第
1
分野
コンピュータの
基礎知識
1 各テーマ間の関連 ハードウェアとソフトウェア システム構成と処理方式 ファイルとデータ形式 ハードウェア ソフトウェア 1-1 記憶素子 1-2 CPU 1-3 コンピュータの周辺装置 1-4 仮想記憶・スプール処理 1-5 インタフェース 1-6 オペレーティングシステム 1-7 プログラム言語 システムの処理形態 1-8 システムの処理形態 Webシステムの処理形態 1-9 Webコンピューティング ファイルとデータ形式の種類 1-10 データ形式 コンピュータの基礎知識では、コンピュータがどのような仕組で成り立っているのか、処理の仕組な どを学習していきます。まずは、「1‐1 記憶素子」「1‐2 CPU」で主記憶装置やキャッシュメモ リ、CPUなどパソコンの構成要素としてのハードウェアの知識を学習していきます。前提知識として パソコンの構成要素となる中身は、どのようになっているかを押さえておく必要があります。「1‐3 コンピュータの周辺装置」では、パソコンの周辺に存在する機器の仕組について学習します。処理の仕 組としての「1‐4 仮想記憶・スプール処理」や「1‐5 インタフェース」を学習することで、パソ コン全体が成り立つ仕組を学習することができます。 「1‐6 オペレーティングシステム」、「1‐7 プログラム言語」では、目に見えないソフトウェア の学習をするため、イメージ作りが重要な論点を学習します。 「1‐8 システムの処理形態」、「1-9 Web コンピューティング」では、先に学習したコンピュータ
コンピュータの基礎知識
テーマ別ガイダンス
412 年1次速修講座 経営情報システム コンピュータの基礎知識 をどのような形態で利用するかを学び、データベースにつながる「1‐10 データ形式」を学習する流 れとなります。 2 出題傾向の分析と対策 1 出題傾向 # テーマ H15 H16 H17 H18 H19 H20 H21 H22 H23 1-1 記憶素子 1 1 1-2 CPU 1 1 1-3 コンピュータの周辺装置 1 1 1-4 仮想記憶・スプール処理 1 1 1-5 インタフェース 1 1 1-6 オペレーティングシステム 1 1 1-7 プログラム言語 1 1 1 1-8 システムの処理形態 1 1 1-9 Web コンピューティング 2 1-10 データ形式 1 1 2 対策方法 コンピュータの基礎知識の分野においては、出題頻度も高く、出題の量も大きな分野となります。 毎年、安定的に出題されており、十分な対策が必要となります。 対策として、覚えるべき用語が多くなるため、しっかりと意味を紐付けて体系的に理解しておくこ とが大切です。例えば、主記憶装置はDRAMがよく使われ、DRAMは遅いけど容量が大きいとい う風に、用語と用語を連動させて覚えてほしいと考えています。 また、システムの構成と処理方式の分野においては、図を活用し、確実にイメージを理解するよう にしてください。特に Web コンピューティングは、現在活用の幅が拡大してきているため、試験とし ても問われる可能性が高くなります。しっかりと現代の利用形態に即した学習をすることが重要です。 データ形式の分野においては、次テーマのデータベースにつながる要素も多いため、当テーマ自体 の出題が少なくても、データベースの重要性が高いため、しっかりと学習してほしいと考えています。 全体の学習配分のうち、コンピュータの基礎知識の分野は高い学習配分が必要だと認識していただ き、取り組んでほしいです。 5
こ の テ ー マ の 要 点
パソコンの中の記憶素子について理解しよう
パソコンの中には、様々な記憶装置が存在します。その記憶装置では、 用途に応じた記憶素子が使われています。パソコンの中の記憶装置に合 わせてどのような記憶素子が使われているのか、を結び付けて覚えまし ょう。 過去の本試験でも出題頻度のかなり高い分野ですのでしっかりと押 さえてください。 半導体メモリ RAM ROM DRAM SRAM PROM マスクROM EEPROM EPROM フラッシュメモリ 半導体メモリ RAM ROM DRAM SRAM DRAM SRAM PROM マスクROM PROM マスクROM EEPROM EPROM EEPROM EPROM フラッシュメモリ 平成 22 年度 第1問 過去問トライアル 半導体と記憶装置 パーソナルコンピュータ(PC)には様々な半導体を利用した記憶装置が使用されている が、業務に適したものを選択しなければならない。