記憶装置には、CPU内のレジスタ、キャッシュメモリ、メインメモリ（主記憶）、補助記憶装置（HDDなど）があります。試験で最も問われるのは、この中のキャッシュメモリとメインメモリです。※レジスタはCPUの中にある（小容量の）記憶装置と考えましょう。 

• １．記憶装置とは
• ２．メインメモリとキャッシュメモリ
• ３．記憶装置の過去問を解いてみよう
  • （１）H29秋
  • （２）H29秋
  • （３）H29春
  • （４）H28春
  • （５）H27秋
  • （６）H25秋

１．記憶装置とは

　コンピュータで利用される記憶装置には、主記憶装置と補助記憶装置があります。主記憶装置の代表例は主記憶（メインメモリ）です。主記憶装置は、プログラムやデータを一時的に記憶するためのものです。
補助記憶装置の代表例は、ハードディスクやUSBメモリがあります。これらは、電源を切った後もデータが保存されますので、長期にデータを記憶・保存することが可能です。
以下に、両者の違いを整理します。

	概要	記憶装置の例	速度	価格
主記憶装置	CPUと直接アクセスできる記憶装置	・主記憶（メインメモリ）に使われるDRAM ・キャッシュメモリに使われるSRAM	速い	高い
補助記憶装置	CPUとは直接アクセスできない記憶装置（主記憶装置以外の記憶装置のこと）	・ハードディスク（磁気ディスク装置） ・USBメモリ（フラッシュメモリ）	遅い	安い

※主記憶（メインメモリ）、キャッシュメモリ、DRAM、SRAMの言葉はこのあとに解説
 CPU,主記憶、補助記憶の関係は、机の上での仕事に置き換えられる例を見た人が多いでしょう。
皆さん、机の上で仕事をしますよね。皆さんの頭脳がCPUです。
メモリは机や書庫です。机の上に書類や資料を置きます。
机の上がキャッシュメモリです。すぐに手が届きます。脇卓がメインメモリです。毎回開け閉めをして書類を取り出します。壁にある書庫が補助記憶装置と考えましょう。

■Q.問題です。PCの絵を描いて、記憶装置がどれになるか書き込みましょう。
CPU内のレジスタ、キャッシュメモリ、メインメモリ（主記憶）、補助記憶装置（HDDとUSBメモリ）を記載してください。
以下に、具体的な図があるので、イメージしやすいか
https://121ware.com/navigate/application/prevent/useful/20160405/index.html

２．メインメモリとキャッシュメモリ

　キャッシュメモリとは,主記憶とCPUの間に置く高速アクセスが可能なメモリです。主記憶から読み出したデータをキャッシュメモリに保持し,  CPUが後で同じデータを読み出すときのデータ転送を高速に行うことができます。

３．磁気ディスク（１）磁気ディスクについて
磁気ディスクとは、磁性体の粉を円盤のディスクに塗ったもの。PCのハードディスクと考えましょう。
以下に分かりやすい写真があります。
http://www.pasonisan.com/pc-parts/hdd.html

・データを記録するのは、同心円上に並んだトラックです。
・トラック、セクタのトラックとは、陸上競技のトラックと同じ
・磁気ヘッドがSとN極を変化させ磁気を与える。SSのならびを１、SとNのならびを0として記憶させる。読み込むのも同じ
・磁気ディスクと磁気ヘッドは数ナノメートルの距離しか離れておらず、壊れやすい。

(2)アクセス時間
・アクセス時間＝位置決め時間＋回転待ち時間＋データ転送時間
・回転待ち時間　　たとえば、回転数が6000回転/分であれば、1秒で100回転。1回転10ミリ秒。平均するために2で割ると、5ミリ秒が平均回転待ち時間。
・データ転送時間は、データ量をデータ転送速度で割る。

H26春FE午前
問12　磁気ディスク装置の性能に関する記述のうち，適切なものはどれか。
ア　アクセス時間は，回転速度を上げるか位置決め時間を短縮すると短くなる。
イ　アクセス時間は，処理装置の前処理時間，データ転送後の後処理時間も含む。
ウ　記憶容量は，トラック当たりの記憶容量と１シリンダ当たりのトラック数だけで
　決まる。
エ　データ転送速度は，回転速度と回転待ち時間で決まる。

(3)アクセス時間とサイクル時間
アクセス時間＋再読み込み時間＝サイクルタイム
再読み込み時間とは、読み書きの指令を受けて、実行し、次の読み書きができる状態になるまでに必要な時間です。たとえば、DRAMにおけるリフレッシュの時間などもその一つでしょう。

(4)ディスクキャッシュ
キャッシュメモリと同様に、CPUから磁気ディスクへの読取りを早くするために、主記憶上にディスクキャッシュというキャッシュを持つことがあります。これにより、磁気ディスクにアクセスする回数を減らせます。
※キャッシュメモリはCPUの中、ディスクキャッシュは主記憶装置の中にあるのが違いです。

４．記憶装置の過去問を解いてみよう

（１）H29秋

（H25秋AP問11と同じ）

問11　容量が a Mバイトでアクセス時間が x ナノ秒の命令キャッシュと，容量が b Mバイトでアクセス時間が y ナノ秒の主記憶をもつシステムにおいて，CPUからみた，主記憶と命令キャッシュとを合わせた平均アクセス時間を表す式はどれか。ここで読み込みたい命令コードがキャッシュに存在しない確率を r とし，キャッシュ管理に関するオーバヘッドは無視できるものとする。

↓
↓
↓
↓
↓
【正解】イ

（２）H29秋

問20　SRAMと比較した場合のDRAMの特徴はどれか。 ア　主にキャッシュメモリとして使用される。 イ　データを保持するためのリフレッシュ又はアクセス動作が不要である。 ウ　メモリセル構成が単純なので，ビット当たりの単価が安くなる。 エ　メモリセルにフリップフロップを用いてデータを保存する。

↓
↓
↓
↓
↓
【正解】ウ

（３）H29春

問11　15 M バイトのプログラムを圧縮した状態でフラッシュメモリに格納している。プログラムの圧縮率が40%，フラッシュメモリから主記憶への転送速度が20Mバイト／秒であリ，1Ｍバイトに圧縮されたデータの展開に主記憶上で0.03秒が掛かるとき，このプログラムが主記憶に展開されるまでの時間は何秒か。ここで，フラッシュメモリから主記憶への転送と圧縮データの展開は同時には行われないものとする。 ア　0.48　　　　　イ　0.75　　　　　ウ　0.93　　　　　エ　1.20

イメージが湧きにくい場合は、図にするといいでしょう。つたない図ですが、たとえば、以下になります。

15 M バイトのプログラムを圧縮率40%で圧縮しているので、ファイルサイズは15M×0.4=6M
①転送にかかる時間
6Mバイトのファイルを、転送速度（20Mバイト/秒）で転送するので、時間は6÷20=0.3秒
②圧縮されたデータの展開にかかる時間
1Mの展開に、0.03秒かかるので、6Mバイトであれば、6×0.03＝0.18秒
①と②を合計すると、0.3秒+0.18秒=0.48秒
【正解】ア

