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ＣＰＵのクロック周波数が１クロック何秒になるかについて

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  • 質問者：elkmarchan
  • 質問日時：
  • 回答数：5件

簡単な問題なのかもしれませんが、
質問させていただきます。

私の通っている学校で課題が出されたのですが、
ＣＰＵのクロック周波数が例えば４、０Ghzだったとき、１クロックが
何秒になるかってどうやって計算すれば分かるでしょうか？
また、小数点ではなく整数で出してくれと言われたのですが・・・

分かる方いらっしゃったら是非回答お願いします！
初心者にも分かるように説明していただければ幸せこの上ないです。

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A 回答 (5件)

No.2ベストアンサー

  • 回答者： ymmasayan
  • 回答日時：

課題をそのまま投稿することは禁じられていますが・・・。



逆数計算ですので１／(４×１０^9)＝０．２５×１０^-9（秒）
いずれにしても小数ですので整数で出せと言うのが良くわかりませんが
２５×１０^-11（秒）
を要求しているのでしょうか。
あるいは２５０×１０^-12＝２５０（ピコ秒）なのでしょうか。
問題(の出題者)がトンマですね。
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この回答へのお礼

回答いただき大変感謝しております。
課題をそのまま投稿することが禁じられていることは私の無知故で、
以後気をつけたいと思います。ご指摘ありがとうございました。

前者の計算方法も後者の計算方法も大変参考になりました。
逆数計算についてもこれを機に勉強したいと思います。
ありがとうございます。

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お礼日時：2009/03/31 23:07

No.5

  • 回答者： Hachi5592
  • 回答日時：

４．０ＧＨｚとは、４０億Ｈｚ（４の後ろにゼロが９個、４×１０の９乗）になります。

つまり、１秒間に４０億クロックとなります。
従って、１クロックに要する時間は１／４×１０億分の１秒です。
１０億分の１はｎ秒（ナノ秒）と表しますが、０．２５ｎ秒としたいところですが、
整数で表しなさいと言うことですので、ｐ秒（ピコ秒＝１兆分の１）で表します。
０．２５ｎ秒＝２５０ｐ秒となりますので
答えは　２５０ｐ秒（ピコ秒）　です。
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この回答へのお礼

回答大変感謝しております。

情報系の知識が皆無の私でもすぐに分かるように
とても分かりやすく解説いただき、良く理解できました。
ありがとうございました。

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お礼日時：2009/03/31 23:11

No.4

  • 回答者： Tasuke22
  • 回答日時：

違った(> <) 250ピコ秒なのか・・・


算数が出来ない・・・
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この回答へのお礼

参考意見ありがとうございました。

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お礼日時：2009/03/31 23:03

No.3

  • 回答者： Tasuke22
  • 回答日時：

つまり、4ナノ秒が求められてる答えかな？

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No.1

  • 回答者： l4330
  • 回答日時：

　


Hz・・・・1秒間の周波数の意味
G・・・1,000,000,000倍の意味

4GHzとは、1秒間に4,000,000,000クロック
1クロックは1/4,000,000,000秒

　

この回答への補足

回答いただき大変感謝しています。
おかげさまで説明していただいたところまでは理解できました。
が、先生が言うには答えを出すときは分数も、小数点もダメで、
分かりやすい整数の形にしてくれとのことでした。
1/4,000,000,000秒という形を上手く変換するにはどうしたら良いのか知りたいです。。

補足日時：2009/03/31 22:41
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Qクロック周波数の計算問題について

クロック周波数に関する問題を解こうとしているのですが、
公式がどうも覚えづらくて仕方ないのですが・・・　何か良い解き方はないものでしょうか？

【問題】基本情報処理　平成19年 秋
　「　1GHzで動作するCPUがある。このCPUは，機械語の1命令を平均0.8クロックで実行できることが分かっている。このCPUは1秒間に約何万命令実行できるか。　」


【公式】
　　(1) 1クロックの時間　＝　1÷クロック周波数
　　(2) 1命令の実行時間　＝　1命令の実行に必要なクロック数×1クロックの時間
　　(3) 1秒間の命令実行回数　＝　1÷1命令の実行時間（命令）