したがって、その特性を理解しておく 必要がある。 次のa~dの記述と半導体を利用した記憶装置の組み合わせとして、最も適切なものを 下記の解答群から選べ。 a 主記憶装置に利用され、高速に読み書きができるが、記憶保持のためにはリフレッシ ュ操作が必要で、電源を切ると内容は消去される。 b BIOS などのデータを工場出荷時に書き込み、PC では読み込み専用で使用するもので、 電源を切っても内容は保持される。 c 書き換えが可能で、デジタルカメラからPC へのデータ移動にも使用される。他の半 導体記憶装置と比べると書き換えできる回数が少ないが、電源を切っても内容は保持さ れる。 d 画面に描画する RGB の輝度データを記憶させるもので、電源を切ると内容は消去さ れる。 〔解答群〕 ア a:SDRAM b:マスクROM c:フラッシュメモリ d:VRAM イ a:VRAM b:フラッシュメモリ c:SDRAM d:マスクROM ウ a:フラッシュメモリ b:VRAM c:マスクROM d:SDRAM エ a:マスクROM b:SDRAM c:VRAM d:フラッシュメモリ 情報通信技術に関する基礎知識 ハードウェアとソフトウェア記憶素子
主な学習事項 メインメモリ,RAM,ROM H19-1 A 89.9% 記憶装置に関する基本的 な問題 類題の状況 612 年1次速修講座 経営情報システム 1-1 記憶素子 解答 ア 1 パソコンの中の記憶装置 パソコンの中にある記憶装置について見ていきます。 CPU 中央演算装置と呼ばれます。データの演算や制御を行うコンピュ ータの頭脳という位置づけです。 レジスタ CPUの中にある記憶装置です。データの演算した結果のみを一 時的に格納する部分です。そのため、高速ですが容量は小さいの が特徴です。 キャッシュ メモリ 一般的にCPUと一体となっている記憶装置です。直近で読み出した命令やデータを保管しているため、主記憶装置からの再読み 出しが不要となり、コンピュータの処理速度を向上させます。 主記憶装置 (メインメモリ) 現在作業中のデータやファイル等を保管する装置です。キャッシ ュメモリに比べると低速です。この主記憶装置の容量が大きけれ ば大きいほど、より大きなファイル等の操作が可能となります。 補助記憶装置 データを半永久的に保管する装置です。一般的にはハードディス
クが使われています。最近では、SSD(Solid State Drive)と呼 ばれるフラッシュメモリを活用した記憶装置も登場しています。 ハードディスクよりも高速で消費電力も小さく、壊れにくいとい う特徴を持っています。
2 RAM(Randam Access Memory)とROM(Read Only Memory)
記憶素子は、大きくわけるとRAMとROMに分類できます。RAMはデータの書き換 えが可能ですが、電源を切るとデータが消去される揮発性メモリです。 一方、ROMはデータの読み出しのみが可能で書き換えができませんが、電源を切って もデータは消去されない不揮発性メモリという特徴があります。 図表 1-1-1 記憶素子の一覧 名称 ポイント 備考 SRAM 高速・高価・容量小 リフレッシュ不要 キャッシュメモリ フリップフロップ回路 DRAM 低速・定価・容量大 リフレッシュ必要 主記憶装置 (メインメモリ) SDRAM RAM (揮発性) VRAM 映像用メモリ マスクROM 書き込み禁止 工場出荷時からデータ が書き込まれている CD-ROM PROM 1回だけ書き込み可能 CD-R DVD-R ROM (不揮発性) EPROM 何度でも書き込み可能 フラッシュメモリ SRAM (Static RAM) DRAM よりも高速で すが、回路が複雑化し ます。そのためキャッ シュメモリなど重要な 箇所で使用されます。 DRAM (Dynamic RAM) SRAMよりも低速です が、回路が単純化しま す。一定時間ごとに再 書込み(リフレッシュ) 作業が必要となりま す。 VRAM (Video RAM) ディスプレイ等の映像 出力用のメモリとして 使われます。DRAM や SRAMを活用したメモ リです。 キーワード
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リファレンス 記憶階層 P.14 7こ の テ ー マ の 要 点
CPUの高速化技術を押さえよう
