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コンピュータ構成要素とシステム ― CPU・メモリ・稼働率を数字で比べる

目安学習時間 25分

課題

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学ぶ目的

CPUの速さは、クロックと1命令あたりのクロック数

CPUは、クロックという一定の間隔の合図に合わせて動きます。2GHzなら1秒に20億回です。1つの命令に平均4クロックかかる（CPIが4）なら、1秒に5億命令、つまり500MIPS（1秒あたり百万命令の単位）です。

キャッシュの実効アクセス時間

よく使うデータを、速くて小さいキャッシュメモリに置きます。キャッシュのアクセスが10ナノ秒、主記憶が60ナノ秒、ヒット率が90%なら、平均は 0.9 × 10 + 0.1 × 60 = 15ナノ秒です。

稼働率

稼働率 … 平均故障間隔 ÷（平均故障間隔＋平均修理時間）
直列 … 全部が動いているときだけ動く。稼働率を掛ける
並列 … どれか1つが動けば動く。1から「全部止まる確率」を引く

0.95と0.9の装置を直列にすると0.855、並列にすると0.995です。直列は1台より下がり、並列は上がります。

このレクチャーで学ぶこと

クロックとCPIとMIPSの関係
キャッシュメモリと実効アクセス時間
稼働率と、平均故障間隔・平均修理時間
直列と並列のシステムの稼働率の計算

質問

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試験の全体像と学び方 ― 科目Aと科目Bの仕組みを知り、合格までの計画を立てる

基礎理論 ― 基数変換・2の補数・論理演算・誤差・確率を手で計算する

コンピュータ構成要素とシステム ― CPU・メモリ・稼働率を数字で比べる

データベース ― 正規化・SQL・トランザクションを注文の表で理解する

ネットワーク ― TCP/IPの階層、サブネットの計算、DNSの流れ

情報セキュリティ ― 暗号・ディジタル署名・認証・攻撃手法のしくみ

開発技術とマネジメント ― テストの設計とアローダイアグラムの計算

ストラテジ ― 経営戦略・法務と、損益分岐点の計算