---------------------------------------------------------------
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クロック周波数に関する問題を解こうとしているのですが、
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単純な問題なので解けた方がいいでしょう。公式で解こうとするから、忘れてしまうとか言っているが、公式の意味を考えた方がいい。
「一箱に1[kg]のひき肉が入っている。ひき肉の一粒が0.8[g]だとすると、一箱の中に何粒のひき肉があるか」という問題と同じだ。こんな問題に公式とか何とか言うか。

【公式】
　　(1) 1クロックの時間　＝　1÷クロック周波数
　　(2) 1命令の実行時間　＝　1命令の実行に必要なクロック数×1クロックの時間
　　(3) 1秒間の命令実行回数　＝　1÷1命令の実行時間（命令）
だね。
(3)に(2)、(1)を代入していけば、
1秒間の命令実行回数　＝　1÷1命令の実行時間＝1÷(1命令の実行に必要なクロック数×1クロックの時間)＝1÷(1命令の実行に必要なクロック数×(1÷クロック周波数))

すなわち、

1秒間の命令実行回数＝クロック周波数÷1命令の実行に必要なクロック数

になる。

言葉で書くとわかりにくいので、記号を使うと、

f：クロック周波数
n：1秒間の命令実行回数
t1：1命令の実行時間
c1：1命令の実行に必要なクロック数
t：1クロックの時間


t=1/f・・・(1)
t1=c1*t・・・(2)
n=1/t1・・・(3)
=1/(c1*t)=1/(c1*1/f)=f/c1

ついでに、答えまで書くと、

n=1*10^9/0.8=1.25*10^9

でしょう。

単純な問題なので解けた方がいいでしょう。公式で解こうとするから、忘れてしまうとか言っているが、公式の意味を考えた方がいい。
「一箱に1[kg]のひき肉が入っている。ひき肉の一粒が0.8[g]だとすると、一箱の中に何粒のひき肉があるか」という問題と同じだ。こんな問題に公式とか何とか言うか。

【公式】
　　(1) 1クロックの時間　＝　1÷クロック周波数
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　　(3) 1秒間の命令実行回数　＝　1÷1命令の実行時間（命令）
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QMIPS と クロック周波数の換算方法

プロセッサの処理能力を表すものとして
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がありますが、両者には何らかの換算方法のようなものはあるのでしょうか？

Aベストアンサー

MIPSは「1クロックあたりの平均処理命令数」 × クロック周波数
という式で求まるはずです。

「1クロックあたりの平均処理命令数」はCPUごとに異なります。
最近のCPUはどれも、複数の命令を同時に処理することが出来ます。また、命令一つを実行する為には、数クロックから数十クロックの処理時間を必要とします。

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ですから、CPUのスペック表に書かれているMIPS値は「典型的な使用状態における平均値」であり、実際のMIPS値は、そのときの使用状況によって異なってくるわけです。

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よろしくお願いします。

Aベストアンサー

★回答
・最初に『回帰分析』をここで説明するのは少し大変なので『Ｅ』のみ説明します。
・回答者 No.1 ～ No.3 さんと同じく『指数表記』の『Ｅxponent』ですよ。
・『指数』って分かりますか？
・10→1.0E+1(1.0×10の1乗)→×10倍
・100→1.0E+2(1.0×10の2乗)→×100倍
・1000→1.0E+3(1.0×10の3乗)→×1000倍
・0.1→1.0E-1(1.0×1/10の1乗)→×1/10倍→÷10
・0.01→1.0E-2(1.0×1/10の2乗)→×1/100倍→÷100
・0.001→1.0E-3(1.0×1/10の3乗)→×1/1000倍→÷1000
・になります。ようするに 10 を n 乗すると元の数字になるための指数表記のことですよ。
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　2.43×1/10000000000000000000となり、
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　0.000000000000000000243という数値を意味します。

補足:
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・E-数値は 0.1、0.01、0.001 という小さい数を表します。
・数学では『2.43×10』の次に、小さい数字で上に『19』と表示します。→http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%8C%87%E6%95%B0%E8%A1%A8%E8%A8%98
・最後に『回帰分析』とは何？下の『参考URL』をどうぞ。→『数学』カテゴリで質問してみては？

