IPA公式正解:ウ プログラムの実行時間を短縮する。
※ 正解はIPA公表の解答です。解説は当サイトが生成AIを用いて作成しています。誤りにお気づきの場合はお問い合わせください。
【解説】正解は選択肢【ウ】です。ハーバードアーキテクチャは、命令読取り用バスとデータアクセス用バスを物理的に独立させた方式です。命令フェッチとデータアクセスがバスの競合を起こさず同時に並行して実行可能になるため、処理のスループットが向上し、プログラムの実行時間を短縮できます。
【詳細解説】■ 本問の核心・解法のポイント
ノイマン型アーキテクチャでは命令とデータが単一のバスを共有するため、メモリへのアクセス競合(フォン・ノイマン・ボトルネック)が発生します。これに対し、ハーバードアーキテクチャは命令用とデータ用でメモリ空間およびバスを物理的に分離することで、命令の読み出しとデータの読み書きを同一クロックサイクル内で並行して実行可能にし、実行性能(スループット)を向上させます。
・各選択肢の徹底解説:
・ア:CPU以外のバスマスター(DMAコントローラなど)を使用可能にする仕組みはバスマスタリングやバス調停機能であり、ハーバードアーキテクチャの主目的ではありません。
・イ:バスを命令用とデータ用に分離するため、むしろ配線数やピン数は増加します。
・ウ:【選択肢ウ★】命令フェッチとデータアクセスの同時並行処理が可能となるため、パイプラインのストールが減少し、プログラムの実行時間を短縮できます。
・エ:メモリ保護機能はメモリ管理ユニット(MMU)やアクセス制御機構の役割であり、バス分離の主目的ではありません。
よって正解はウです。