CPU(中央演算処理装置:Central Processing Unit)の仕組みと機能につい て理解しましょう。CPUには高速化を実現するための様々な技術が使われていま す。この高速化の技術を理解するためには、キャッシュメモリやメインメモリとの 関連について押さえることが重要です。 キャッシュメモリの活用による処理の高速化が可能となりますので合わせて理 解してほしいです。
CPU
プロセッサコア キャッシュメモリ メインメモリCPU
プロセッサコア キャッシュメモリ メインメモリ 平成 22 年度 第2問 過去問トライアル CPUと処理能力 PC の処理能力は様々である。その中から業務に適した能力の PC を選択しなければなら ない。PC の処理能力に関する次の文中の空欄A~Eに入る語句の組み合わせとして、最も 適切なものを下記の解答群から選べ。 PC の処理能力は CPU の演算速度によって変化する。 CPU の動作クロック周波数 が A のものに比べ B で動作するものは演算速度が速い。 PC に使 用していたCPU を、動作クロック周波数が C ものに取り替えると処理能力 は高くなる。 CPU とメモリや周辺機器の間ではデータのやり取りが D を通じて行われ る。 D によるデータ伝送の幅は E で表現され、数値が大きいほど PC の処理能力は向上する。 〔解答群〕 ア A:2GHz B:800MHz C:低い D:キャッシュ E:bps イ A:2μs B:800ms C:低い D:キャッシュ E:ビット数 ウ A:800MHz B:2GHz C:高い D:バス E:ビット数 エ A:800ms B:2μs C:高い D:バス E:bps 情報通信技術に関する基礎知識 ハードウェアとソフトウェアCPU
主な学習事項 CPU,キャッシュメモリ,高速化技術 H21-2 B 34.4% CPUとその他の処理速 度 類題の状況 812 年1次速修講座 経営情報システム 1-2 CPU 解答 ウ 1 CPUの仕組み 1 クロック周波数 クロック周波数(「Hz:ヘルツ」)は、CPUの処理性能を表し、数字が大きいほど処理 性能は高くなります。 2 プロセッサ コンピュータ内で、データ処理、プログラム制御、システム状態管理などを行う装置で す。一般的にCPUのことを指します。 2 CPUの高速化 CPUの高速化技術は様々あります。 パイプライン パイプラインは、各処理が終わる前に次の処理を行うといった、 同時並行的な作業を行うことで処理速度の向上を図るものです。 パイプラインが複数あるものをスーパースカラと呼びます。 マルチプロセッサ マルチプロセッサとは、1台のコンピュータに複数のマイクロプ ロセッサ(MPU:CPU と同義)を搭載して高速化を図ることです。 その中でも、密結合とは、複数のプロセッサが主記憶装置等を共 有します。疎結合は、複数のプロセッサがそれぞれ主記憶装置等 を持って独立しています。 デュアルコア デュアルコアは、1つのCPUパッケージ内に2つのプロセッサ コアを搭載したものです。 クアッドコア クアッドコアは、1つのCPUパッケージ内に4つのプロセッサ コアを搭載したものです。 代表的な高速化技術のイメージを見てみましょう。 図表 1-2-1 マルチプロセッサ 図表 1-2-2 マルチコア 3 キャッシュメモリの活用 キャッシュメモリは、CPUの内部にあり非常に高速なメモリです。使用頻度の高いデ ータをキャッシュメモリに配置することで低速のメインメモリとのやり取りを減らし、処 理の高速化が実現します。 CPU プロセッサコア プロセッサコア キャッシュメモリ メモリインタリーブ メモリのデータ転送速 度を高速化する技術で す。メモリバンクと呼 ばれる集合を複数配置 することで、同時並行 化を実現します。 キーワード
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9こ の テ ー マ の 要 点
補助記憶装置を中心に覚えよう
