CPU・記憶装置の基礎用語とは？しーぴーゆー・きおくそうちのきそようご
CPU・記憶装置の基礎用語とは、コンピュータの処理と記憶を担う部品群と、その性能を測る指標をまとめた基礎語彙。CPUは制御装置と演算装置から成り、レジスタ・キャッシュメモリ・主記憶装置・補助記憶装置が、速度の速い順＝容量の小さい順に並ぶ記憶階層を作る。応用情報では語の意味そのものではなく、クロック周波数とCPIから命令実行時間を求める、キャッシュのヒット率から実効アクセス時間を求めるといった性能計算の前提として問われる。
最終更新：2026-10-06
この語が出る過去問を解く →背景
速くて大きくて安い記憶装置が一つあれば、階層は要らない。しかし速い記憶素子ほどビット単価が高いという制約は一貫して変わらず、主記憶をすべてレジスタ並みの素子で作れば価格が現実離れする。そこで、直近で使う一部だけを高価で高速な素子に置き、残りを安価で低速な素子へ押し出す妥協として記憶階層が生まれた。この分野が繰り返し問われるのは、システムの応答時間もコストも、処理がどの階層で止まるかによって桁単位で変わるためである。
具体例
インテルのCoreプロセッサはコアごとのL1・L2に加えてコアが共有するL3キャッシュを持ち、容量の大きい階層ほどアクセスに時間がかかる構成になっている。AppleのMシリーズはCPUと主記憶を同一パッケージに載せ、主記憶までの距離を物理的に詰めることで階層間の落差そのものを小さくしている。
試験での引っ掛け
クロック周波数が高いCPUが必ず速い、とは言えない。1命令に要するクロック数（CPI）やアーキテクチャが違えば周波数の直接比較は意味を持たず、実行時間は「命令数×CPI×クロック周期」で比べる。主記憶に使う安価・大容量でリフレッシュが必要なDRAMと、高速だがビット単価の高いキャッシュ用SRAMを逆にしないこと。
関連用語
出た過去問
出典：令和2年度 10月試験 応用情報技術者試験 午前 問57（IPA）
サービスマネジメントの容量・能力管理における、オンラインシステムの容量・能力の利用の監視についての注意事項のうち、適切なものはどれか。
正解：応答時間やCPU使用率などの複数の測定項目を定常的に監視する。
要点：容量・能力管理は複数指標を平常時から継続監視する
容量・能力管理では、性能が悪化する前に傾向をつかむことが目的なので、応答時間やCPU使用率、メモリ使用率、回線使用率といった複数の指標を平常時から継続して監視する。単一の指標や事後の記録だけでは、需要増加の兆候を早期に捉えられない。
出典：平成28年度 秋期 応用情報技術者試験 午前 問15（IPA）
オンライントランザクション処理システムにおいて、1分当たりの平均トランザクション数が1,200件であり、1件のトランザクション処理で100万命令を実行する場合、…
正解：20
要点：CPU利用率は必要MIPS÷性能MIPSで求める
1分あたり1,200件は1秒あたり20件です。1件で100万命令を実行するので、必要な処理能力は毎秒2,000万命令、すなわち20 MIPSにあたります。CPUの性能が100 MIPSなので、平均利用率は20÷100で20%となります。分と秒の単位換算と、100万命令＝1 MIPS秒分である点を押さえるのがポイントです。
出典：平成28年度 秋期 応用情報技術者試験 午前 問17（IPA）
五つのタスクを単独で実行した場合のCPUと入出力装置（I/O）の動作順序と処理時間は、表のとおりである。優先度"高"のタスクと、優先度"低"のタスクのうち一つだ…
正解：低: CPU(3)→I/O(2)→CPU(3)→I/O(1)→CPU(4)
要点：高優先度のI/O待ち時間に低優先度のCPU処理を詰める
優先度が高いタスクは CPU3→I/O3→CPU3→I/O3→CPU2 なので、高優先度がI/O中の 3〜6ミリ秒と 9〜12ミリ秒がCPUの空き窓になり、その後は14ミリ秒以降が空きます。選択肢ウの低優先度タスクは、この空き窓にCPU3ミリ秒とCPU3ミリ秒がちょうど収まり、間のI/Oも高優先度のCPU実行中に終わります。結果としてCPUは開始から終了まで途切れず動き続け、遊休時間は0になります。他の組合せでは空き窓とCPU要求の長さが合わず、必ず遊休が生じます。
出典：平成28年度 秋期 応用情報技術者試験 午前 問19（IPA）
タイムクウォンタムが2秒のラウンドロビン方式で処理されるタイムシェアリングシステムにおいて、プロセス1〜3が逐次生成されるとき、プロセス2が終了するのはプロセス…
正解：14
要点：ラウンドロビンは待ち行列の順序と経過時刻を丁寧に追う
タイムクウォンタム2秒で順に割り当てると、プロセス1が0〜4秒を使い残り1秒、続いてプロセス2が4〜6秒を実行します。6秒でプロセス3が生成され、新しいプロセスを優先する規則により待ち行列はプロセス1、プロセス3、プロセス2の順になります。以降は各プロセスが2秒ずつ交代し、プロセス1は7秒、プロセス3は16秒、プロセス2は17秒で終了します。プロセス2の生成時刻は3秒後なので、17−3で14秒後が答えです。
出典・参考
公式シラバスの2 コンピュータシステム ＞ 1. プロセッサ ＞ (3) プロセッサの種類に掲載されている用語です。
解説は資格暗記が独自に作成しています。過去問の出典は各問題に記載のとおりです。