【A試験_ハードウェア】04. CPUの性能指標 | 基本情報技術者試験
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- Опубликовано: 12 июн 2024
- ✅講義資料：note.com/kihonzyouhou/n/n451b...
基本情報技術者試験のA試験問題ハードウェアについて学ぶコースです。
この動画ではCPUの性能指標について学習します。CPUの性能が良いとコンピュータの処理は早くなりますが、その性能はどのように評価するのでしょうか？
その評価方法を本日は学習します。MIPSや命令ミックスなど、テストでよく出題される分野を学習するのでしっかり理解して下さい！
※コメント欄に記載いただいた質問はできる限り回答しますので、お気軽に記載して下さい。
▼この動画の目次
00:00 イントロ
01:18 クロック周波数
03:38 CPI
04:46 MIPS
07:46 命令ミックス
10:35 過去問演習
▼関連動画
【A試験_ハードウェア】01. 五大装置とノイマン型コンピューター | 基本情報技術者試験
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ハードウェアコース
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基本情報技術者試験の概要（※最初にご覧頂くことをオススメしています。）
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mipsの所逆数とらなくても
1G Hz＝10億
cpi ＝ 5
だから
10億÷5 ＝2億
2億を100万の単位に直すと
200mipsになるからそっちの方が簡単と思います！
逆数のとこですっごい悩んでたので助かりました！！！
シンプルにこれで悩んでたので助かりました
死ぬほど分かりやすいです…
MIPSやクロック数、CPIなどさっぱりだったのですが、この動画を見て理解できました！
ありがとうございます！！
3回繰り返し見ることで理解できました！複雑ですがすーさんの動画のおかげで理解できました！ありがとうございました！
良かったです！！
こちらこそ嬉しいコメントありがとうございます！
わかりやすいです！ありがとうございます。
こちらこそありがとうございます^^
ようやくちゃんと理解できた気がする！！！
理解できるまでゆっくり解くのが大切😂
お役に立てて良かったです！！
すごい、理解出来た
良かったです！！
感謝、❤
すべての動画を拝見させていただいています。
そもそもの質問なのですが、当日試験会場に電卓は持ち込めないとのことでしたので
今回の動画の内容に限らず、桁数の多い計算もすべて筆算するということでしょうか。
自分用
2:28
命令ミックス 命令によって必要なクロック数が変わるから平均値をとるイメージ
例題も逆数の逆数を取るより、700万Hzを平均クロック数で割った方が早いから、説明の通り丸暗記しない方がよさそう
このチャンネルでたくさん勉強させてもらってます。
いつもありがとうございます。
5:09 動画内では分数を使って解かれていましたが
クロック周波数÷CPIでも答えが出せますよ。
実際のテストでは一命令当たりの実行時間を算出しなければいけない場合も
あると思いますが他の方の参考になれば・・・。
コメントありがとうございます！
はい、基本原理が分かっていれば解き方は何でもOKです^^
こんばんわ、1/7×(1/700M)が100MIPSになる途中の計算式が省かれており分かりずらいです・・・どのように計算したらいいのでしょうか？問題集なども計算問題の途中が良く省かれていて難しく感じます。CPUのクロック周波数（Hz） ÷ 1命令に要する平均クロック数（クロック）の式の方が分かりやすいと言えば分かりやすいですが・・・どっちがいいのでしょうか？
コメントありがとうございます。
途中計算省略してしまいすみません。以下記載しますね。
1/7×（1/700M）の分母を計算すると、7×（1/700M）=7/700Mになります。
この式はつまり1/（7/700M）ですね。
分数の分母と分子に同じ数をかけても値は変わらないので、分子と分母それぞれに分母の逆数である(700M/7)をかけると、分母は1、分子は700M/7=100Mとなり、計算結果は100Mと算出されます。
つまり、1秒間で100M回の命令を実行できることになります。（※Mはmillion、つまり100万です。）