（４）H28春

問21　DRAMの説明として，適切なものはどれか。 ア　1バイト単位でデータの消去及び書込みが可能な不揮発性のメモリであり，電源遮断時もデータ保持が必要な用途に用いられる。 イ　不揮発性のメモリでNAND型又はNOR型があり，SSDに用いられる。 ウ　メモリセルはフリップフロップで構成され，キャッシュメモリに用いられる。 エ　リフレッシュ動作が必要なメモリであり，PCの主記憶として用いられる。

↓
↓
↓
↓
↓
【正解】エ

（５）H27秋

問10　MMU（Memory Management Unit）の説明として，適切なものはどれか。 ア　CPUからのページフォールドを受けて，物理ページのスワップを行う。 イ　CPUが指定した仮想アドレスを物理アドレスに対応させる。 ウ　OSの一部分であり，キャッシュ制御機能及びバス調整機能を有する。 エ　主記憶のデータの一部を保持し，CPUと主記憶の速度差を吸収する。

↓
↓
↓
↓
↓
【正解】イ

（６）H25秋

問22　SRAMと比較した場合のDRAMの特徴はどれか。 ア　主にキャッシュメモリとして使用される。 イ　データを保持するためのリフレッシュ又はアクセス動作が不要である。 ウ　メモリセル構成が単純なので，ビット当たりの単価が安くなる。 エ　メモリセルにフリップフロップを用いてデータを保存する。

↓
↓
↓
↓
↓
【正解】ウ

スマートフォンやパソコンなどの電子機器には、半導体素子と呼ばれる電子部品が使われます。この半導体素子を1つのチップに大規模に統合したものがLSIです。LSI（Large Scale Integration）のフルスペルを見ると、大規模（Large Scale）に統合（Integration）という意味が分かると思います。
LSIをさらに集約したのがシステムLSIです。「複数のLSIで実現していた機能を1チップに集約したもの（H22秋AP問25）」と言えます。

■H22秋AP
問25 システムLSIに関する記述として,適切なものはどれか。
ア コンピュータシステムの動作を管理するために複数のマイコンを集約したLSI
イ 同一機能の複数個のLSIを一つの基板上に集約し,システムを構成したもの
ウ 特定のシステムに適応するように利用者が回路機能を変更できるLSI
工 複数のLSIで実現していた機能を1チップに集約したもの

正解はエ

■H23春ES
問12 LSIの省電力制御技術であるパワーゲーティングの説明として,適切なものはどれか。
ア 動作する必要のない回路ブロックに供給しているクロックを停止することによって,消費電力を減らす。
イ 動作する必要のない回路ブロックへの電源供給を遮断することによって,リーグ電流を減らす。
ウ 半導体製造プロセスの微細化によって生じるリーグ電流を,プロセス技術の改良によって減らす。
エ 複数の電圧の電源供給によって,動作周波数の低い回路ブロックには低い電源電圧を供給することで,動作時電力及びリーグ電流を減らす。

正解：イ

■H28春
問22　LSIの省電力制御技術であるパワーゲーティングの説明として，適切なものはどれか。
ア　異なる電圧値の電源を複数もち，動作周波数が低い回路ブロックには低い電源電圧を供給することによって，消費電力を減らす。
イ　動作する必要がない回路ブロックに供給しているクロックを停止することによって，消費電力を減らす。
ウ　動作する必要がない回路ブロックへの電源供給を遮断することによって，消費電力を減らす。
エ　半導体製造プロセスの微細化から生じるリーグ電流の増大を，使用材料などの革新によって抑える。
【正解】ウ

■H23秋AP午前
問23 LSIの故障メカニズムの一つであるESD (Electrostatic Discharge)破壊の説明として,適切なものはどれか。
ア 機械的な力によって,配線が切断されてしまう現象
イ 寄生サイリスタの導通によって,半導体素子が破壊されてしまう現象
ウ 静電気放電によって,半導体素子が破壊されてしまう現象
エ 電流が過度に流れることによって,配線が切断されてしまう現象

■H21秋FE
問23 SoC (System on a Chip)の説明として,適切なものはどれか。
ア CPU.チップセット,ビデオチップ,メモリなどコンピュータを構成するための電子回路基板
イ CPU,メモリ,周辺装置などの間で発生するデータの受渡しを管理する一連の回路群を搭載した半導体チップ
ウ 必要とされるすべての機能(システム)を同一プロセスで集積した半導体チップ
エ プロセスが異なる機能は,個別に最適化されたプロセスで製造し,パッケージ上でそれぞれのチップを適切に配線した半導体チップ

正解：ウ

■H21春AP午前
問22 SoC (System on a Chip)の説明はどれか。
ア システムLSIと同義語で使われており, CPUは別チップになっている。
イ システムLSIに内蔵したソフトウェアのことである。
ウ従来はボード上で実現していたシステムを,一つのチップ上で実現したLSIのことである。
エ複数のLSIを単一のパッケージに封入してシステム化したLSIのことである。

正解：ウ

■H28春
問24　SoCの説明として，適切なものはどれか。
ア　CPU，チップセット，ビデオチップ，メモリなどコンピュータを構成するデバイスを実装した電子回路基板
イ　CPU，メモリ，周辺装置などの間で発生するデータの受渡しを管理する一連の回路群を搭載した半導体チップ
ウ　各機能を個別に最適化されたプロセスで製造し，パッケージ内でそれぞれのチップを適切に配線した半導体チップ
エ　必要とされる全ての機能（システム）を集積した1個の半導体チップ

【正解】エ

■H27春
問20　SoCの説明として，適切なものはどれか。
ア　システムLSIに内蔵されたソフトウェア
イ　複数のMCUを搭載したボード
ウ　複数のチップで構成していたコンピュータシステムを，一つのチップで実現したLSI
エ　複数のチップを単一のパッケージに封入してシステム化したデバイス

【正解】ウ

ウォッチドッグタイマは、装置に組み込まれた異常を監視する機能です。あらかじめ設定された一定時間内にウォッチドッグタイマのタイマがクリアされなかった場合，システム異常とみなしてシステムに通知する。
システム異常が無ければ、タイマをクリアする処理が実行されるだろうという理屈です。
Watchdog（番犬）という言葉から、監視する機能というのが想像がついたかもしれません。

■H16春ES午前
問11 ウォッチドッグタイマの説明として,適切なものはどれか。
ア 1本の伝送路で,信号の伝送方向を一定時間ごとに切り替える伝送方式である。
イ 指定された時間が経過しても,決められたイベントが発生しないときにプログラムでエラー扱いとするRAS機能の一つである。
ウ 指定された時間が経過すると,割込み機能を使ってプログラムに通知する監視機能である。
工 複数のデータをそれぞれ一定時間ごとに切り替えて伝送することによって, 1本の回線で複数チャネルの通信を行う装置である。

【正解】ウ

■H20春ES午前
問7 1秒のウォッチドッグタイマの説明として,適切なものはどれか。
ア 1秒ごとにノンマスカブル割込みを発生させて,プログラムが正常に働いているかどうかを検査する。
イ 1秒ごとにマスカブル割込みを発生させるようにしておき,通常の処理ルーチンは1秒が経過する前に割込みをマスクする。
ウ 1秒のソフトウェアタイマを作り,通常の処理ルーチンはタイムアップする前に割込みを発生させてソフトウェアタイマをリセットする。
エ 1秒のハードウェアタイマでCPUのリセット信号を発生させるようにしておき,1秒が経過する前にプログラムでハードウェアタイマをリセットする。

