平成23年度 特別試験 ITパスポート試験 問67

キャッシュメモリと仮想記憶を取り違えた記述であり誤り。キャッシュメモリは CPU と主記憶装置との間にある動作速度の差を埋めるために置かれる、高速だが小容量の緩衝用メモリである。一度読み書きしたデータやその近くのデータを保持しておき、次に同じ領域が必要になったときは低速な主記憶まで取りに行かずに済ませることで、実効的なアクセス時間を短縮して処理を高速化する。目的はあくまで速度の改善であって、主記憶の容量を増やすことではない。一方、主記憶の容量を見かけ上大きく見せる仕組みは仮想記憶 (仮想メモリ) と呼ばれ、ハードディスクなどの補助記憶の一部を主記憶の代わりに使い、必要な部分だけを主記憶と入れ替えながら (ページング) 動かすことで、実際の主記憶容量を超える大きさのプログラムを実行できるようにする技術である。「速度を補うのがキャッシュ、容量を補うのが仮想記憶」と対にして押さえておくとよい。

演算機能と制御機能の関係を誤って述べているので誤り。コンピュータの五大装置は入力装置・出力装置・記憶装置・演算装置・制御装置であり、このうち演算装置と制御装置をひとまとめにしたものが CPU (中央処理装置) である。演算装置 (ALU) は加減乗除などの算術演算と AND・OR・NOT などの論理演算、大小比較といった実際の計算処理を担当する。制御装置は主記憶から命令を取り出して解読し、その内容に従って演算装置や記憶装置、入出力装置に指示を出して全体の動作の順序を制御する。両者は CPU を構成する対等な二つの機能であって、一方が他方に含まれる包含関係にはない。したがって「演算機能は制御機能の一部である」という記述は成り立たない。

前半のビット数による分類の説明は正しいが、末尾の「ビット数の大小と処理能力は関係がない」という断定が誤り。ここでいうビット数は、CPU が一度にまとめて扱えるデータの幅 (レジスタやデータバスの幅) を指す。16 ビット CPU が 1 回で 16 ビット分しか扱えないのに対し、32 ビット CPU は 1 回で 32 ビット分を扱えるので、同じ量のデータを処理するのに必要な回数が少なくて済み、その分だけ処理能力が高くなる。加えて、一度に扱えるアドレスの幅も広がるため、直接扱える主記憶の容量が大きくなるという効果もある。つまりビット数は処理能力を左右する重要な要素であり、無関係ではない。ただし処理能力はビット数だけで決まるわけではなく、クロック周波数、コア数、キャッシュ容量、内部構造なども総合的に影響する、という点も併せて理解しておきたい。