コンピュータの周辺装置には、多くの種類があります。試験対策上、補助記 憶装置の種類と用途は必須の知識となるのでしっかりと学習してください。 また、入力・出力装置についても、それぞれの意味と内容のポイントを絞っ て覚えていきましょう。 演算・制御装置 CPU 記憶装置 入力装置 出力装置 ディスプレイプリンタ メモリ 補助記憶装置 キーボード マウス 演算・制御装置 CPU 記憶装置 入力装置 出力装置 ディスプレイプリンタ メモリ 補助記憶装置 キーボード マウス 平成 21 年度 第3問 過去問トライアル 外部記憶装置 各種業務においてPCを利用していると、文書、表計算、画像などのデータが日々蓄積する。 これらのデータの交換を行ったり、バックアップをする目的で、外部記憶装置が利用される。 現在利用できる外部記憶装置用の記録媒体に関する記述として最も適切なものはどれか。 ア 3.5 インチ光磁気ディスクは最大 2.3GB程度の記憶容量であるが、メディア自身の耐久性 はCDやDVDに比べて高い。また、MediaIDと呼ばれる著作権保護の仕組みが利用 できる媒体もある。 イ 5インチCDメディアに記録できるデータ量は、3.5 インチフロッピーディスク約 5,000 枚程度である。 ウ 5インチDVDメディアには片面のみ記録可能であるが、1層の他、2層に書き込み可能 なものがあり、記録できるデータ量は5インチCDメディアの約 100 枚程度である。 エ 現在市販されているブルーレイディスクの5インチメディアには、25GB程度の容量のも のと 50GB程度の容量のものがあるが、一方はディスクの片面を、他方は両面を利用してい る。 情報通信技術に関する基礎知識 ハードウェアとソフトウェアコンピュータの周辺装置
主な学習事項 ハードディスク,フラッシュメモリ,CD,DVD H20-1 A 60.0% コンピュータと周辺装置 類題の状況 1012 年1次速修講座 経営情報システム 1-3 コンピュータの周辺装置 解答 ア 1 補助記憶装置 補助記憶装置は、データを保存するための装置です。外部記憶装置とも呼ばれます。以 下、様々な種類がありますのでしっかり押さえましょう。 内容 キーワード ハードディスク 補助記憶装置として最もよく使用さ れます。何枚も重ねた金属のディスク を、高速回転させます。 ハードディスクを格納した装置をハ ードディスクドライブ(HDD)という。 内蔵ハードディスク 外付ハードディスク 光磁気ディスク 光学技術を使用した書き換え可能な 記憶装置です。 一般的には MO ドライブと呼ばれて います。 3.5 インチタイプ 容量:128MB~2.3GB フラッシュメモリ データの書き換えが自由で、電源を切 ってもデータが消失しない半導体メ モリです。 USB メモリ SD カード SSD(Solid State Drive)
CD 光ディスクの一種です。樹脂製の円盤 に赤外レーザを使用して読み書きし ます。 容量:650~700MB DVD CD よりも記録密度を高めたディスク で赤色レーザを使用します。 2層書き込み・両面書き込みが可能で す。 容量:4.7GB~8.5GB CD の約 7 倍
Blu-ray Disk Blu-ray Disk(ブルーレイディスク)。 青紫色レーザを使用し、DVD よりさ らに記録密度を高めたディスクです。 2層書き込みが可能です。 容量:25GB~100GB DVD の約 10 倍 2 入力・出力装置 1 入力装置 コンピュータに対して、データ入力などを通じて指示するための装置です。キーボード やマウス、スキャナなどがあります。 上記以外の入力装置には、タッチスクリーンがあります。タッチスクリーンは指やペン などで直接画面等を触れることで操作する入力装置です。 銀行ATMや駅の発券機、スマートフォンなどのモバイル端末にも使用されています。 2 出力装置 コンピュータが処理したデータを、出力結果として外部に知らせます。 代表例として、プリンタやディスプレイ、プロッタ(画面データを紙へ出力する装置)、 プロジェクタなどがあります。 CD-ROM DVD-ROM 読み出し専用。製造の 段階で、書き込みが行 われ、ユーザが書き込 みできません。 CD-R DVD-R 一度だけ書き込みが可 能。一度書き込むと消 去することはできませ ん。 CD-RW DVD-RW 何度でも書き込みが可 能。消去も何度でも可 能です。 キーワード
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11こ の テ ー マ の 要 点
効率的な記憶管理の仕組みを理解しよう