参考URL：http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%9B%9E%E5%B8%B0%E5%88%86%E6%9E%90

★回答
・最初に『回帰分析』をここで説明するのは少し大変なので『Ｅ』のみ説明します。
・回答者 No.1 ～ No.3 さんと同じく『指数表記』の『Ｅxponent』ですよ。
・『指数』って分かりますか？
・10→1.0E+1(1.0×10の1乗)→×10倍
・100→1.0E+2(1.0×10の2乗)→×100倍
・1000→1.0E+3(1.0×10の3乗)→×1000倍
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Qprintf で二進表示を行いたい。

すみません。教えていただきたいことがあります。
printf で普通のintの値をフォーマット指定子を使用して二進表示をしたかったのですが見当たりませんでした。
どうにかintの内容を二進で確認したいのですが、どのようにすれば良いですか？
宜しくお願いします。

Aベストアンサー

★2進整数を表示する関数を自作すればよい。
・作り方は簡単で、最上位ビットから順に『0』と『1』を調べていき、ビットが
　立っていれば『putchar('1');』にして、ビットが OFF なら『putchar('0');』
　にすれば良いでしょう。
・下にサンプルを載せますので使いやすいように改良して下さい。

サンプル:
unsigned int bit = (1 << (sizeof(int) * 8 - 1));
int value = 12345;　←これが表示したい int 型の整数値です。

printf( "value の 2進表記は " );

for ( ; bit != 0 ; bit >>= 1 ){
　if ( value & bit ){
　　putchar('1');
　}
　else{
　　putchar('0');
　}
}
printf( " です。\n" );

最後に:
・１バイトが 8 ビットの環境が前提です。→まぁ、普通は 8 ビットですが…。
・上記のサンプルを関数などにすれば使いやすくなります。→print_bin()など
・以上。おわり。

★2進整数を表示する関数を自作すればよい。
・作り方は簡単で、最上位ビットから順に『0』と『1』を調べていき、ビットが
　立っていれば『putchar('1');』にして、ビットが OFF なら『putchar('0');』
　にすれば良いでしょう。
・下にサンプルを載せますので使いやすいように改良して下さい。

サンプル:
unsigned int bit = (1 << (sizeof(int) * 8 - 1));
int value = 12345;　←これが表示したい int 型の整数値です。

printf( "value の 2進表記は " );

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Qプルアップ抵抗値の決め方について

ほとんどこの分野に触れたことがないので大変初歩的な質問になると思います。

図1のような回路でプルアップ抵抗の値を決めたいと思っています。
B点での電圧を4.1Vとしたい場合について考えています。その場合、AB間での電圧降下は0.9Vとなります。

抵抗値×電流=0.9Vとなるようにプルアップ抵抗の値を決めるべきだと考えていますが、この抵抗に流れる電流が分からないため、決めるのは不可能ではないでしょうか？

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以下、理解の補足です。
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また、例えば5V/2Aの電源を使った場合、マイコン周りは電源ラインからの分岐が多いため、この抵抗に2A全てが流るわけではないことも理解しています。

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Aベストアンサー

ＮＯ１です。

スイッチがONした時に抵抗に流れる電流というのは、最大入力電流や最大入力電圧
という仕様から読めば良いのでしょうか。
→おそらくマイコンの入力端子の電流はほとんど０なので気にしなくてよいと思われます。
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マイコンの入力電圧として０Ｖか5Vを入れたいのであれば、抵抗値は、NO3の方が
言われているとおり、ノイズに強くしたいかどうかで決めれば良いです。
あとは、スイッチがONした時の抵抗の許容電力を気にすれば良いです。
例えば、抵抗を１０KΩとした場合、抵抗に流れる電流は5V/１０ｋΩ＝０．５ｍAで
抵抗で消費する電力は5V×０．５ｍA＝０．００２５Wです。
１／１６Ｗの抵抗を使っても全く余裕があり問題ありません。
しかし、１００Ωとかにしてしまうと、１／２Wなどもっと許容電力の大きい抵抗を
使用しなければいけません。
まあ大抵、NO3の方が書かれている範囲の中間の、１０ｋΩ程度付けておけば
問題にはならないのでは？

