の決定
③ 割込み処理ルーチンの実行
④ 割込み要求の受付

ア	① → ④ → ② → ③
イ	② → ④ → ③ → ①
ウ	④ → ① → ② → ③
エ	④ → ② → ① → ③

答え：ウ
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平成30年秋期問10

割込み処理の終了後に，割込みによって中断された処理を割り込まれた場所から再開するために，割込み発生時にプロセッサが保存するものはどれか。

ア	インデックスレジスタ
イ	データレジスタ
ウ	プログラムカウンタ
エ	命令レジスタ

答え：ウ
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平成30年7月修了試験問10

MPUの割込みには外部割込みと内部割込みがある。外部割込みの例として，適切なものはどれか。

ア	0で除算をしたときに発生する割込み
イ	ウォッチドッグタイマのタイムアウトが起きたときに発生する割込み
ウ	未定義命令を実行しようとしたときに発生する割込み
エ	メモリやデバイスが存在しない領域にアクセスしたときに発生する割込み

答え：イ
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同一問題 ：〔平27修12問10〕〔平25春問11〕

平成30年春期問9

図はプロセッサによってフェッチされた命令の格納順序を表している。aに当てはまるものはどれか。

ア	アキュムレータ
イ	データキャッシュ
ウ	プログラムレジスタ（プログラムカウンタ）
エ	命令レジスタ

答え：エ
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平成30年1月修了試験問10

パイプラインの深さをD，パイプラインピッチをP秒とすると，I個の命令をパイプラインで実行するのに要する時間を表す式はどれか。ここで，パイプラインは1本だけとし，全ての命令は処理にDステージ分の時間がかかり，各ステージは1ピッチで処理されるものとする。また，パイプラインハザードについては，考慮しなくてよい。

ア	(I+D)×P
イ	(I+D-1)×P
ウ	(I×D)+P
エ	(I×D-1)+P

答え：イ
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平成30年1月修了試験問11

現在の商用超並列コンピュータの多くが採用しているマルチプロセッサの処理方式の一つであり，プロセッサごとに異なる命令を並列に実行させるものはどれか。

ア	CISC
イ	MIMD
ウ	RISC
エ	SIMD

答え：イ
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平成29年12月修了試験問10

CPUのパイプライン処理を有効に機能させるプログラミング方法はどれか。ここで，CPUは命令の読込みとデータのアクセスを分離したアーキテクチャとする。

ア	CASE文を多くする。
イ	関数の個数をできるだけ多くする。
ウ	分岐命令を少なくする。
エ	メモリアクセス命令を少なくする。

答え：ウ
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同一問題 ：〔平26修6問10〕〔平24修12問11〕

平成29年12月修了試験問11

複数のデータに対して1個の命令で同一の操作を同時並列に行う方式で，マルチメディアデータなどを扱うCPUに採用されているものはどれか。

ア	MIMD
イ	MISD
ウ	SIMD
エ	SISD

答え：ウ
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平成29年7月修了試験問9

主記憶に記憶されたプログラムを，CPUが順に読み出しながら実行する方式はどれか。

ア	DMA制御方式
イ	アドレス指定方式
ウ	仮想記憶方式
エ	プログラム格納方式

答え：エ
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同一問題 ：〔平26春問9〕

平成28年春期問9

PCのクロック周波数に関する記述のうち，適切なものはどれか。

ア	CPUのクロック周波数と，主記憶を接続するシステムバスのクロック周波数は同一でなくてもよい。
イ	CPUのクロック周波数の逆数が，1秒間に実行できる命令数を表す。
ウ	CPUのクロック周波数を2倍にすると，システム全体としての実行性能も2倍になる。
エ	使用しているCPUの種類とクロック周波数が等しければ，2種類のPCのプログラム実行性能は同等になる。

答え：ア
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平成28年1月修了試験問9

インデックス修飾によってオペランドを指定する場合，表に示す値のときの実効アドレスはどれか。

インデックスレジスタの値	10
命令語のアドレス部の値	100
命令が格納されているアドレス	1000

ア	110
イ	1010
ウ	1100
エ	1110

答え：ア
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同一問題 ：〔平25修7問9〕

平成27年6月修了試験問9

表のCPIと構成比率で，3種類の演算命令が合計1,000,000命令実行されるプログラムを，クロック周波数が1GHzのプロセッサで実行するのに必要な時間は何ミリ秒か。

演算命令	CPI（Cycles Per Instruction）	構成比率（%）
浮動小数点加算	3	20
浮動小数点乗算	5	20
整数演算	2	60

ア	0.4
イ	2.8
ウ	4.0
エ	28.0

答え：イ
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同一問題 ：〔平25修12問9〕〔平23修6問9〕〔平22春問9〕

平成26年6月修了試験問9

表のクロック周波数と平均CPI（Cycles Per Instruction）の組合せのうち，同一命令数のプログラムを処理する時間が最も短いものはどれか。

	クロック周波数（GHz）	平均CPI
ア	2.0	7
イ	2.5	8
ウ	3.0	10
エ	3.5	12

答え：イ
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同一問題 ：〔平24修6問9〕

平成26年1月修了試験問9

クロック周波数が1GHzのCPUがある。このCPUの命令種別が，表に示す二つから成っているとき，処理能力は約何MIPSか。

命令種別	実行時間（クロック）	出現頻度（%）
命令1	10	60
命令2	5	40

ア	34
イ	100
ウ	125
エ	133

答え：ウ
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同一問題 ：〔平21修6問9〕

平成25年1月修了試験問9

全ての命令が5サイクルで完了するように設計された，パイプライン制御のコンピュータがある。20命令を実行するには何サイクル必要となるか。ここで，全ての命令は途中で停止することなく実行でき，1ステージは1サイクルで動作を完了するものとする。

