令和3年度 春期 応用情報技術者試験 午前 問9

コンピュータの処理性能（MIPS：Million Instructions Per Second、1秒間に実行できる命令を百万単位で表した数）を求める問題です。

まず、表に示された各命令の実行速度と出現頻度から、1命令あたりの平均実行時間を計算します。

1. 平均実行時間の計算
   各命令の実行速度に出現頻度（割合）を掛けて足し合わせることで、命令ミックスの平均実行時間が求まります。
   $$10 \text{ ナノ秒} \times 0.50 + 40 \text{ ナノ秒} \times 0.30 + 40 \text{ ナノ秒} \times 0.20$$
   $$= 5 + 12 + 8 = 25 \text{ ナノ秒}$$
   したがって、1命令あたりの平均実行時間は $25 \text{ ナノ秒}$ となります。

2. 1秒間の実行命令数とMIPSの計算
   1秒は $10^9$ ナノ秒（$1,000,000,000 \text{ ナノ秒}$）であるため、1秒間に実行できる命令数を求めます。
   $$\frac{10^9}{25} = 40,000,000 \text{ 回}$$
   1秒間に4,000万回の命令を実行できることがわかります。

   MIPSはこれを100万（$10^6$）単位で表したものであるため、
   $$\frac{40,000,000}{1,000,000} = 40 \text{ MIPS}$$
   となります。

よって、正解は選択肢 ウ の 40 です。

各選択肢の解説

• ア (11): 誤り。出現頻度や計算方法を誤った不適切な値です。
• イ (25): 誤り。1命令あたりの平均実行時間（$25 \text{ ナノ秒}$）をそのまま解答として選んでしまった値です。
• ウ (40): 正解です。
• エ (90): 誤り。表にある各命令の実行速度を単純に合計した値（$10+40+40=90$）を計算してしまった不適切な値です。