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【第79話】指揮者のテンポが処理速度|ITパスポート 令和3年度 問90

~ツンデレ女子大生と東大パソコンオタクの、ちょっと不器用な勉強会~

第79話|第4部 場所:拓也の家

登場人物

美咲

美咲(みさき)

女子大生。就活のエントリーシートの資格欄が真っ白なことに気づき、慌ててITパスポートの勉強を開始。ITは完全に素人。高校時代は可愛くて人気者だったので、ちょっとプライドが高い。素直じゃない。

拓也

拓也(たくや)

美咲の高校時代の同級生。東京大学工学部。子どもの頃からパソコンばかりいじってきた生粋のオタク。実は美咲のことが好きだが、10年近く言い出せていない。教えるのは得意だが、口が悪いのが玉に瑕。

拓也の家

今日の問題

今日の問題

CPU のクロックに関する説明のうち、適切なものはどれか。

  • USB 接続された周辺機器と CPU の間のデータ転送速度は、クロックの周波数によって決まる。
  • クロックの間隔が短いほど命令実行に時間が掛かる。
  • クロックは、次に実行すべき命令の格納位置を記録する。
  • クロックは、命令実行のタイミングを調整する。

第1幕:分解中のデスクトップPC

2月、試験まで残り1か月を切った。拓也の部屋で、二人は久しぶりに顔を合わせていた。机の上には、分解中のデスクトップPCが広げられている。

美咲

美咲

また分解してるの?  懲りないわね

拓也

拓也

新しいCPU届いたから、換装しようと思って。……あ、それ、今日の問題にちょうどいい話だ

美咲

美咲

CPUからも繋げるの、もう職業病ね

拓也

拓也

今回は本当に、この基板そのものが手がかりなんだって

第2幕:間隔が短いほど時間かかるんでしょ

作業台の隣に座り、拓也がノートを広げる。

美咲

美咲

じゃあ答えるわね。これでしょ。『間隔が短いほど、命令実行に時間が掛かる』

拓也

拓也

お、なんでそう思った?

美咲

美咲

だって、間隔が短いと、せかされてる感じで、逆に時間かかりそうなイメージだったのよね

拓也

拓也

発想は面白いんだけど、実は"間隔が短い"のは、"せかされる"んじゃなくて"テンポが速い"ってことなんだ

美咲

美咲

え、違うの?

拓也

拓也

うん。クロックの間隔が短いほど、1秒間に刻めるタイミングの回数が増える。つまり、命令をより速く実行できるようになるんだ。間隔が短い=遅くなる、じゃなくて、間隔が短い=速くなる、が正しいんだよ

第3幕:指揮者のタクト

拓也は、分解中のCPUを指さした。

拓也

拓也

オーケストラの指揮者、想像してみて。指揮棒を振るテンポに合わせて、みんなが音を出すタイミングを揃えるよね

美咲

美咲

うん、指揮者がいないと、バラバラになっちゃいそうね

拓也

拓也

それが、まさにクロックの役割。一定のリズムを刻んで、CPUの中の色んな部品が、そのタイミングに合わせて動くように調整してるんだ

美咲

美咲

あ……!  指揮のテンポが速いほど、演奏全体も速く進むってことね

拓也

拓也

そのとおり。正解はエクロックは、命令実行のタイミングを調整する役割。このテンポが速い(クロック周波数が高い)ほど、CPUはたくさんの命令を短時間でこなせるんだ

美咲

美咲

なるほどね……。パソコンの中にも、指揮者がいたのね

第4幕:……あ、今の危なかった

説明をしながら、拓也がふとCPUを素手で持ち上げようとした。

美咲

美咲

ちょっと、それ危ないって

拓也

拓也

え?

拓也

拓也

……あ、今の危なかった

静電気防止のリストバンドをつけ忘れたまま、基板に触れかけていたことに、拓也が今更気づく。

美咲

美咲

上の空すぎでしょ。静電気でパーツ壊れたら、目も当てられないじゃない

拓也

拓也

面目ない……。説明に集中しすぎてた

美咲

美咲

集中するのはいいけど、まず手元、ちゃんと見なさいよね

拓也

拓也

以後、気をつけます

美咲

美咲

私が気づかなかったら、今頃どうなってたことか

第5幕:残りの選択肢を片付ける

リストバンドをつけ直し、拓也が改めて作業を再開する。

美咲

美咲

……気を取り直して。残りのも教えて

拓也

拓也

アの『USB接続機器とのデータ転送速度は、クロックの周波数で決まる』は、不適切。USBの転送速度は、USB自体の規格(USB2.0とか3.0とか)で決まるもので、CPUのクロックとは別の話なんだ

美咲

美咲

ウは?

拓也

拓也

ウの『次に実行すべき命令の格納位置を記録する』は、不適切。それは"プログラムカウンタ"っていう別の仕組みの役割。クロックは、あくまでタイミングを調整するだけなんだ

美咲

美咲

クロックはタイミング調整、USB転送速度は規格で決まる、命令の位置記録はプログラムカウンタの役割。……名前は聞いたことあっても、役割はそれぞれ全然違うのね

拓也

拓也

完璧な整理。"何を"担当してるパーツなのかを意識すると、こういう問題も迷わなくなるよ

問題文(再掲)

CPU のクロックに関する説明のうち、適切なものはどれか。

  • USB 接続された周辺機器と CPU の間のデータ転送速度は、クロックの周波数によって決まる。
  • クロックの間隔が短いほど命令実行に時間が掛かる。
  • クロックは、次に実行すべき命令の格納位置を記録する。
  • クロックは、命令実行のタイミングを調整する。

まとめ:選択肢ごとの答え合わせ

選択肢内容正誤
USB転送速度はクロック周波数で決まる不正解
クロックの間隔が短いほど時間が掛かる不正解
次に実行すべき命令の格納位置を記録する不正解
命令実行のタイミングを調整する正解

答えエ クロックは、命令実行のタイミングを調整する

覚え方のコツ

指揮者のテンポが速いほど、演奏も速く進む。

エピローグ

作業を終え、二人は組み立て直したPCの電源を入れた。無事に起動し、ファンの音が静かに響く。

美咲

美咲

ちゃんと動いたわね

拓也

拓也

うん、よかった。……今日は、危ないところ助けてくれてありがとう

美咲

美咲

別に、大したことじゃないけど

拓也

拓也

本番まで、あと少しだね

美咲

美咲

うん。……今度こそ、ちゃんと受かりたい

拓也

拓也

大丈夫。ここまでのペース見てたら、いける

拓也

拓也心の声

……このパソコンみたいに、美咲もちゃんと"タイミング"を合わせて、着実に進んでる

美咲

美咲

なに黙ってるのよ

拓也

拓也

いや、なんでもない。……最後まで、一緒に頑張ろう

美咲

美咲

うん

窓の外はもう暗くなっていた。二人は、静かに動き続けるPCのファンの音を聞きながら、しばらくそこに座っていた。

今日のポイントおさらい

  1. クロック=命令実行のタイミングを調整する役割
  2. クロックの間隔が短いほど、1秒間に刻めるタイミングの回数が増え、処理は速くなる
  3. USB接続機器とのデータ転送速度は、USB自体の規格によって決まる
  4. 次に実行すべき命令の格納位置を記録するのは、プログラムカウンタの役割
  5. CPU内の各パーツは、「何を担当しているか」で役割が明確に分かれている

この記事はITパスポート試験 令和3年度 問90(テクノロジ系/コンピュータ構成要素)の解説です。

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