ITパスポート 2012年 秋期 問76

命令の実行順序（フェッチ・デコード）【ITパスポート 解説】

正解の理由

解法ステップ

1. 「プログラムカウンタ」を確認：次に実行する命令の所在を示す。初出時に意味を押さえる（レジスタの一種）。
2. 命令サイクルの基本順序を思い出す：フェッチ（読み込み）→（PCの更新）→デコード（解読）→実行。
3. 問題文の順序と照らし合わせる：
   • (1) PC参照 → (2) 命令を取ってくる＝読み込み
   • (3) 次の命令アドレスをPCにセット（PC更新）
   • (4) 命令を解釈＝解読
4. よって a=読み込み、b=解読 → 選択肢ウを選ぶ。

選択肢別の誤答解説

• ア（a：解読、b：読み込み）
  • 誤り。命令を解読する前に命令本体を主記憶から読み込む必要があり、順序が逆になっています。
• イ（a：書込み、b：解読）
  • 誤り。「書込み」は主記憶やレジスタにデータを保存する操作で、命令を取ってくる段階には関係ありません。
• ウ（a：読み込み、b：解読）
  • 正答。命令フェッチ（読み込み）→PC更新→命令デコード（解読）→実行、の正しい順序です。
• エ（a：読み込み、b：書込み）
  • 誤り。命令を読み込んだ後にすぐ「書込み」を行うわけではなく、まず命令を解釈してから実行（場合によって書込みを行う）します。

よくある誤解

1. 「読み込み」と「解読」を逆に覚えてしまう
   • 実際には命令を手に入れてから（読み込み）、それをどう処理するか判断する（解読）流れです。先に判断はできません。
2. プログラムカウンタ（PC）の更新位置を混同する
   • 多くの説明ではPCは命令の読み込み直後に次のアドレスへ更新します。これは次回のフェッチ準備のためです。更新を実行後にするか実行途中にするかは設計で差がありますが、基本的な流れは「読み込み → PC更新 → 解読 → 実行」と覚えておけば試験問題には対応できます。
3. 「書込み」を命令フェッチの一部だと思う
   • 書込みは実行時にデータを主記憶やレジスタへ保存する処理であり、命令自体の取得・解釈とは別です。

補足コラム

• 命令サイクルは基本概念ですが、実際のCPUでは「パイプライン（pipeline）」という手法でフェッチ・デコード・実行を重ね合わせて高速化しています。これは工場の流れ作業のように、別々の段階を同時進行で進めるイメージです。
• 主記憶（主メモリ）は一般にRAM（Random Access Memory：読み書き可能な記憶装置）を指します。命令やデータは一旦ここに置かれます。
• 命令の「解読」では、命令の種類（演算、分岐、読み出し/書き込みなど）と使うデータの場所（レジスタや主記憶のアドレス）を決めます。この情報に基づいて「実行」段階で具体的な動作が行われます。

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