主記憶装置の記憶容量には限りがあります。複数のプログラ ムを同時に実行するなどの負荷の高い処理に対応するために は、効率的な記憶管理が必要となります。 実記憶管理や仮想記憶管理の仕組みを理解して、効率的な記 憶管理について整理していきましょう。 補助記憶装置 仮想記憶領域 主記憶装置 実記憶領域 + 平成 20 年度 第9問 過去問トライアル 記憶管理の効率化 パソコンを利用して各種業務処理を行う場合、複数の処理を同時並行して行ったり、大 容量のファイルを読み込んで処理したりする場合が多くなった。このような状況に対応す るために、オペレーティングシステムやハードウェアの機能が充実してきている。そのよ うな機能に関する記述として、最も適切なものはどれか。 ア 仮想記憶管理とは、キャッシュメモリに主記憶の役割を仮想的に持たせることをいう。 イ スプール処理とは、低速の入出力装置などを使う場合に、他の処理を行えるようにC PUを早く解放するため、補助記憶装置などにデータを一時的に書き込み、後の空き時 間に処理をする方式をいう。 ウ スワッピングとは、デュアルコアCPUなど複数のCPUを用いて処理を交互に行う 方式をいう。 エ 多重プログラミングとは、複数のプログラムをそのプログラムの数のCPUによって 同時に処理させる方式をいう。 情報通信技術に関する基礎知識 ハードウェアとソフトウェア仮想記憶・スプール機能
主な学習事項 ページング,スワッピング,スプール H23-2 A 83.0% コンピュータの処理速度 と効率化 類題の状況 1212 年1次速修講座 経営情報システム 1-4 仮想記憶・スプール機能 解答 イ 1 記憶管理の仕組み 記憶管理の仕組みをそれぞれ理解します。 図表 1-4-1 記憶管理の種類 仮想記憶管理は、主記憶装置の容量の少なさを補うために補助記憶装置にデータを退 避させます。反対に、ディスクキャッシュは補助記憶装置にあるデータを主記憶装置な どの高速な半導体メモリに移動させることで処理の高速化を実現します。 2 仮想記憶管理の方式 ページング方式 仮想記憶管理の代表的な方式に、ページング方式があります。 図表 1-4-2 ページング方式 ページング方式は、プログラムとアドレスをそれぞれ一定の単位(ページ)に分割して管 理する方法です。 必要なプログラムを主記憶装置にロード(ページイン)し、不要なプログラムを補助記憶 装置に退避(ページアウト)することを繰り返しながらプログラム実行をします。 3 スプーリング機能 スプーリング機能とは、処理スピードの遅い入出力データを一時的にハードディスク等 の補助記憶装置に蓄積し、少しずつ処理を進める技術でプリンタの印刷時などに利用され ています。 プリンタへの印刷処理実行中にCPU が低速の入出力の制御をしていると、資源待ち(遊 び時間)が生じます。そのため、データの入出力をCPU から切り離すことで CPU を解放 し、効率を高める効果があります。 補助記憶装置 ページ2 ページ1 ページ4 ページ3 ページ6 ページ5 ページ8 ページ7 主記憶装置 スロット2 スロット1 スロット4 スロット3 ページイン ページアウト 4 1 2 3 プログラムを 8ページ分割 スラッシング ページイン・ページア ウトを頻繁に繰り返 してしまうことで、 CPU に負荷がかか り、システム全体の効 率を低下させてしま うこと。 キーワード
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フラグメンテーシ ョン ハードディスク等の ディスクの断片化の こと。この断片化を修 正することを、デフラ グメンテーションと いいます。 キーワードy
キーワードy
スワッピング方式 主記憶装置のプログ ラムと補助記憶装置 のプログラムを実行 予定に合わせて交換 します。 13こ の テ ー マ の 要 点
様々なインタフェースの分類と特徴
インタフェースとは、複数の装置を接続する際の規約であ り、どのようなコネクタを使用するのかなどの取り決めとな ります。 実際にどのような種類があり、どのような内容なのか、し っかりと理解する必要があります。外部装置
コンピュータ
インタフェース
外部装置
コンピュータ
インタフェース
