システムの性能を数値で示す
基本情報技術者試験では、テクノロジ系、マネジメント系、ストラテジ系、どの分野でも計算問題が出題される。
テクノロジ系の計算問題の多くは、システムの性能を数値で評価したり、 システムと数値で比較したりするものである。 下表は、システムの性能を示すときに使われる主な単位である。
システムの性能を示すときに使われる主な単位
| 対象 | 評価項目 | 単位 |
|---|---|---|
| CPU | クロック周波数 | Hz |
| 1命令当たりのクロック数 | CPI | |
| 1秒間に実行できる命令数 | MIPS | |
| メモリ | 記憶容量 | バイト |
| アクセス時間 | 秒 | |
| ディスク装置 | 記憶容量 | バイト |
| アクセス時間 | 秒 | |
| ネットワーク | 伝送速度 | bps |
| 伝送するデータ量 | バイト |
【クロック周波数】
CPU は、時計と同様にカチカチと繰り返されるクロック信号に合わせて動作している。1秒間に何個のクロック信号が与えられるかをクロック周波数と呼び、Hz(ヘルツ) という単位で示す。 たとえば、1GHzのクロック周波数なら、 1秒間に1×109個=10億個のクロック信号が与えられている。
【CPI】
CPUが、1つの命令を実行するのに要するクロック信号の数をCPI (Cycles Per Instruction = サイクル / 命令) と呼ぶ。 サイクルとは、 1個のクロック信号のことである。
たとえば、 5CPIなら、1つの命令を5個のクロック信号で実行する。
このCPUのクロック周波数が1GHzなら、1個のクロック信号が1/109秒なので、1つの命令を5 × 1/109秒 ＝ 5×10-9秒 ＝ 5ナノ秒で実行する。
【MIPS】
CPUが、1秒間に実行できる命令の数を示す MIPS（Million Instructions Per Second = 百万命令/秒、 ミップス）という単位もある。たとえば、 5MIPSのCPUなら、1秒間に5百万命令を実行できる。
MIPS=$\frac{クロック周波数(Hz)}{CPI×10^6}$
【記憶容量とアクセス時間】
メモリやディスク装置の記憶容量はバイト単位で示され、アクセス時間は秒単位で示される。
アクセス時間とは、データの読み書きに要する時間のことである。
ディスク装置（HDD）：アクセス時間＝平均シーク時間＋平均サーチ時間＋転送時間
【伝送速度とデータ量】
ネットワークの伝送速度は、bps（bit per second ＝ ビット/秒） という単位で示される。ネットワークで伝送されるデータ量は、バイト単位で示される。１バイト＝8ビットなので、 バイトかビットに単位を揃えて計算する必要がある。
伝送速度(bps)＝$\frac{データ量(bit)}{伝送時間(s)}$
計算問題を解くために必要な知識
計算問題を解くときに、 特殊な公式は必要ない。 どの問題も、用語の意味や、技術の仕組みがわかれば計算できる。 ただし、確率、期待値、方程式、不等式など、中学～高校程度の基本的な数学の知識が必要とされる場合がある。
計算問題を克服するには、できるだけ多くの過去問題を解いて、計算の手順に慣れることが重要である。 同じ問題を何度も繰り返し解くことも効果的である。
（参考）情報処理教科書 出るとこだけ！基本情報技術者［科目A］［科目B］矢沢 久雄 （著）翔泳社
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