【正解】エ

■H27秋SA午前Ⅱ
問18　SVC （Supervisor Call）割込みが発生する要因として，適切なものはどれか。
ア OSがシステム異常を検出した。
イ　ウォッチドッグタイマが最大カウントに達した。
ウ　システム監視LSIが割込み要求を出した。
エ　ユーザプログラムがカーネルの機能を呼び出した。

■H25春  ※H26秋問22も同じ
問23　ウォッチドッグタイマの機能はどれか。
ア　あらかじめ設定された一定時間内にタイマがクリアされなかった場合，システム異常とみなしてシステムに通知する。
イ　システム異常を検出した場合，タイマで設定された時間だけ待ってシステムに通知する。
ウ　システム異常を検出した場合，マスカブル割込みでシステムに通知する。
エ　システムが一定時間異常であった場合，上位の管理プログラムをコールする。
【正解】ア

■H29秋　※上とほぼ同じ問題
問22　組込みシステムにおける，ウォッチドッグタイマの機能はどれか。
ア　あらかじめ設定された一定時間内にタイマがクリアされなかった場合，システム異常とみなしてシステムをリセット又は終了する。
イ　システム異常を検出した場合，タイマで設定された時間だけ待ってシステムに通知する。
ウ　システム異常を検出した場合，マスカブル割込みでシステムに通知する。
エ　システムが一定時間異常であった場合，上位の管理プログラムを呼び出す。
【正解】ア

過去問（H24春ESPM1問１）をみてみましょう。

〔加工機のシステム構成〕 加工機のシステム構成を図3に示す。 ・加工制御部のWDTは,一定時間内にクリアされないと,非常停止制御部に信号を送信する。 ・非常停止制御部は,非常停止ボタンが押されるか,又はWDTからの信号を受信すると,非常停止信号を出力し,加工制御部及び加工部を停止させる。

上記のように、非常停止制御部につながっていますね。

NASの解説は以下
http://nw.seeeko.com/archives/50570385.html

■H24秋AP午前
問13　NAS （Network Attached Storage）の特徴と，特徴を生かした適用業務について述べたものはどれか。
ア　各種OSからファイルを共有することができるので，データを交換する業務に適している。
イ　データの読み書きを高速に行うことができるようになるので，負荷が高い業務に適している。
ウ　データベースのデータを扱うことが容易なので，簡易言語で隋報検索を行う業務に適している。
エ　ファイルの改ざんを監視することが容易なので，個人情報を管理する業務に適している。

■H26秋
問12　NASを利用することによって，達成できることはどれか。
ア　サーバごとに専用の磁気ディスクを搭載して個別管理するよりも，ファイルサーバのようにシステム全体で磁気ディスク群を効率的に利用することができる。
イ　磁気ディスクに障害が発生しても，自動的に予備の磁気ディスクを起動して，パリティ情報からデータを復元し，処理を継続することができる。
ウ　磁気ディスクのファイル領域の断片化を解消し，ヘッドの移動量の増大から起こる読み書き速度の低下や故障の誘発を防止することができる。
エ　データベースにアクセスするのに，SQLを使わず，表計算ソフトを操作する感覚でアクセスすることができる。
【正解】ア

■H29秋
問23　入力G ＝0のときはX ＝ A ，Y ＝Bを出力し，G ＝1のときはX = A，Y = Bを出力する回路はどれか。

【正解】ウ

■H29春
問23　図の回路が実現する論理式はどれか。ここで，論理式中の“・”は論理積，“＋”は論理和を表す。

ア　F = A
イ　F = B
ウ　F = A・B
エ　F = A＋B
【正解】イ

■H27秋
問22　図の論理回路の動作の説明として，適切なものはどれか。

ア　A＝0，B＝0のとき，C及びDは前の状態を保持する。
イ　A＝0，B ＝1のとき，Bの値を反映してD＝1になる。
ウ　A＝1，B ＝0のとき，C ＝1,  D ＝0になる。
エ　A＝1，B ＝1のとき，c及びDは前の状態を保持する。
【正解】エ

（H26春AP問23と同じ）
問23　ワンチップマイコンにおける内部クロック発生器のブロック図を示す。15 MHzの発振器と，内部のPLL1，PLL2及び分周器の組合せでCPUに240 MHz，シリアル通信（SIO）に115 kHz のクロック信号を供給する場合の分周器の値は幾らか。ここでシリアル通信のクロック精度は±5％以内に収まればよいものとする。

ア　1／2⁴
イ　1／2⁶
ウ　1／2⁸
エ　1／2¹⁰
【正解】エ

■H27春
問22　真理値表に示す3入力多数決回路はどれか。

【正解】ア

■H26秋
問20　図の論理回路において，5=1，R=1，X=0，Y=1のとき，Sを一旦0にした後，再び1に戻した。この操作を行った後のX，Yの値はどれか。

ア　X=0，Y=0　　　　　イ　X=0，Y=1　　　　　ウ　X=1，Y=0　　　　　エ　X=1，Y=1
【正解】ウ
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
問21　図の回路を用いてアドレスバスからCS信号を作る。CS信号がLのときのアドレス範囲はどれか。ここで，アドレスバスはA0～A15の16本で，A0がLSBとする。また，解答群の数値は16進数である。

ア　3B00～3BFF　　　　　イ　8300～9BFF
ウ　A400～A4FF　　　　　エ　C400～C4FF
【正解】エ

■H26春
問20　NAND素子を用いた次の組合せ回路の出力Zを表す式はどれか。ここで，論理中の“・”は論理積，“＋”は論理和，“X”はX←の否定を表す。

ア　X・Y　　　　　イ　X＋Y　　　　　ウ　X・Y　　　　　エ　X＋Y
【正解】イ


■H25秋
問24　図の回路において出力がx = 0，y = 1である状態から，x = 1，y = 0に変える入力a及びbの組合せはどれか。

ア　a = 0，b = 0
イ　a = 0，b = 1
ウ　a = 1，b = 0
エ　a = 1，b = 1
【正解】イ

■H25春
問24　図に示す構造の論理回路は，どの回路か。

ア　減算   イ　乗算     ウ　全加算     エ　半加算
【正解】エ

■H28春問15、■H25秋問14
　分散処理システムに関する記述のうち，アクセス透過性を説明したものはどれか。
ア　遠隔地にある資源を，遠隔地での処理方式を知らなくても，手元にある資源と同じ操作で利用できる。
イ　システムの運用と管理をそれぞれの組織で個別に行うことによって，その組織の実態に合ったサービスを提供することができる。
ウ　集中して処理せずに，データの発生場所やサービスの要求場所で処理することによって，通イ言コストを削減できる。
エ　対等な関係のコンピュータが複数あるので，一部が故障しても他のコンピュータによる処理が可能となり，システム全体の信頼性を向上させることができる。
【正解】ア