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Vccという表記は，それと明確に区別するために使われていると思います．
ccで，複数のトランジスタのコレクタを意味しているのでしょう．
つまり，ccは「コレクタ側電圧(電源)」，ddは「ドレイン側電圧(電源)」
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ちなみに，Veeでエミッタ側のマイナス電源(NPNの場合)を表します．
それと，ccとかddとかは，大文字でCC，DDと表記することが決まっている
はすです．小文字の場合は「小信号」を意味するからです．
IEEEやJEDECで表記の規則が手に入るはずです．

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Q10進数の14.5を浮動小数点(IEEE754形式)の2進数に変換するにはどうしたらよいでしょうか？

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10進数の-7.5を浮動小数点(IEEE754形式)の2進数に変換するにはどうしたらよいでしょうか？
計算方法を教えてください。

Aベストアンサー

14.5を符号と指数と仮数に分けます。
符号は正の数なので符号は0
次に14.5を符号無し2進数に変換すると
1110.1
小数点を左に移動させて1だけ残すと
1110.1=1.1101*2^3
仮数は23ビットで小数点より右側だけなので、足りない分を0でうめて
11010000000000000000000
指数の3を127でバイアスするので
3+127=130
これを2進数に直すと
10000010
全て合わせると、
01000001011010000000000000000000
で、32ビットの2進数に変換できました。
同じように、-7.5を変換すると、
符号は負の数なので1
-7.5を符号無し2進数に変換すると、
　111.1
=1.111*2^2
なので、仮数は
11100000000000000000000
指数の2を127でバイアスすると
2+127=129
これを2進数に直すと
10000001
全て合わせると
11000000111100000000000000000000
になります。
64ビットの場合は、指数のバイアスを127から1023にし、仮数の23ビットを52ビットまで増やせばOKです。

14.5を符号と指数と仮数に分けます。
符号は正の数なので符号は0
次に14.5を符号無し2進数に変換すると
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小数点を左に移動させて1だけ残すと
1110.1=1.1101*2^3
仮数は23ビットで小数点より右側だけなので、足りない分を0でうめて
11010000000000000000000
指数の3を127でバイアスするので
3+127=130
これを2進数に直すと
10000010
全て合わせると、
01000001011010000000000000000000
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しかし！間違えている人もいるので、きちんと確認したほうがいいです。これって小学校の時に習い以後の教育で多々使われているんすが、小学校以後の勉強をちゃんとしていない人がそのまま勘違いしている場合があります。あ、今の「以後」も当然小学校の時のことも含まれています。

私もにた様な経験があります。美容師さんに「木曜以降でしたらいつでも」といわれたので、じゃあ木曜に。といったら「だから、木曜以降って!聞いてました?木曜は駄目なんですよぉ(怒)。と言われたことがあります。しつこく言いますが、念のため、確認したほうがいいですよ。

「以上以下」と「以外」の説明について他の方が質問していたので、ご覧ください。
http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?qid=643134

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AD変換のLSB（量子化単位）を求める式について質問があります。
8ビット分解能の場合、LSBの計算式は以下の式になるようですが、
　LSB = Vref/256 (※Vref：リファレンス電圧)

なぜ"256"で割るのか分かりません・・
次のように"255"ではないんでしょうか。
　LSB = Vref/255

例えば 8ビット分解能、Vref=255Vの場合、次のようなAD変換結果に
なると思います。
　0V = 00000000b
　1V = 00000001b
　2V = 00000010b
　　　：
　254V = 11111110b
　255V = 11111111b

この場合、LSBは1Vではないでしょうか。
となると、
　LSB = Vref/ｘ
の計算式より
　x = Vref/LSB = 255V/1 = 255

となり "255"で割ることが正しいのではないんでしょうか？？

Aベストアンサー

LSBは最下位ビットによる変位幅なので、質問者さんの考え方であっていると思います。
私はそのように教わりました。
失礼ですが、参考文献に誤りがあるのではないでしょうか。

No1の方は256を主張していますが、カードの例えで1LSB=1=(3-0)/(2^2-1)から分解能nビットのAD変換について範囲を(2^n-1)で割るのが正しいことを証明していますね。

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