教科書の例にしたがって、命令処理をパイプライン化する。オーバーヘッド最も時間のかかるステージの処理時間で全体にスループットが決まる。図1は命令フェッチ(IF)、命令デコード(ID)、実行(EX)、メモリアクセス(MEM)、レジスタ書き込み(WB)の5つのステージの処理からなるコンピュータのノンパイプラインとパイプラインの動作を示した図である。IFの処理時間が20ns、IDの処理時間が10ns、EXの処理時間が5ns、MEMの処理時間が20ns、WBの処理時間が15nsとし、以下の問に答えなさい。(1)ノンパイプラインマシンでは1命令実行するのに何nsの時間がかかるか。(2)このノンパイプラインマシンでは1秒間に何命令を実行することができるか。(3)このノンパイプラインマシンの性能をMIPSであらわすといくらか。(4)パイプラインマシンでは1クロックサイクルで1つのステージの処理を実行し、5サイクルでひとつの命令の処理完了と仮定すると、パイプラインマシンの最小クロックサイクル時間はいくらか。クロック信号やパイプラインレジスタ等の遅延は無視できるとする。(5)パイプラインマシンでは図に示すように毎クロックサイクルでひとつの命令の実行が開始される。分岐命令などでパイプラインの動作が乱れないとすると、1秒間に平均して何命令の実行が開始されるか。(6)このパイプラインマシンの性能をMIPSであらわすといくらか。