■H28春DB午前2
問18　分散データベースシステムの目標の一つである“移動に対する透過性”の説明として，適切なものはどれか。
ア　運用の都合や性能向上の目的で表の格納サイトが変更されても，利用者にこの変更を意識させないで利用可能にする機能のことである。
イ　データベースが通信網を介して物理的に分散配置されていても，利用者にこの分散状況を意識させないで利用可能にする機能のことである。
ウ　一つの表が複数のサイトに重複して格納されていても，利用者にこれを意識させないで利用可能にする機能のことである。
エ　一つの表が複数のサイトに分割して格納されていても，利用者にこれを意識させないで利用可能にする機能のことである。
【正解】ア

■H28秋SA午前Ⅱ
問19　分散処理システムにおける障害透明性（透過性）の説明として，適切なものはどれか。
ア　管理者が，システム全体の状況を常に把握でき，システムを構成する個々のコンピュータで起きた障害をリアルタイムに知ることができること
イ　個々のコンピュータでの障害がシステム全体に影響を及ぼすことを防ぐために，データを1か所に集中して管理すること
ウ　どのコンピュータで障害が起きてもすぐ対処できるように，均一なシステムとなっていること
エ　利用者が，個々のコンピュータに障害が起きていることを認識することなく，システムを利用できること
【正解】エ

■H25秋SC午前Ⅱ
問21　分散データベースシステムにおける“分割に対する透過性”を説明したものはどれか。
ア　データの格納サイトが変更されても，利用者のアプリケーションや操作法に影響
　がないこと
イ　同一のデータが複数のサイトに格納されていても，利用者はそれを意識せずに利
　用できること
ウ　一つの表が複数のサイトに分割されて格納されていても，利用者はそれを意識せ
　ずに利用できること
エ　利用者がデータベースの位置を意識せずに利用できること
【正解】ウ

■H23春DB午前２
問20 分散データベースにおける“複製に対する透過性"の説明として,適切なものはどれか。
ア それぞれのサーバのDBMSが異種であっても,プログラムはDBMSの相違を意識する必要がない。
イ 一つの表が複数のサーバに分割されて配置されていても,プログラムは分割された配置を意識する必要がない。
ウ 表が別のサーバに移動されても,プログラムは表が配置されたサーバを意識する必要がない。
エ 複数のサーバに一つの表が重複して存在しても,プログラムは表の重複を意識する必要がない。
【正解】エ

■H16春SW午前
問33 分散処理システムを構築する際のネットワーク透過性に関する記述のうち,適切なものはどれか。
ア OSやアプリケーションの構成に影響を与えることなくシステムの規模を変更できることを,規模透過性という。
イ システムの信頼性や性能の向上のためにファイルの複製物をもつことを,性能透過性という。
ウ ネットワークに接続されている異なる種類の資源に対して,同一方法でアクセスできることを,並行透過性という。
エ ネットワークに接続されている資源に対して,その存在位置を意識することなくアクセスできることを,アクセス透過性という。
【正解】ア

RAIDに関しては以下に記載
http://nw.seeeko.com/archives/50536846.html

■H26春
問11　RAIDの種類a，b，cに対応する組合せとして，適切なものはどれか


【正解】ア

■H27春
問11　RAID1～5の各構成は，何に基づいて区別されるか。
ア　構成する磁気ディスク装置のアクセス性能
イ　コンピュータ本体とのインタフェースの違い
ウ　データ及び冗長ビットの記録方法と記録位置との組合せ
エ　保証する信頼性のMTBF値
【正解】ウ

■H25秋
問13　80 Gバイトの磁気ディスク8台を使用して，RAID0の機能とRAID1の機能の両方の機能を同時に満たす構成にした場合，実効データ容量は何Gバイトか。
ア　320　　　　　イ　480　　　　　ウ　560　　　　　エ　640
【正解】ア

■H24春AP午前
問14 RAIDの分類において,ミラーリングを用いることで信頼性を高め,障害発生時には冗長ディスクを用いてデータ復元を行う方式はどれか。
ア RAID1　　イ RAID2　　ウ RAID3　エ RAID4

正解：ア

■H29秋FE午前
問12　RAID5の記録方式に関する記述のうち，適切なものはどれか。
ア　複数の磁気ディスクに分散してバイト単位でデータを書き込み，さらに, 1台の磁気ディスクにパリティを書き込む。
イ　複数の磁気ディスクに分散してビット単位でデータを書き込み，さらに，複数の磁気ディスクにエラー訂正符号（ECC）を書き込む。
ウ　複数の磁気ディスクに分散してブロック単位でデータを書き込み，さらに，複数の磁気ディスクに分散してパリティを書き込む。
エ　ミラーディスクを構成するために，磁気ディスク2台に同じ内容を書き込む。

【正解】　ウ
エはRAID１（ミラーリング）

割込みとは、システムやCPUの実行中に、他の処理や命令を割り込ませることです。たとえば、外部割込みとして、「ハードウェアが異常を検知したときに発生する割込み（H17秋FE午前問20）」があります。

①外部割込み
　ハードウェアの異常など
②内部割込み
　SVC割り込み。プログラムが、OSのカーネルの機能を使いたいときに呼びだす。たとえば、ファイルを開く、など。

※スーパーバイザモード（カーネルモード）とユーザモードがあり、スーパーバイザは要は特権モードであり、OSに対して割り込み処理ができる。
⇒SVC（スーパーバイザコール）


■H21春AP午前
問10 外部割込みの要因となるものはどれか。
ア 仮想記憶管理における存在しないページにアクセスしたときのページフオールト
イ システム管理命令を一般ユーザモードで実行したときの特権命令違反
ウ ハードウェア異常などによるマシンチェック
エ 浮動小数点演算命令でのオーバフローなどの演算例外

正解はウ
それ以外は、内部割込みです。

■H17秋FE午前
問20 外部割込みに分類されるのはどれか。
ア 主記憶に存在しないページをアクセスしようとしたときに発生する割込み
イ 入出力要求など,  OSに対してサービスを依頼したときに発生する割込み
ウ ハードウェアが異常を検知したときに発生する割込み
エ 浮動小数点演算でオーバフローが起こったときに発生する割込み

正解はウ

■H20秋FE
問18 内部割込みに分類されるものはどれか。
ア 商用電源の瞬時停電などの電源異常による割込み
イ ゼロで除算を実行したことによる割込み
ウ 入出力が完了したことによる割込み
エ メモリパリティエラーが発生したことによる割込み

正解はイ

MIPS(million instructions per second)
コンピュータの処理性能の一つで、言葉の通り、1秒間に100万個の命令をどれだけ実行できるかを表します。

■過去問
H29秋FE
問9　平均命令実行時間が20ナノ秒のコンピュータがある。このコンピュータの性能は何MIPSか。

ア　5　　イ　10　　ウ　20　　工　50

正解は　エ

■H26春
問8　100 MIPSのCPUで動作するシステムにおいて，タイマ割込みが1ミリ秒ごとに発生し，タイマ割込み処理として1万命令が実行される。この割込み処理以外のシステムの処理性能は，何MIPS相当になるか。ここで，CPU稼働率は100％，割込み処理の呼出し及び復帰に伴うオーバヘッドは無視できるものとする。
ア　10　　　　　イ　90　　　　　ウ　99　　　　　エ　99.9
【正解】イ