ア	20
イ	21
ウ	24
エ	25

答え：ウ
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平成24年12月修了試験問10

命令のオペランド部の値と，命令アドレスレジスタの値との和を，実効アドレスとする方式はどれか。

ア	間接アドレス指定
イ	指標付きアドレス指定
ウ	絶対アドレス指定
エ	相対アドレス指定

答え：エ
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同一問題 ：〔平23修1問10〕

平成24年秋期問9

割込み発生時のプロセッサの処理手順はどれか。

① プログラムレジスタ（プログラムカウンタ）などの退避
② ユーザモードから特権モードへの移行
③ 割込み処理ルーチンの開始番地の決定
④ 割込み処理ルーチンの実行

ア	①→③→④→②
イ	①→④→②→③
ウ	②→①→③→④
エ	②→③→④→①

答え：ウ
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平成24年春期問10

マルチコアプロセッサの特徴として適切なものはどれか。

ア	コアの個数を倍にすると，プロセッサ全体の処理性能はn²倍になる。
イ	消費電力を抑えながら，プロセッサ全体の処理性能を高められる。
ウ	複数のコアが同時に動作しても，共有資源の競合は発生しない。
エ	プロセッサのクロック周波数をシングルコアより高められる。

答え：イ
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平成24年1月修了試験問10

プロセッサの制御機構に分類されるものはどれか。

ア	ALU
イ	アキュムレータ
ウ	命令デコーダ
エ	メモリアドレスレジスタ

答え：ウ
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平成23年12月修了試験問10

プログラムを主記億に読み込んでおき，CPUが順次読み出し実行する方式はどれか。

ア	アドレス方式
イ	仮想記憶方式
ウ	直接プログラム制御方式
エ	プログラム記憶方式

答え：エ
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同一問題 ：〔平21修7問10〕

平成23年1月修了試験問11

コンピュータの高速化技術のうち，一つの命令をn個の独立な処理段階に分割し，各処理段階を並行に実行できるようにして，複数の命令をオーバラップさせて実行する方式はどれか。

ア	out-of-order実行
イ	キャッシュメモリ
ウ	パイプライン処理
エ	分岐予測

答え：ウ
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平成23年1月修了試験問12

命令語に関する記述のうち，適切なものはどれか。

ア	オペランドの個数は，その命令で指定する主記憶の番地の個数と等しい。
イ	一つのコンピュータでは，命令語長はすべて等しい。
ウ	命令語長が長いコンピュータほど，命令の種類も多くなる。
エ	命令の種類によっては，オペランドがないものもある。

答え：エ
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平成22年12月修了試験問9

あるコンピュータでは，1命令が表のステップ1～6の順序で実行される。パイプライン処理を利用して5命令を実行すると，何ナノ秒かかるか。ここで，各ステップの実行時間は10ナノ秒とし，パイプライン処理の実行を乱す分岐命令などはないものとする。

ステップ	処理内容
1	命令コード部の取出し
2	命令の解読
3	アドレス部の取出し
4	実効番地の計算
5	データの取出し
6	演算の実行

ア	50
イ	60
ウ	100
エ	300

答え：ウ
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平成22年7月修了試験問9

次の図のうち，パイプライン制御の説明として適切なものはどれか。ここで，図中の各記号の意味は次のとおりである。
F：命令呼出し，D：解読，A：アドレス計算，R：オペランド呼出し，E：実行

ア
イ
ウ
エ

答え：ウ
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平成22年6月修了試験問9

プロセッサを制御するために用いられるクロックに関する記述のうち，適切なものはどれか。

ア	同じアーキテクチャのプロセッサであれば，クロック周波数の高いものほど単位時間当たりの実行命令数は多い。
イ	クロック周波数の逆数は，1秒間に実行できる命令数と等しい。
ウ	プログラムが全く実行されていないときは，クロックは停止している。
エ	命令フェッチから命令実行までの一連の処理は，1クロックで実行される。

答え：ア
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平成22年6月修了試験問10

プロセッサが割込みを発生するのはどの時点か。

ア	キャッシュメモリにアクセスしたがヒットしなかった場合
イ	特権モードでの入出力開始命令の実行
ウ	浮動小数点演算におけるあふれ（オーバフロー）の発生
エ	メモリインタリーブ方式によるバンクの切替え完了

答え：ウ
分野：テクノロジ系 › コンピュータシステム › コンピュータ構成要素 › プロセッサ

平成22年1月修了試験問9

処理装置で用いられるキャッシュメモリの使用目的として，適切なものはどれか。

ア	仮想記憶のアドレス変換を高速に行う。
イ	仮想記憶のページング処理を高速に行う。
ウ	主記憶へのアクセス速度とプロセッサの処理速度の差を埋める。
エ	使用頻度の高いプログラムを常駐させる。

答え：ウ
分野：テクノロジ系 › コンピュータシステム › コンピュータ構成要素 › プロセッサ

平成21年6月修了試験問10

割込みに関する記述のうち，適切なものはどれか。

ア	CPUは割込みを受け付けると実行中のプログラムを中断し，プログラムの再開に必要な情報を磁気ディスクの特定の領域に格納する。
イ	アプリケーションは，常に割込みの発生を感知する必要がある。
ウ	入出力装置からの動作完了の通知は，内部割込みに分類される。
エ	複数の割込みの発生に備え，個々の割込み原因には優先順位が付けられる。

答え：エ
分野：テクノロジ系 › コンピュータシステム › コンピュータ構成要素 › プロセッサ