平成29年度秋期 情報処理安全確保支援士 午前Ⅰ 問4

午前I 問04：キャッシュは“よく使う道具を机の上に置く”イメージだよ

キャッシュメモリは、よく使うデータを主記憶より近い場所に置いておく仕組みだよ。毎回遠くの倉庫まで取りに行かず、机の上からサッと取れる回数が増えるほど、全体の平均アクセス時間が短くなるんだ。

この問題で問われていること

この問題では、キャッシュに当たる割合であるヒット率と、外れたときに余分にかかる時間を使って、平均アクセス時間を計算できるかを見ているよ。ヒットした場合とミスした場合を分けて、割合で重み付けして考えよう。

Effective Memory Access Time

effective access time = hit time + miss rate * miss penalty

average = hit time + miss rate * extra delay

確認ポイント

• ヒット率ではなくミス率を掛ける。
• 主記憶アクセス時間を毎回丸ごと足さない。
• 平均時間として計算する。

正解

イ

出典

問題文と解答は IPA 公開の過去問題冊子・解答例を基にしています。

選択肢ア

不正解だよ。aやbは容量だけど、この問題で平均時間を決める主役は「キャッシュにあるかないか」の確率だよ。レジでいうと、窓口の大きさではなく「速い窓口に行ける割合」で待ち時間が決まる感じ。容量の比率 a/(a+b) や b/(a+b) を掛けるのは余計なんだ。

選択肢イ（正解）

正解だよ。キャッシュにある確率は 1-r だから、そのときは速い x ナノ秒。キャッシュにない確率は r だから、そのときは主記憶の y ナノ秒。だから平均は「速い場合の割合×x + 遅い場合の割合×y」で、(1-r)x + ry になるよ。近所の店で買える確率と、遠い店まで行く確率で平均時間を出すイメージだね。

選択肢ウ

不正解だよ。rは「キャッシュにない確率」なのに、キャッシュの速い時間 x 側に掛けてしまっているのがズレているよ。さらに容量 a,b の比率も平均アクセス時間には使わない。合鍵が家にあるかどうかを見る問題で、家の広さを混ぜて判断しているようなものだよ。

選択肢エ

不正解だよ。rは「キャッシュにない」、つまり遅い主記憶 y に行く確率だよ。この式は rを速いキャッシュ x に掛け、1-rを主記憶 y に掛けていて逆になっている。忘れ物をした確率なのに『近くの引き出しで見つかる確率』として扱っている感じだね。