■H25春
問9　表に示す命令ミックスによるコンピュータの処理性能は何MIPSか。

ア　11　　　　　イ　25　　　　　ウ　40　　　　　エ　90

【正解】ウ

• １．SIMDとMIMD
  • （１）SIMD(Single Instruction Multiple Data)
  • （２）MIMD(Multiple Instruction Multiple Data)
• ２．SIMDとMIMDの過去問を解いてみよう
  • （１）H28春
  • （２）H27秋
  • （３）H25春（H27秋問９と同じ）

 

１．SIMDとMIMD

プロセッサの並列処理方式には、データおよび命令が単数か複数かによって、いくつかの方式に分けられます。その中で、代表的なのがSIMDとMIMDです。

（１）SIMD(Single Instruction Multiple Data)

　SIMD は、1つ（Single）の命令（Instruction）で、複数（Multiple）のデータ（Data）に対して並列処理を行います。かつてのプロセッサは、仕事を１つずつしか実行できませんでした。たとえば、各営業所の売上データを調べる仕事があれば、営業所を順に問い合わせるのです。しかし、SIMDによる並列処理ができるプロセッサの登場により、同じ仕事を同時に行えるようになりました。具体的には、「売上データを教えて」という一つの命令で、全営業所のデータに一斉に問い合わせることができます。
　
ここでいうデータとは、具体的に何なのでしょうか。
ファイルですか？それとも、データベースですか？
あまり厳密に考える必要はありませんが、広い意味で「メモリ」と考えてください。ファイルやDBもメモリにキャッシュされて処理されるからです。

（２）MIMD(Multiple Instruction Multiple Data)

　MIMDは、現在の商用超並列コンピュータの多くが採用しているマルチプロセッサの処理方式です。SIMDは、１つの命令でしたが、MIMDは複数の命令(Multiple Instruction)を並列に実行できます。先の売上データの例でいうと、MIMDによる並列処理によって、売上データだけなく、利益データ、顧客一覧などの複数の問い合わせを一斉に行えるのです。

２．SIMDとMIMDの過去問を解いてみよう

（１）H28春

問9　並列処理方式であるSIMDの説明として，適切なものはどれか。 ア　単一命令ストリームで単一データストリームを処理する方式 イ　単一命令ストリームで複数のデータストリームを処理する方式 ウ　複数の命令ストリームで単一データストリームを処理する方式 エ　複数の命令ストリームで複数のデータストリームを処理する方式

↓
↓
↓
↓
↓
【正解】イ
エはMIMD

（２）H27秋

問9　複数のデータに対して1個の命令で同一の操作を同時並列に行う方式で，マルチメディアデータなどを扱うCPUに採用されているものはどれか。 ア　MIMD　　　　　イ　MISD　　　　　ウ　SIMD　　　　　エ　SISD

↓
↓
↓
↓
↓
【正解】ウ

（３）H25春（H27秋問９と同じ）

問8　現在の商用超並列コンピュータの多くが採用しているマルチプロセッサの処理方式の一つであり，プロセッサごとに異なる命令を並列に実行させるものはどれか。 ア　CISC　　　　　イ　MIMD　　　　　ウ　RISC　　　　　エ　SIMD

↓
↓
↓
↓
↓
【正解】イ

■H29秋
（H27秋AP問21、H26春AP問21と同じ）
問21　モータの速度制御などにPWM（Pulse Width Modulation）制御が用いられる。PWMの駆動波形を示したものはどれか。ここで，波形は制御回路のポート出力であリ,低域通過フィルタを通していないものとする。

【正解】イ

■H29春
問9　プロセッサの省電力技術の一つであるパワーゲーティングの説明として，適切なものはどれか。
ア　仕事量に応じて，プロセッサへ供給する電源電圧やクロック周波数を変える。
イ　動作していない回路ブロックへのクロック供給を停止する。
ウ　動作していない回路ブロックへの電源供給を遮断する。
エ　マルチコアプロセッサにおいて，使用しないコアの消費電力枠を，動作しているコアに割り当てる。
【正解】ウ

問20　エネルギーハーベスティングの適用例として，適切なものはどれか。
ア　AC電源で充電したバッテリで駆動される携帯電話機
イ　インバータ制御を用いるエアーコンディショナの室外機
ウ　スイッチを押す力を電力に変換して作動するRFリモコン
エ　無停電電源装置を備えたデータサーバ
【正解】ウ

（H27春AP問21と同じ）
問21　16進数ABCD1234をリトルエンディアンで4バイトのメモリに配置したものはどれか。ここで，0～＋3はバイトアドレスのオフセット値である。

【正解】イ

問22　16ビットのダウンカウンタを用い，カウンタの値が0になると割込みを発生するハードウェアタイマがある。カウンタに初期値として10進数の150をセットしてタイマをスタートすると，最初の割込みが発生するまでの時間は何マイクロ秒か。ここで，タイマの入力クロックは16 MHzを32分周したものとする。
ア　0.3　　　　　イ　2　　　　　ウ　150　　　　　エ　300
【正解】エ

■H28春
問23　アクチュエータの説明として，適切なものはどれか。
ア　アナログ電気信号を，コンピュータが処理可能なディジタル信号に変える。
イ　キーボード，タッチパネルなど，コンピュータに情報を入力するデバイスである。
ウ　コンピュータが出力した電気信号を力学的な運動に変える。
エ　物理量を検出して，電気信号に変える。
【正解】ウ

■H27秋
問20　ディジタルシグナルプロセッサ（DSP）の特徴として，適切なものはどれか。
ア　シリアル入出力ポートに誤り訂正機能を内蔵しているので，通信制御に適している。
イ　積和演算などの機能を内蔵しているので，ディジタルフィルタを実現するのに適している。
ウ　多チャンネルのA/D変換器と大容量の記憶メモリを内蔵しているので，温度を測定し，記録するのに適している。
エ　ベクトル演算機能を内蔵しているので，多数のパラメタを同時に扱う科学技術計算などの大規模な数値計算に適している。

【正解】イ

■H26秋
問19　8ビット D/A変換器を使って負でない電圧を発生させる。使用するD/A変換器は，最下位の1ビットの変化で出力が10ミリV変化する。データに0を与えたときの出力は0ミリVである。データに16進数で82を与えたときの出力は何ミリVか。
ア　820　　　　　イ　1,024　　　　　ウ　1,300　　　　　エ　1,312

↓
↓
↓
↓
↓

【正解】ウ


■H26春
問22　クロックの立上りエッジでデータを最下位ピットから取り込んで上位方向ヘシフトし，ストローブの立上りエッジで値を確定する8ビットのシリアル入力パラレル出力シフトレジスタがある。各信号の波形を観測した結果が図のとおりであるとき，シフトレジスタの値はどれか。ここで，数値は16進数で表記している。

ア　63　　　　　イ　8D　　　　　ウ　B1　　　　　エ　C6
↓
↓
↓
↓
↓

【正解】イ

■H25春
問22　RFIDのパッシブ方式RFタグの説明として，適切なものはどれか。
ア　アンテナから電力が供給される。
イ　可視光でデータ通信する。
ウ　静電容量の変化を捉えて位置を検出する。
エ　赤外線でデータ通信する。
↓
↓
↓
↓
↓

【正解】ア

 

