基本情報技術者 2017年 春期 午前（科目A） 問08

命令混合によるMIPS計算【午前解説】

正解の理由

解法ステップ

1. 出現率（%）を小数に変換する：30%→0.30、60%→0.60、10%→0.10。
2. 各命令のクロック数に確率を掛けて合計し、平均CPIを求める。
   $CPI=4\times 0.30+8\times 0.60+10\times 0.10=7.0$。
3. CPU周波数（MHz）を平均CPIで割ってMIPSを算出する。
   $MIPS=700/7.0=100$。
4. 選択肢から最も近い値（100）を選ぶ。

選択肢別の誤答解説

• ア：10
  ここから生じる典型的なミスは、「CPIが70と誤認」や単位を誤って扱うことです。たとえば出現率を正しく小数化せずに計算を進めるなどの単位ミスで極端に小さいMIPSを得る場合があります。
• イ：50
  50を得る場合は、CPIを14と誤算した可能性があります（700/14=50）。割合の扱いや平均の取り方で係数を二重に入れてしまうなどの計算ミスが原因です。
• ウ：70
  70は「CPI=10と仮定」してしまった場合の結果（700/10=70）で、無条件分岐（10クロック）のみを代表値にしてしまった誤りによく対応します。
• エ：100（正解）
  正しい手順で出現率を確率に直し、重み付き平均でCPIを求め、MHzをCPIで割ると得られます。

よくある誤解

• 出現率を％のまま掛け合わす（30,60,10をそのまま使う）と平均が100倍ずれるため誤答になります。
• 最大値や最小値だけでCPIを仮定して計算（例：無条件分岐の10サイクルのみを使う）すると代表値を誤ります。
• MHzとMIPSの関係を取り違え、CPIで割る代わりに掛けるミスをしやすい点に注意してください。

補足コラム

• MIPSは「百万命令毎秒」を示す単純な性能指標ですが、命令の種類や命令語あたりの仕事量が異なるアーキテクチャ間比較には注意が必要です。
• CPI（Cycles Per Instruction）は命令セットやパイプライン、キャッシュヒット率などに依存します。表面上のMIPSだけで性能を断定しないことが重要です。
• 出現率の合計が100%になっているかを必ず確認してください。合計が100でない場合は与えられた値の解釈や設問読み違いが疑われます。

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