基本情報試験の内容がわかりません。

質問

基本情報試験の勉強をしていますが、クロック、MIPS、CPIのところが、少しもわかりません。テキストでは、これらの説明がごっちゃりしていますが、どういう意味なのでしょうか？
以下の解説をお願いします。

200MHz=200×10-6クロック/秒←→200分の1×10-6秒/クロック=1クロック5n

n=ナノ
10億分の１

1CPI ・ 200MIPS・・・・1秒間に200×(100万）回実行できる
4CPI ・　50MIPS・・・・1秒間に50×（100万）回実行できる

回答No.1

precog · ベストアンサー

>200MHz=200×10-6クロック/秒←→200分の1×10-6秒/クロック=1クロック5n

左の10の-6乗は間違いですね。正しくは10の6乗になります。

Hz(ヘルツ)は周波数の単位で、一秒あたりの繰り返し回数を表します。
MHz (メガ・ヘルツ) メガは10の6乗倍という意味で、
1MHz = 1,000,000Hz
です。つまり、
200MHz = 200,000,000Hz

【参考】
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%89%A9%E7%90%86%E5%8D%98%E4%BD%8D
K (キロ) 1,000倍
M (メガ) 1,000,000倍
G (ギガ) 1,000,000,000倍
T (テラ) 1,000,000,000,000倍

話を戻して、これは繰り返し回数ですから、繰り返しの間隔時間を求めるには逆数を求めます。
間隔 = 1秒 ÷ 200MHz = 1 ÷ 200,000,000 = 0.000000005 (秒)
ここで、
>n=ナノ
>10億分の１
これを使って表記を簡潔にすると、、、
0.000000005秒 = 5n秒
という訳ですね。例えば5クロックの処理があると、200MHzでは
5n秒 × 5クロック = 25n秒
の時間がかかるわけです。

【参考】
m (ミリ) 1,000分の一
μ (マイクロ) 1,000,000分の一
n (ナノ) 1,000,000,000分の一
p (ピコ) 1,000,000,000,000分の一

>1CPI ・ 200MIPS・・・・1秒間に200×(100万）回実行できる
>4CPI ・　50MIPS・・・・1秒間に50×（100万）回実行できる

CPIは消費者物価指数ではなく、Clock per Instuctionでしょうね。20年間IT関係やってて始めてみましたが、、、

一命令あたりに必要なクロック数ということなんでしょう。

1CPIは、一命令実行するために1クロック必要といういみですから、クロック周波数がそのまま一秒間あたりの命令実行数になりますよね。

4CPIは、一命令実行するために4クロックも必要という訳ですから、クロックが200MHzあっても、その4分の1の命令しか実行できないわけです。

わかりましたか?

ちなみに、現代的なCPUは、1クロックあたり3命令や4命令同時実行となっており、さらにCPUコアも2つなど入ってますので倍の命令が実行出来るという訳です。ただし、現実の実行にはメモリーアクセス待ちなどもありますので、必ずしも計算どうりに行くとは限りませんのでご注意を。

補足

回答ありがとうございます。
じっくり全部読んだら、理解できてきて、
とても、参考になりました。