■H25秋AP
問23　RTC (Real-Time Clock）の説明として，適切なものはどれか。
ア　カウンタ値とコンスタントレジスタの値が一致すると割込みを発生させる。
イ　設定した時間内にタイマがリスタートせずタイムアウトになると，システムをリセットする。
ウ　入力信号又は基準周波数と，出力信号との周波数を一致させる。
エ　日付及び時刻を示すカレンダ情報をもっており，システムの時刻の管理に使われる。
↓
↓
↓
↓
↓

【正解】エ

 

■H27春
問23　半導体製造プロセスが微細化することによって問題となってきたリーク電流の低減手段として，適切なものはどれか。
ア　クロックの周波数制御
イ　使用しないブロックへのクロック供給停止
ウ　使用しないブロックへの電源供給停止
エ　電源電圧の調整
↓
↓
↓
↓
↓

【正解】ウ

• １．システムの性能
  • ①スループット
  • ②レスポンスタイム(応答時間)
• ２．システムの性能の過去問を解いてみよう
  • （１）H29秋問14　（H27秋 問13も同じ）
  • （２）H29秋
  • （３）H29春
  • （４）H29春
  • （５）H28秋午前
  • （６）H27春　問13　（H25秋問15も同じ）
  • （７）H26秋
  • （８）H26春

 

１．システムの性能

応用情報技術者試験のシラバスでは、「システムの評価指標」に関して、以下の記載があります。

（1）システムの性能特性と評価 ① システムの性能指標 システムの性能を評価する際の評価項目の種類や特徴，その指標を理解する。 用語例 レスポンスタイム（応答時間），スループット，ベンチマーク，システムモニタ，TPC，SPEC（Standard Performance Evaluation Corporation），SPECint，SPECfp，モニタリング，ギブソンミックス ② キャパシティプランニング キャパシティプランニングの目的，考え方，システムに求められる処理の種類，量，処理時間などを検討し，性能要件からサーバやストレージなどの性能諸元を見積り，システムの性能を継続的に把握，評価するという手順を理解する。 用語例 負荷，サイジング，スケールアウト，スケールアップ，容量・能力管理，システムパラメータ，プロビジョニング

性能を評価する指標には、例えば以下があります。

①スループット

　単位時間あたりの処理量
　・過去問（H24春AP午前問18）では、「スループットの説明」として,「単位時間当たりのジョブの処理件数のことであり,スプーリングはスループットの向上に役立つ」とあります。

②レスポンスタイム(応答時間)

sm.seeeko.com

２．システムの性能の過去問を解いてみよう

（１）H29秋問14　（H27秋 問13も同じ）

次のシステムにおいて，ピーク時間帯のCPU使用率は何％か。ここで，トランザクションはレコードアクセス処理と計算処理から成り，レコードアクセスはCPU処理だけでI/Oは発生せず，OSのオーバヘッドは考慮しないものとする。また，1日のうち発生するトランザクション数が最大になる1時間をピーク時間帯と定義する。 〔システムの概要〕 (1)CPU数：1個 (2)1日に発生する平均トランザクション数：54,000件 (3)1日のピーク時間帯におけるトランザクション数の割合：20% (4)1トランザクション当たりの平均レコードアクセス数：100レコード (5)1レコードアクセスに必要な平均CPU時間：1ミリ秒 (6)1トランザクション当たりの計算処理に必要な平均CPU時間：100 ミリ秒 ア　20　　　　　イ　30　　　　　ウ　50　　　　　エ　60

↓
↓
↓
↓
↓
【正解】エ

（２）H29秋

問15　ジョブの多重度が1で，到着順にジョブが実行されるシステムにおいて，表に示す状態のジョブA～Cを処理するとき，ジョブCが到着してから実行が終了するまでのターンアラウンドタイムは何秒か。ここで，OSのオーバヘッドは考慮しないものとする。 ア　11　　　　　イ　12　　　　　ウ　13　　　　　エ　14

↓
↓
↓
↓
↓
【正解】ア

（３）H29春

問13　CPUと磁気ディスク装置で構成されるシステムで，表に示すジョブA，Bを実行する。この二つのジョブが実行を終了するまでのCPUの使用率と磁気ディスク装置の使用率との組合せのうち，適切なものはどれか。ここで，ジョブA，Bはシステムの動作開始時点ではいずれも実行可能状態にあり，A，Bの順で実行される。 CPU及び磁気ディスク装置は，ともに一つの要求だけを発生順に処理する。ジョブA，Bとも，CPUの処理を終了した後，磁気ディスク装置の処理を実行する。

↓
↓
↓
↓
↓
【正解】イ
 
CPU、ディスクはそれぞれ1つしかないので、順番に使用します。全体としては、上記のような図になります。
全体で25秒ですから、CPUの使用率は、（３＋１２）÷２５＝0.6　ディスク使用率は、（７＋１０）÷２５＝0.68　です。

（４）H29春

問14　コンピュータシステムの性能評価法の一つであるモニタリングの説明として，適切なものはどれか。 ア　各プログラムの実行状態や資源の利用状況を測定し，システムの構成や応答性能を改善するためのデータを得る。 イ　システムの各構成要素に関するカタログ性能データを収集し，それらのデータからシステム全体の性能を算出する。 ウ　典型的なプログラムを実行し，入出力や制御プログラムを含めたシステムの総合的な処理性能を測定する。 エ　命令を分類し，それぞれの使用頻度を重みとした加重平均によって全命令の平均実行速度を求める。

↓
↓
↓
↓
↓
【正解】ア

（５）H28秋午前

問１５　オンライントランザクション処理システムにおいて, 1分当たりの平均トランザクション数が1,200件であり, 1件のトランザクション処理で100万命令を実行する場合,  CPU性能が100 MIPS のコンピュータを使用したときのCPUの平均利用率は何％か。 ア　5 イ　10 ウ　15 エ　20

↓
↓
↓
↓
↓
【正解】エ

（６）H27春　問13　（H25秋問15も同じ）

1件のデータを処理する際に，読取りには40ミリ秒，CPU処理には30ミリ秒，書込みには50ミリ秒掛かるプログラムがある。このプログラムで，n件目の書込みと並行してn＋1件目のCPU処理とn＋2件目の読取りを実行すると，１分当たりの最大データ処理件数は幾つか。ここで，OSのオーバヘッドは考慮しないものとする。 ア　500　　　　　イ　666　　　　　ウ　750　　　　　エ　1,200

↓
↓
↓
↓
↓
【正解】エ

（７）H26秋

問13　次の条件で運転するクライアントサーバシステムにおいて，ネットワークに必要な転送速度は，最低何ビット／秒か。 〔条件〕 (1)トランザクション1件の平均的な処理は，CPU命令300万ステップとデータ入出力40回で構成され，ネットワークで転送されるデータは送受信それぞれ1,000バイトである。 (2)サーバでのCPU命令1ステップの平均実行時間は300ナノ秒である。 (3)データ入出力は1回平均20ミリ秒で処理されている。 (4)1バイトは8ビットとする。 (5)クライアントにおけるデータの送信開始から受信完了までに許容される時間は2.5秒である。 (6)サーバは1CPU，1コアで構成されている。 (7)待ち時間及びその他のオーバヘッドは考慮しない。 ア　10,000　　　　　イ　16,000　　　　　ウ　20,000　　　　　エ　25,000

