MIPS・命令実行性能の練習問題

結論

クロック周波数・平均CPI・MIPS・実行時間の関係を、何問でも生成する練習問題。単位の取り違えと、掛ける／割るの誤りをその場で指摘します。

公式そのものは単純なのに、単位の換算（MHz・百万命令・ナノ秒）で崩れやすい単元です。出題の前提を毎回そろえた形で反復すると、本番で式を思い出す時間が短くなります。

何問解きますか？

問（1〜50）

結果

問題の型	正解	正答率

このセットのURL：
同じURLを開けば、いつでも同じ問題を解き直せます。

問題は毎回その場で作られます。あらかじめ用意した問題を並べているのではないので、解き尽くすことがありません。
誤答は「ありがちな間違い」から作っています。周波数とCPIを掛けてしまう（正しくは割る）、MIPSと実行時間の逆数関係を取り違える、命令構成の平均CPIを単純平均で出す——といった、実際に起きるミスです。
間違えた選択肢が何を表すかまで出ます。「不正解」で終わらせず、自分が何を計算したのかが分かります。
型別の正答率が出ます。5種類の型のうち、どこで落としているかが結果画面で分かります。

実際に出題される問題の例です。ページ上のアプリでは、これと同じ形式の問題が何問でも生成されます。

例題 1周波数とCPI → MIPS

クロック周波数 2400 MHz、平均CPI 8 のプロセッサの命令実行性能は何MIPSですか。ここで、MIPSは1秒間に実行できる命令数（百万命令／秒）を表します。

1秒間のクロック数は 2400×10^6 回。1命令に8クロック必要なので、1秒間に実行できる命令数は 2400×10^6 ÷ 8 ＝ 300×10^6 命令。よって 300 MIPS です。

例題 2命令数とMIPS → 実行時間

1600 百万命令からなるプログラムを、200 MIPS のプロセッサで実行したときの実行時間はどれですか。ここで、MIPSは1秒間に実行できる命令数（百万命令／秒）を表します。

200 MIPS は1秒間に 200 百万命令を実行できるという意味です。1600 ÷ 200 ＝ 8 秒です。

例題 3命令構成 → 平均CPI

あるプロセッサの命令構成が、命令A が 70% で 2 クロック、命令B が 20% で 6 クロック、命令C が 10% で 8 クロックであるとき、平均CPI（1命令あたりの平均クロック数）はいくつですか。

出現率で重み付けして足します。0.7×2 ＋ 0.2×6 ＋ 0.1×8 ＝ 3.4 です。単純に平均してはいけません。

問題は固定ではなく、その場で生成しています。1〜50問の範囲で解きたい問題数を指定でき、何度でも新しい問題が出ます。

解けます。出題するとURLに問題セットの識別子が付きます。そのURLを開き直せば、まったく同じ問題が同じ順番で出ます。

解き直せます。結果画面に「間違えた問題だけ解き直す」ボタンがあります。型別の正答率も表示されるので、どの型で落としているかが分かります。