そして、MIPSは1秒間に実行できる命令の数を100万（=M）単位で表した数値です。このCPUは1秒間に100Mの命令をこなせるのでMIPSの定義より100MIPSとなります。
コメント頂いた「CPUのクロック周波数（Hz） ÷ 1命令に要する平均クロック数（クロック）」という計算式は確かに結果論そのようになりますが、この式を丸暗記してしまうと応用が効かなくなる懸念があります。
例えば、MIPSではなく1命令実行に必要な時間を聞かれたり、1クロックに必要な時間を問われたら答えられなくなる懸念があります。
MIPS：1秒間に何回命令を実行できるか
CPI：1つの命令を実行する際に必要なクロック数
クロック周波数：1秒間に実行されるクロック数
という3つの関係性を理解すれば計算式は暗記せずにMPIS1を算出できますし、応用も効くので、できれば上記関係を理解頂くことをおすすめします。動画では01:18〜07:46までで説明している部分ですね。この部分でわからない点がありましたら、またご質問下さい！
@@kihonzyouhou 分数の分母と分子に同じ数をかけても値は変わらないので、分子と分母それぞれに分母の逆数である(700M/7)をかけると、分母は1、分子は700M/7=100Mとなり
↑これは分数の決まり事として覚える感じでしょうか？分数のどのポイントを覚える必要があるのでしょうか？例えば、10/1/5は10×5にひっくり返す事が出来るとか・・・基本情報の計算問題全般が難しくて理解しずらいですね・・・
@@user-nx4rz1bg2n
そうですね、、基本情報技術者試験範囲は恐らく分数の計算等は出来る前提で作成されているので、ピンポイントで性質を覚えるより、分数全般の復習をして頂く方が良いと思います。
更に申し上げると、分数に限らず、中学数学までの範囲は理解しておく必要があると思います。中学数学までの理解が曖昧だと、他の分野の計算も苦戦してしまう懸念があります、、、
急がば回れで、中学までの数学を一通り学べる参考書を1冊使い、数学の復習をしてみることをオススメします！
すみません、質問です。
クロック周波数÷平均クロック数＝1秒間に実行できる命令の数(MIPS)で計算しても同じ結果になるのですが、この計算の仕方は良くないのでしょうか？
コメント失礼します。それで問題はないと思いますよ。この動画は今日、基本情報技術者試験の勉強を始めた！という様な初心者でも理解しやすいように解説されているので問題を早く解くためのテクニックではなく原理や仕組みの理解に重きを置かれていると思いますので。実際の試験では1問にそんなに時間も掛けられないので短時間で自回答できるならそれが良いと思います。
いつも動画ありがとうございます！
細かいのですが、700MHzのMの本来の読みはメガですよね？
それともMIPSで扱う際は、ミリオンと読むのでしょうか。
こちらこそ、いつもご視聴ありがとうございます！
確かに700ミリオンヘルツって言い方は聞かないので、700メガヘルツですね...。失礼いたしました。（どちらも100万を意味するので計算に影響はありません！笑）
ちなみに、動画内ではMIPSの正式名称「Million Instructions Per Second」に併せ、ミリオンと説明したのだと思います。
ですので「MIPSで扱う際はミリオンと読む」といったルールは無いはずです。ご指摘頂きありがとうございます！
@@kihonzyouhou
わかりやすく説明してくださったのに指摘してしまいすみません笑
わかりました！ありがとうございます！
いえいえ、とんでもないです！ご指摘頂きありがとうございました！
すいません、この動画とは関係ないですが、午後のアルゴリズムで苦戦しているので、動画にしていただきたいです。
リクエストありがとうございます。
アルゴリズムは最初大変ですよね、、アルゴリズムコースも近いうちに作成出来ればと思いますが、取り急ぎ以下の動画が参考になると思います。
ruclips.net/video/-M8RBSneOS0/видео.html
ruclips.net/video/Cy9-Ok8Hxkk/видео.html
上記はマクロの説明をしている動画ですが、マクロはアルゴリズムと同様に擬似言語が使われているので、理解すべき基本の部分は同じです！
私事で申し訳ないのですが、本日基本情報受かりました。ほんとに分かりやすくて、ためになりました。大変お世話になりました！
おめでとうございます！！
いえいえ、そのようなご報告頂けて大変嬉しいです😄
お褒めの言葉ありがとうございます！
計算問題の理解はできたのですが、最後の過去問の解き方を