↓
↓
↓
↓
↓
【正解】ウ

（８）H26春

問14　あるクライアントサーバシステムにおいて，クライアントから要求された1件の検索を処理するために，サーバで平均100万命令が実行される。1件の検索につき，ネットワーク内で転送されるデータは平均2×105バイトである。このサーバの性能は100 MIPSであり，ネットワークの転送速度は8×107ビット／秒である。このシステムにおいて，1秒間に処理できる検索要求は何件か。ここで，処理できる件数は，サーバとネットワークの処理能力だけで決まるものとする。また，1バイトは8ビットとする。 ア　50　　　　　イ　100　　　　　ウ　200　　　　　エ　400

↓
↓
↓
↓
↓
【正解】ア

■H29春
問12　WebシステムにおけるCDN (Contents Delivery Network)に関する記述として，適切なものはどれか。
ア　Webサーバ，アプリケーションサーバ，データベースサーバの三つの構成要素に分けることによってコンテンツの検索を容易にすると同時に，システムの拡張性も高める。
イ　コミュニティ型のWebサイト及びネットワークサービスによって，人と人とのつながりを促進するコンテンツを共有する。
ウ　動画再生や音楽再生に必要なプログラム部品をインターネット経由で入手し，Webブラウザに組み込む。
エ　動画や音声などの大容量のデータを利用する際に，インターネット回線の負荷を軽減するようにサーバを分散配置する。
【正解】エ

■H28春
問13　現状のHPC（High Performance Computing）マシンの構成を，次の条件で更新することにした。更新後の，ノード数と総理論ピーク演算性能はどれか。ここで，総理論ピーク演算性能は，コア数に比例するものとする。

〔現状の構成〕
(1)一つのコアの理論ピーク演算性能は10GFLOPSである。
(2)一つのノートのコア数は8である。
(3)ノード数は1,000である。

〔更新条件〕
(1)一つのコアの理論ピーク演算性能を現状の2倍にする。
(2)一つのノートのコア数を現状の2倍にする。
(3)総コア数を現状の4倍にする。

ア 2,000 320
イ 2,000 640
ウ 4,000 320
工 4,000 640
【正解】イ

■H27秋
問12　クラスタリングシステムで，ノード障害が発生したときに信頼性を向上させる機能のうち，適切なものはどれか。
ア　アプリケーションを代替ノードに転送して実行するためのホットプラグ機能が働く。
イ　アプリケーションを再び動かすために，代替ノードを再起動する機能が働く。
ウ　障害ノードを排除して代替ノードでアプリケーションを実行させるフェールオーバ機能が働く。
エ　ノード間の通信が途切れるので，クラスタの再構成を行うフェ―ルバック機能が働く。
【正解】ウ

■H27春
問8　グリッドコンピューテイングの説明はどれか。
ア　OSを実行するプロセッサ，アプリケーションを実行するプロセッサというように，それぞれの役割が決定されている複数のプロセッサによって処理を分散する方式である。
イ　PCから大型コンピュータまで，ネットワーク上にある複数のプロセッサに処理を分散して，大規模な一つの処理を行う方式である。
ウ　カーネルプロセスとユーザプロセスを区別せずに，同等な複数のプロセッサに処理を分散する方式である。
エ　プロセッサ上でスレッド（プログラムの実行単位）レベルの並列化を実現し，プロセッサの利用効率を高める方式である。

【正解】イ

問12　物理サーバのスケールアウトに関する記述はどれか。
ア　サーバに接続されたストレージのディスクを増設して冗長化することによって，サーバ当たりの信頼性を向上させること
イ　サーバのCPUを高性能なものに交換することによって，サーバ当たりの処理能力を向上させること
ウ　サーバの台数を増やして負荷分散することによって，サーバ群としての処理能力を向上させること
エ　サーバのメモリを増設することによって，単位時間当たりの処理能力を向上させること

【正解】ウ

■H29秋
問8　パイプライン制御を適切に表しているものはどれか。ここで，図中の記号Dは解読，Eは実行，Fは命令フェッチとする。

【正解】ウ

問10　IoTでの活用が検討されているLPWA(Low Power，Wide Area)の特徴として，適切なものはどれか。
ア　2線だけで接続されるシリアル有線通信であり，同じ基板上の回路及びLSIの間の通信に適している。
イ　60GHz 帯を使う近距離無線通信であり，4K，8Kの映像などの大容量のデータを高速伝送することに適している。
ウ　電力線を通イ言に使う通信技術であり，スマートメータの自動検針などに適している。
エ　バッテリ消費量が少なく，一つの基地局で広範囲をカバーできる無線通信技術であり，複数のセンサが同時につながるネットワークに適している。
【正解】エ

■H27秋
問8　CPUのパイプライン処理を有効に機能させるプログラミング方法はどれか。ここで，CPUは命令の読込みとデータのアクセスを分離したアーキテクチャとする。
ア　CASE文を多くする。
イ　関数の個数をできるだけ多くする。
ウ　分岐命令を少なくする。
エ　メモリアクセス命令を少なくする。
【正解】ウ

■H27春
問9　スーパスカラの説明として，適切なものはどれか。
ア　処理すべきベクトルの長さがベクトルレジスタよりも長い場合，ベクトルレジスタ長の組に分割して処理を繰り返す方式である。
イ　パイプラインを更に細分化することによって，高速化を図る方式である。
ウ　複数のパイプラインを用い，同時に複数の命令を実行可能にすることによって，高速化を図る方式である。
エ　命令語を長く取り，一つの命令で複数の機能ユニットを同時に制御することによって，高速化を図る方式である。
【正解】ウ

問10　CPUにおける投機実行の説明はどれか。
ア　依存関係にない複数の命令を，プログラム中での出現順序に関係なく実行する。
イ　パイプラインの空き時間を利用して二つのスレッドを実行し，あたかも二つのプロセッサであるかのように見せる。
ウ　ニつ以上のCPUコアによって複数のスレッドを同時実行する。
エ　分岐命令の分岐先が決まる前に，あらかじめ予測した分岐先の命令の実行を開始する。
【正解】エ

■H26秋
問7　パイプライン方式のプロセッサにおいて，パイプラインが分岐先の命令を取得するときに起こるハザードはどれか。
ア　構造ハザード　　　　　イ　資源ハザード
ウ　制御ハザード　　　　　エ　データハザード
【正解】ウ

■H26春
問9　メイン処理，及び表に示す二つの割込みA，Bの処理があり，多重割込みが許可されている。割込みA，Bが図のタイミングで発生するとき，0ミリ秒から5ミリ秒までの間にメイン処理が利用できるCPU時間は何ミリ秒か。ここで，割込み処理の呼出し及び復帰に伴うオーバヘッドは無視できるものとする。

ア　2　　　　　イ　2.5　　　　　ウ　3.5　　　　　エ　5
【正解】ア

問10　命令のアドレス部から実効アドレスを生成する方式のうち，絶対アドレス方式はどれか。
ア　基準アドレスとしてスタックポインタの値を用い，命令のアドレス部を基準アドレスからの変位として加算し，実効アドレスを生成する。
イ　基準アドレスとして命令アドレスレジスタの値を用い，命令のアドレス部を基準アドレスからの変位として加算し，実効アドレスを生成する。
ウ　命令のアドレス部で指定したメモリの内容を，実効アドレスとする。
エ　命令のアドレス部の値をそのまま実効アドレスとする。
【正解】エ

