ITパスポート過去問 令和3年度（2021年）問90
CPUのクロックに関する説明のうち，適切なものはどれか。
選択肢
- ア：USB接続された周辺機器とCPUの間のデータ転送速度は，クロックの周波数によって決まる。
- イ：クロックの間隔が短いほど命令実行に時間が掛かる。
- ウ：クロックは，次に実行すべき命令の格納位置を記録する。
- エ：クロックは，命令実行のタイミングを調整する。
- ア
- イ
- ウ
- エ
正解と解き方・学習ポイント（AI解説）
クロックは、CPU内部の回路がいつ動作するかをそろえるための周期的な信号です。クロックがあることで、命令の取り出しや実行などの処理を決まったタイミングで進められます。
Point
この問題は、CPUのクロックの役割を正しく説明できるかを確認することがねらいです。クロックが行うことは命令処理のタイミング調整であり、USBの転送速度や、次に実行する命令の位置を保持する機能とは区別して理解する必要があります。
解くために必要な知識
この問題を解くには、CPUのクロックの役割と、混同しやすい用語（プログラムカウンタ、USBなど）の役割を区別して理解している必要があります。
用語の整理
| 用語 | 意味 |
|---|---|
| クロック（クロック信号） | CPU内部の回路が動作するタイミングをそろえるための電気信号です。一定の周期で繰り返されます。 |
| クロック周波数 |
クロック信号が1秒間に繰り返される回数です。単位はHz（ヘルツ）です。
クロック周波数が高いほど、一定時間内に発生するクロック回数が増えます。 |
他の選択肢に出てくる用語
| 用語 | 意味 |
|---|---|
| USB | コンピュータと周辺機器を接続するためのインタフェース規格です。 |
| プログラムカウンタ | 次に実行すべき命令が格納されているメモリ上のアドレスを保持するCPU内のレジスタです。 |
| データ転送速度 | 単位時間あたりに転送できるデータ量です。インタフェースの仕様などによって上限が決まります。 |
問題の解法手順
各選択肢の整理
| 選択肢 | 判定 | 理由 |
|---|---|---|
| ア | 誤り | USBの転送速度はUSB規格などの通信仕様で決まります。CPUクロック周波数で直接決まるものではありません。 |
| イ | 誤り | クロック間隔が短いとは、クロック周波数が高いことです。一般に、処理を進めるタイミングが増えるため、命令実行に時間が掛かるとはいえません。 |
| ウ | 誤り | 次に実行する命令の格納位置（主記憶上のアドレス）を保持するのはプログラムカウンタです。クロックの役割ではありません。 |
| エ | 正解 | クロックはCPU内部の動作の区切りを作り、命令実行のタイミングを調整します。 |
選択肢ごとの解説
- ア：不正解
USB接続された周辺機器のデータ転送速度は、主にUSB規格などインタフェース側の仕様で上限が決まります。CPUのクロック周波数が直接決めるものではありません。
- イ：不正解
クロックの間隔（周期）が短いほど、1秒あたりのクロック回数（周波数）は高くなります。一般に、処理を進めるタイミングが増えるため、命令実行に時間が掛かるという説明は不適切です。
- ウ：不正解
次に実行すべき命令の格納位置（メモリアドレス）を保持するのは、プログラムカウンタです。クロックは動作タイミングをそろえる信号であり、アドレスを記録する機能はありません。
- エ：正解
クロックは周期的な信号で、CPU内部回路はこのタイミングに合わせて動作します。そのため、命令実行のタイミングを調整するという説明が適切です。
まとめ
クロックは、CPU内部の回路がいつ動作するかをそろえるための周期的な信号です。クロックがあることで、命令の取り出しや実行などの処理を決まったタイミングで進められます。
テクノロジ系 > コンピュータシステム > コンピュータ構成要素
USB接続された周辺機器のデータ転送速度は、主にUSB規格などインタフェース側の仕様で上限が決まります。CPUのクロック周波数が直接決めるものではありません。
クロックの間隔（周期）が短いほど、1秒あたりのクロック回数（周波数）は高くなります。一般に、処理を進めるタイミングが増えるため、命令実行に時間が掛かるという説明は不適切です。
次に実行すべき命令の格納位置（メモリアドレス）を保持するのは、プログラムカウンタです。クロックは動作タイミングをそろえる信号であり、アドレスを記録する機能はありません。
クロックは周期的な信号で、CPU内部回路はこのタイミングに合わせて動作します。そのため、命令実行のタイミングを調整するという説明が適切です。