平成 20 年度 第2問 過去問トライアル 周辺装置とインタフェース 事業所におけるパソコンの利用に際しては、業務内容に応じてさまざまな周辺機器を接 続して利用する必要がある。周辺機器接続に関する以下のa~dの記述と、その記述に適 合するインタフェース名称の組み合わせとして、最も適切なものを下記の解答群から選べ。 a 液晶ディスプレイなどの表示装置を接続するためのもので、デジタル伝送によって信 号を伝えることができる。 b ハードディスク、DVD装置、ビデオカメラなどを接続するためのもので、これらの 装置をデイジーチェーンやツリー状に最大 63 台までつなぐことができる。 c 内蔵のハードディスクやDVD装置などを接続するもので、1本の接続ケーブルで2 台までの装置をつなぐことができる。 d 内蔵および外付けでハードディスクやDVD装置などを接続するもので、1本の接続 ケーブルで1台の装置をつなぐことができる。 〔解答群〕 ア a:D4 b:USB c:SCSI d:パラレルATA イ a:DVI b:IEEE1394 c:パラレルATA d:シリアルATA ウ a:IEEE1394 b:シリアルATA c:パラレルATA d:SCSI エ a:VGA b:セントロニクス c:USB d:IEEE1394 情報通信技術に関する基礎知識 ハードウェアとソフトウェアインタフェース
主な学習事項 シリアルインタフェース,パラレルインタフェース,無線インタフェース H22-1 A 94.4% 周辺装置とインタフェー ス 類題の状況 1412 年1次速修講座 経営情報システム 1-5 インタフェース
解答 イ
1 シリアルインタフェース
シリアルインタフェースとは、データを1bit ずつ順次伝送していく方式です。一般的に は低速で、長距離伝送が可能です。最近では技術が進み、高速化も進んでいます。
USB USB(Universal Serial Bus)とは、キーボード、マウス、プリンタ
などさまざまな機器を接続するための規格です。1つのポートで最大
127 台まで接続可能です。
IEEE1394 IEEE1394とは、IEEE(米国電気電子技術者協会)が定めた規格です。
最大63 台の機器を接続可能です。画像や音声などのデータ転送によ
く使用されています。転送速度は、毎秒 100M ビット、200M ビット、 300M ビットの3種類があります。
SATA シリアルATA(Serial ATA)とは、パソコンとハードディスク等の記
憶装置を接続するための ATA 規格の拡張仕様です。もともとパラレル
転送方式のものをシリアル転送に変更しました。
DVI DVI(Digital Visual Interface)とは、主にコンピュータと液晶デ
ィスプレイを接続するインタフェース規格です。
HDMI HDMI(High-Difinition Multimedia Interface)とは、DVIを基
に音声情報等を伝送可能に改良したインタフェース規格です。 RS232C RS232C(Recommended Standard 232C)は、1968 年に米国電子工業会 (EIA)が企画化しました。転送速度は毎秒 115K ビットで最大線路長が 15m です。 2 パラレルインタフェース パラレルインタフェースとは、複数データを並列的に伝送可能な方式です。シリアルイ ンタフェースに比べ、高速に伝送を行うことが可能となります。
SCSI SCSI(Small Computer System Interface)とは、ANSI(米国国家規 格協会)が定めた、コンピュータと周辺装置を接続するための規格で す。デイジーチェーンによって、最大7 台まで接続可能です。 IDE IDE(パラレルATA)とは、パソコンとハードディスクを接続する 規格で、接続台数は 2 台までです。拡張規格が普及しています。 セントロニクス セントロニクスとは、パソコンとプリンタを接続する仕様です。 パラレルポートの業界標準です。 図表 1-5-1 インタフェースの対応機能 ホットプラグ プラグアンドプレイ バスパワー USB ○ ○ ○ IEEE1394 ○ ○ ○ SATA ○ × × シリアルSCSI ○ × × 無線インタフェース IrDA IrDAとは、赤外線を使 用した近距離のデータ 通信企画 無線インタフェース ブルートゥース ブ ル ー ト ゥ ー ス (Bluetooth)とは、無線 を使用したデータ接続 技術。障害物があって も通信可能。 ホットプラグ 電源を切ることなく、 接続(プラグ)を抜き 差しできる機能 プラグアンドプレイ OSがデバイスを自動的 に感知して、適切な設 定を行う機能 バスパワー 周辺機器を駆動させる 電力を、インタフェー スを介して供給する機 能 USB1.1 転送速度:最大12Mbps USB2.0 転送速度:最大480Mbps USB3.0 転送速度:最大5Gbps キーワード