■H25春
問10　CPUのパイプラインハザードのうち，制御ハザードの発生原因として，適切なものはどれか。
ア　キャッシュミス
イ　先行する命令の結果に依存する演算命令
ウ　ハードウェア資源の競合
エ　分岐命令

【正解】エ

■H25春
問14　密結合マルチプロセッサの性能が，1台当たりのプロセッサの性能とプロセッサ数の積に等しくならない要因として，最も適切なものはどれか。
ア　主記憶へのアクセスの競合
イ　通信回線を介したプロセッサ間通信
ウ　プロセッサのディスパッチ処理
エ　割込み処理
【正解】ア

• １．パイプライン
• ２．スーパーパイプライン
• ３．スーパースカラ
• ４．VLIW(Very Long Instruction Word)
• ５．マルチプロセッサ
• ６．プロセッサ高速化技術の違いの過去問を解いてみよう
  • （１）H28秋午前

 

１．パイプライン

「パイプライン」は元々、天然ガスなどの輸送路。
CPUにおけるパイプラインは不明
IntelのMPUでも当然のように採用されている。

パイプラインに関して過去問（H28年秋午前問11）では、「各命令のフェッチ，デコード，実行，演算結果の出力などの各段階を並列に処理する」とあります。


（H28年秋午前問8参照より）

２．スーパーパイプライン

パイプラインを強化するために、１サイクルの処理時間を短くする。
Pentium→Xeonでさらに強化

スーパーパイプラインに関して過去問では、「パイプラインを更に細分化することによって，高速化を図る方式である（H27春高度AM1問4）」とあります。


（H28年秋午前問8をもとに、筆者が改変）

３．スーパースカラ

複数のパイプラインを並列で処理
現在のMPUではすべて採用されている。

スカラ（scalar）は、正しくは「スケーラ」
「スケールの大きい人」などのスケールである。

スーパースカラに関して過去問では、「複数のパイプラインを用い，同時に複数の命令を実行可能にすることによって，高速化を図る方式である（H27春高度AM1問4）」、「命令を並列実行するためのアーキテクチヤであって，複数の命令を同時に実行するとき，命令を実行する演算器をハードウェアによって動的に割り当てる方式（H24秋高度AM1問4）」、「パイプラインを複数用意し,同時に複数の命令を実行する（H23秋SM午前２問19）」とあります。


（H28年秋午前問8参照より）

４．VLIW(Very Long Instruction Word)

英語の意味のまま。命令語長を長くして、１命令で複数の処理をできるようにする。
VLIWに関して過去問では、「命令語を長く取り，一つの命令で複数の機能ユニットを同時に制御することによって，高速化を図る方式である（H27春高度AM1問4）」とあります。

５．マルチプロセッサ

言葉のまま。プロセッサが複数。
ユニプロセッサ（CPUが一つ）では、いくらパイプライン制御などをしても限界がある。

６．プロセッサ高速化技術の違いの過去問を解いてみよう

（１）H28秋午前

問11　プロセッサの実行効率を上げるVLIWの説明はどれか。 ア　依存関係がない複数の命令を，プログラム中での出現順序とは異なる順序で一つずつ実行する。 イ　各命令のフェッチ，デコード，実行，演算結果の出力などの各段階を並列に処理する。 ウ　同時に実行可能な複数の命令をまとめて一つの命令として，同時に実行する。 エ　複数のパイプラインを用いて複数の命令を同時に実行させる。

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【正解】ウ

ア　依存関係がない複数の命令を，プログラム中での出現順序とは異なる順序で一つずつ実行する。⇒アウト・オブ・オーダー
イ　各命令のフェッチ，デコード，実行，演算結果の出力などの各段階を並列に処理する。⇒パイプライン
ウ　同時に実行可能な複数の命令をまとめて一つの命令として，同時に実行する。 ⇒VLIW
エ　複数のパイプラインを用いて複数の命令を同時に実行させる。　⇒スーパ―スカラ

• １．補助記憶装置
• ２．補助記憶装置の過去問を解いてみよう
  • （１）H24春IP
  • （２）H28春IP
  • （３）H27秋FE午前
  • （４）H25春IP

 

１．補助記憶装置

応用情報技術者試験のシラバスでは、補助記憶装置に関して、以下の記載があります。

（3）補助記憶装置 代表的な補助記憶装置や記憶媒体の種類，特徴，仕組み，用途，装置の諸元に基づく記憶容量や，平均アクセス時間の計算方法を理解する。 用語例 ハードディスク装置，SSD（ソリッドステートドライブ），SD/SDHC/SDXC カード，CD-R/RW ドライブ，ブルーレイドライブ，DVD-R/RW ドライブ，磁気テープ装置，トラック，シリンダ，ブロック化因数，IBG（Interblock Gap：ブロック間隔），セクタ，トラック密度，スピンドル，アクセスアーム，磁気ヘッド，固定ディスク，デフラグメンテーション，シークタイム，サーチタイム，データ転送時間，データ転送速度，ボリューム，ボリュームラベル，見出しラベル，後書きラベル，ディスクアレイ，RAID

　

ハードディスク装置というのは、外付けハードディスクのことですか？

いえ、PCに内蔵のハードディスクが補助記憶装置の代表です。主記憶装置（メインメモリ）以外の記憶装置が補助記憶装置と考えてもいいでしょう。（まあ、キャッシュメモリなどもありますが・・・）
また、外部記憶媒体としての外付けのHDDやUSBメモリも補助記憶装置の一つです。

２．補助記憶装置の過去問を解いてみよう

（１）H24春IP

問63　PCの補助記憶装置であるハードディスク装置の説明として，適切なものはどれか。 ア　CD-ROM装置に比べて読み書きの速度は遅い。 イ　主記憶装置としても利用される。 ウ　データの保持に電力供給が必要である。 エ　ランダムアクセスが可能である。

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【正解】エ
ウと迷ったかもしれませんが、「データの保持に」という点がポイントです。メインメモリと違って電源を切ってもデータは消えませんので、ウは不正解です。

（２）H28春IP

問72　機械的な可動部分が無く，電力消費も少ないという特徴をもつ補助記憶装置はどれか。 ア　CD-RWドライブ ウ　HDD イ　DVDドライブ エ　SSD

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【正解】エ

（３）H27秋FE午前

問16　システム全体のスループットを高めるために，主記憶装置と低速の出力装置とのデータ転送を，高速の補助記憶装置を介して行う方式はどれか。 ア　スプーリング イ　スワツピング ウ　ブロッキング エ　ページング

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↓
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【正解】ア

⇒スプーリング

（４）H25春IP

問70　コンピュータの補助記憶装置であるDVD装置の説明として，適切なものはどれか。 ア　記録方式の性質上, CD-ROMを読むことはできない。 イ　小型化することが難しく，ノート型PCには搭載できない。 ウ　データの読出しにはレーザ光を，書込みには磁気を用いる。 エ　読取り専用のもの，繰返し書き込むことができるものなど，複数のタイプのメディアを利用できる。

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【正解】エ