修了試験 2025-07-27実施分 基本情報技術者試験 問9
図に示す構成で,表に示すようにキャッシュメモリと主記憶のアクセス時間だけが異なり,他の条件は同じ2種類のCPU XとYがある。 あるプログラムをCPU XとYとでそれぞれ実行したところ,両者の処理時間が等しかった。 このとき,キャッシュメモリのヒット率は幾らか。 ここで,CPU以外の処理による影響はないものとする。 〔図 構成〕CPU(キャッシュメモリ256kバイト)-主記憶256Mバイト 〔表 アクセス時間(単位 ナノ秒)〕|CPU X|CPU Y/キャッシュメモリ|40|20/主記憶|400|580

正答2
解説
正解は2です。 図の構成では、CPUの中に256kバイトのキャッシュメモリがあり、その外側に256Mバイトの主記憶がつながっています。 表より、アクセス時間はCPU Xがキャッシュ40ナノ秒・主記憶400ナノ秒、CPU Yがキャッシュ20ナノ秒・主記憶580ナノ秒です。 他の条件は同じなので、処理時間が等しいことは平均アクセス時間が等しいことを意味します。 【計算】 ヒット率をhとすると、平均アクセス時間=キャッシュの時間×h+主記憶の時間×(1-h)です。 CPU X:40h+400(1-h)=400-360hです。 CPU Y:20h+580(1-h)=580-560hです。 両者が等しいので、400-360h=580-560hです。 移項すると、200h=180です。 したがって、h=180÷200=0.90です。 確認すると、どちらも400-324=76ナノ秒、580-504=76ナノ秒で等しくなります。 【選択肢別解説】 1:× 0.75は誤りです。 CPU Xは400-270=130ナノ秒、CPU Yは580-420=160ナノ秒となり、等しくなりません。 2:○ 0.90は正しいです。 両CPUとも平均アクセス時間が76ナノ秒で一致します。 3:× 0.95は誤りです。 CPU Xは58ナノ秒、CPU Yは48ナノ秒となり、Yのほうが速くなります。 4:× 0.96は誤りです。 CPU Xは54.4ナノ秒、CPU Yは42.4ナノ秒となり、等しくなりません。 【ポイント】 実効アクセス時間は「キャッシュ時間×ヒット率+主記憶時間×(1-ヒット率)」の式で求めます。 キャッシュや主記憶の容量は、この計算には使わない数値です。まとめて解く
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