引き続き、基本情報技術者試験の勉強中です！
何度読み返してもよく分からないのが
CPUの性の指標ってページ
「人に伝えると、理解が深まり記憶も定着する」と聞いたので
このページで授業をしてみます
CPUとは
コンピュータの頭脳（計算などをしてくれる装置）のこと
クロックとは
コンピュータ内で色々な装置が同タイミングで動くようチクタク繰り返される信号
クロック周波数とは
１秒間あたりの信号（クロック）が繰り返される回数
単位はHz（ヘルツ）
よく使うのは、MHz（メガヘルツ） または GHz（ギガヘルツ）
メガは1,000,000 、ギガは1,000,000,000と表すので、
300MHzは、１秒間の信号の数は300×1,000,000回ということ！
「クロック周波数300MHzのCPUがあり…」というように表現する
クロック周波数（１秒あたりのクロック数）の求め方
１秒に４クロック（チクタク繰り返す回数）の場合、
４クロック÷１秒＝４ ４Hｚ（１秒間に４回）
１クロックあたりの秒数の求め方
反対に、１秒÷４クロック＝0.25秒 となり、１クロックあたりの秒数となる。
これをクロックサイクル時間という。
命令とCPI
コンピュータは動け～、計算しろ～と命令を出していて、
「●１命令の実行時間（平均命令実行時間）は？」という問題が出題される。
１命令に必要なクロック数の単位を『CPI』で表す。
例）３命令に必要なクロック数は３CPI
「クロック周波数300MHzのCPUで３CPIだった場合…」というように表現する
●１命令の実行時間（平均命令実行時間）は？
問 あるCPUが500MHzで8CPIの場合、このCPUの平均命令実行時間を求めよ。
手順① 500MHzを頭で整理
１秒あたりのクロック数は500,000,000回だ！
手順② １クロックあたりの秒数を求める
１秒÷500,000,000＝１秒÷（500×100,000）
＝0.002×1,000,000の1 =0.000000002 ＝２ナノ秒
※「1000分の1」がミリ、 「1,000,000分の1」がマイクロ、 「1,000,000,000分の1」がナノ
手順③ １命令の実行時間を求める
１命令の実行時間＝１クロックあたりの秒数×CPI（１命令に必要なクロック数）
平均命令実行時間＝２ナノ秒 × ８CPI ＝16ナノ秒
答え 16ナノ秒
命令とMIPS
コンピュータは動け～、計算しろ～と命令を出していて、
「●１秒で何個の命令が実行できるか？」という問題が出題される。
１秒で実行できる命令数の単位を『MIPS』で表す。
※常に大きい数字になるので百万単位で表す。
例）５MIPS＝500万 １秒で実行できるのは500万個の命令
100MIPS＝10000万 １秒で実行できるのは10000万個の命令
●１秒で何個の命令が実行できるか？
問 平均命令実行時間が２0ナノ秒のCPUがある。
このCPUの性能は何MIPSか求めよ。
手順① 20ナノ秒を頭を整理
平均命令実行時間（１命令にかかる時間）が２0ナノ秒
手順② 何を求めたいか頭を整理
求めたいMIPS値は１秒で何個の命令が実行できるか。
１秒を20ナノ秒（１命令にかかる時間）で割ると、１秒で何個命令を実行できるか分かる。
１÷20ナノ秒
手順③ 単位をそろえる
20ナノ秒を秒に直すより、１秒をナノ秒にそろえた方がやりやすい
１秒＝1000,000,000ナノ秒
1000,000,000ナノ秒÷20ナノ秒(１命令にかかる時間)＝500,000,000（１秒で命令実行できる数）
＝（MIPSは百万単位で表すので）50MIPS
答え 50MIPS
問題に挑戦①
問 50MIPSの処理を行う装置の平均命令実行時間はいくらになるか。
50MIPS=50,000,000（１秒での命令実行数）
求める平均命令実行時間とは１命令にかかる時間
１秒÷50,000,000=１秒÷(50×1,000,000)=0,02×1,000,000の１=0,00000002=20ナノ秒
答え 20ナノ秒
問題に挑戦②
問 １GHzのクロックで動作するCPUがある。
このCPUは１命令を0,8クロックで実行できる。
このCPUは１秒間に平均何万命令を実行できるか。
１GHzは1,000,000,000回（１秒あたりのクロック数）
１命令で0,8クロックなら、１クロックあたりの命令数は?
１÷0.8＝1,25(1クロックあたり1,25命令)
１秒間の平均命令数＝１秒あたりのクロック数×１クロックあたりの命令数
＝1,000,000,000 × 1,25 =1,250,000,000
1,250,000,000＝125,000万
答え 125,000万
問題に挑戦③
問 クロック周波数が700MHzで7CPIのCPUの性能は何MIPSか。
１秒あたりのクロック数が700MHz=700,000,000Hz
１命令実行あたりのクロック数は７
求めるのはMIPS（１秒で実行できる命令数）なので、
１秒で実行できる命令数＝１秒あたりのクロック数÷１命令実行あたりのクロック数
＝700,000,000÷７
＝100,000,000=MIPSは百万で表すので100MIPS
答え 100MIPS
まとめ
●キロ「1000倍」メガ「1,000,000倍」ギガ「1,000,000,000倍」
●ミリ「1000分の1」 マイクロ「1,000,000分の1」ナノ 「1,000,000,000分の1」
●Hz…１秒あたりのクロック数の単位
●CPI…１命令に必要なクロック数の単位
●MIPS…１秒で実行できる命令数の単位（百万単位）
読んでくれてありがとう