①１秒間に700,000,000クロック処理できる
②１命令あたり７クロック必要
から、700,000,000÷7という式から100MIPS
（1秒間の700,000,000クロックの内、7クロック（１命令）が何個含まれているか）
という答えの求め方でも合っていますか？
大丈夫です。単位で考えると混乱しづらくなります。
クロック周波数 クロック/s
CPI クロック/回(命令実行回数)
なので、1秒間に実行できる命令回数の単位 回/s を作るには、単純にクロック周波数をCPIで割れば答えは同じになります。
7:33 あたりで100万単位にする際、10^6で割るという発想はどうやったら思いつきますか？
この講義を通して、粘ることの大切さも学んでいます。ありがとうございます！
0.2×10^9は0.2×10^3×10^6とも書けますよね。
mipsでは100万は単位に含まれちゃうので10^6の部分は無視して0.2×10^3 mipsと回答すればいいことになります。
こういう意味で単位である10^6で割るんです。
@@haooooo000 解答ありがとうございます！非常に助かります。4日間のもやもやが晴れました。感謝いたします。
他の方のコメントにもあったのですが、動作クロック周波数が1秒間にできる動作数なので動作クロック周波数をCPIで割る方がわかりやすい気がします。
ただ、まだここまでしか動画を見ていないので、今のやり方である1度逆数にする作業の方が今後役に立つや複雑な方法の時にわかりやすいなどあれば教えて頂きたいです
原理が理解出来ているなら計算方法は何でも大丈夫です。mips=クロック周波数/(cpi×10^6)とだけ説明すると、この式を丸暗記して応用が効かなくなるので、原理から説明しています。
もし理系の方で複雑な単位換算が出来る場合は、動画の説明はまわりくどいのでやりやすい計算方法で大丈夫です。
MIPSの計算、クロック周波数にCPIの逆数を掛けても求められると思うのですがどうでしょうか？
理屈が理解出来ていれば計算方法は何でも良いです。逆に計算方法だけ暗記すると、応用が効かなくなるのでオススメしません。
過去問の平均クロック数は4＋8＋10÷3＝7じゃダメなんでしょうか？
コメント頂いた方法は単純平均というもので、各命令の重みが考慮できていないため誤りです。
動画で説明している方法（加重平均と呼びます）を用いることが正解です。
Mipsの部分で、5×10の9乗分の1がいつの間にか、0.2×10の9乗になるのでしょうか。教えて頂けると助かります。
以下の計算を行なっています
1/5=0.2
10^(-9)=10^9
単位が難しい...
算数わからな過ぎて申し訳ない、、7:06 なんで0.2×10の9乗になるのかがわかりません、。5分の1×10の9乗になるまでは理解してます。
よろしくお願いいします。
1/(5×10^-9) = 1/5 × 1/10^-9 = 1/5 × 10^9 です。
※ x^-a = x^a になります！
ヘルツとクロック周波数の違いは、思考停止状態。電流が通るか通らないが、一定電圧が通るか通らないか、そもそも一秒間に数億回の周波数❓があるのか命令がピンと来ません😢
簡単に700/7ではダメですか？
原理が理解できているなら計算は何でも良いです。逆にいうと、計算式だけ暗記することは、応用が聞かなくなるので推奨出来ません。
明らかにBよりAの方がキツイ
第四关了欸，啊啥时候能全通关呢
なぜ10の9乗なのでしょうか？？
Gは9乗の意味です！詳しくはこちらご覧ください。
ruclips.net/video/Tu2LpM84gsA/видео.html
CPUの性能評価
1:57 クロック周波数（1秒あたりのクロック数）
3:20 1クロックあたりの秒数
4:32 CPI(Clock cycles per instruction)
1命令あたり何クロック必要か
4:54 MIPS(Million instructions per second)
1秒間でできる命令の数（百万単位）
7:51 命令ミックス（出現頻度で命令を重みづけ）
よく出てくる命令はMIPSの計算に影響し、あまり出てこない命令はMIPSにあんまり反映させない
逆数の説明がイマイチわからん、、
文系だからなーんもわからん、まずい
四則演算すよ
文系というか勉強してない人って感じ
@@ringpond4734 こういうバカ見てるとイライラするよな、なんで勉強してんのか知らんがとりあえず社会に出んでほしいよね
時間かければいけるよ、お互い頑張ろう
四則演算だとしても、数学長らくやってないやつとやってるやつだとクオリティが全然違うやろ