FE試験対策 PDF

 

インプ ンプレス情報処理試験シリーズ レス情報処理試験シリーズ 購入者限定特典 !! ●電子版の無料ダウンロード 本書の全文の電子版（ PDF ファイル ）を無料でダウンロードいただけます。 電子版は、以下のURLからダウンロードいただけます。 ダウンロード ダウンロー ド URL：h t t p : / / b o o k . i m p r e s s . c o . j p / b o o k s / 1 1 1 5 1 0 1 0 1 7 ※画面の指示に従って操作してください。 ※ダウンロードには、無料の ※ダウンロー ドには、無料の読者会員シス 読者会員システム テム「 CLUB Impr Impress ess 」への登録が必 への登録が必要となります。 要となります。

●スマホで学 ●スマ ホで学べる単 べる単語帳ア 語帳アプリ プリ「でる 「でる語句 語句 200 200」 」のダウ のダウンロー ンロード ド 基本情報技術者試験で出題頻度の高い200の語句をいつでもどこでも暗記できる単語帳アプ リ「でる 「でる語句 語句 200 200」 」を無料 を無料でダウ でダウンロー ンロードいた ドいただけま だけます。 す。 手順については、416ページを参照ください。 ※本特典のご利用は、書籍をご購入いただいた方に限ります。 ※ダウンロード期間は、いずれも本書発売より1年間です。

本書は、基本情報技術者の受験用教材です。著者、株式会社インプレスは、本書の使用による基本 情報技術者への合格を保証致しません。 本書の内容については正確な記述につとめましたが、著者、株式会社インプレスは本書の内容に基 づくいかなる試験の結果にも一切責任を負いかねますので、あらかじめご了承ください。 本書に掲載している試験問題は、独立行政法人 情報処理推進機構の情報処理技術者試験センターが 公開している情報を基に作成しています。 本書に掲載している会社名や製品名、サービス名は、各社の商標または登録商標です。本文中に、 TMおよび®は明記していません。

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まえがき 基本情報技術者試験はなぜ難しい？

基本情報技術者試験は、難しい試験です。毎年、春と秋の2回実施されて いますが、合格者は受験者数の4人に1人程度。試験の対象となる範囲が とても広いこと、出題される用語自体がそもそも難解で、わかりにくいと いうことが、この試験に苦戦する理由です。本書は、こうした理由を踏ま えた上で、勉強や仕事の合間に受験勉強に取り組む忙しい方が、短時間で かんたんに合格できるようにと作られています。

かんたん合格のために、わかる言葉で解説

コンピュータやシステムにそれほど強くない方にもわかりやすいよう、難 しい用語をふだん使 しい用語を ふだん使うやさしい うやさしい言葉で解説 言葉で解説しました。 しました。また、 また、難しい漢 難しい漢字や、 字や、 読み方のわかりにくいアルファベットの略語などには、すべて読みがなを 振ってあります。

取り上げる項目を厳選し、最小の努力で合格

短時間の勉強で合格ラインに到達できるように、徹底的に項目を厳選しま した。過去10回分の試験問題を分析し、出題頻度の高いものに絞ってあ ります。試験に出題されないと思われる項目や用語はいっさい取り上げて いません。

この本を十分に活用していただき、あなたが基本情報技術者試験に合格さ れることを願っています。

2015年10月 五十嵐 順子

 

もくじ もく じ ・・・・・・・・・・・・・・・・・    基本情報技術者攻略ガイド・・・・・・・・・・・・・・・・・ 010

本書の使い方  ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・014

第1 章

ハードウェア   ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・018 1-1  ハードウェア  ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・022 1-2  CPU   ・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 1-3  CPUの高速化技術 029  ・・・・・・・・・・・・032 1-4  主記憶とキャッシュメモリ  ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・040 1-5  補助記憶   ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・047 1-6  入出力装置   ・・・・・・・・・・・・・・・052 1-7  入出力インタフェース

第2章

ソフトウェア   ・・・・・・・・・・・・・・・・・・058 2-1  ソフトウェアとOS   ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・062 2-2  タスク管理  ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・068 2-3  記憶管理   ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・076 2-4  ファイル管理

 

第3章

コンピュータで扱うデータ 3-1 2 進数  ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・082   ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・090 3-2  負数の表現   ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・094 3-3  シフト演算   ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・098 3-4  小数の表現   ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・102 3-5  誤差

  ・・・・・・・・・・・・・・・・・ 3-6  論理演算と論理回路 105   ・・・・・・・・・・・・・・・・・111 3-7  半加算器と全加算器  ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・116 3-8  文字データの表現  ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・120 3-9  マルチメディア

第 4 章

アルゴリズムとデータ構造   ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・124 4-1  アルゴリズム   ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・129 4-2  配列  ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・132 4-3  キューとスタック   ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・135 4-4  リスト構造  ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・138 4-5  木構造  ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・144 4-6  探索アルゴリズム  ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・152 4-7  整列アルゴリズム  ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・162 4-8  再帰アルゴリズム  ・・・・・・・・・・・・・・

4-9  アルゴリズムの実行時間

 

165

第5章

システム開発   ・・・・・・・・・・・・・・・・・170 5-1  システム開発の概要  ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・174 5-2  システム開発手法  ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・177 5-3  業務のモデル化 ・・・・・・ 181 ソフト ウェア要件定 要件定義 義（外 （外部設計 部設計） ） 5-4  ソフトウェア   ・・・・・・・・・・・・・・・184 5-5  ソフトウェア詳細設計  ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・

5-6  プログラミング 187  ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 5-7  オブジェクト指向 194  ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・201 5-8  システムのテスト   ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・208 5-9  レビュー手法

第6章

コンピュータシステム   ・・・・・・・・・・・・・・・・・212 6-1  システムの処理形態   ・・・・・・・・・・214 6-2  クライアントサーバシステム  ・・・・・・・・・・・・・・219 6-3  高信頼化システムの構成   ・・・・・・・・・・・・・・・225 6-4  システムの信頼性設計   ・・・・・・・・・・・・・・・・・230 6-5  システムの性能評価   ・・・・・・・・・・・・・・・・・233 6-6  信頼性の基準と指標

 

第7章

ネットワーク  ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・240 7-1  通信プロトコル  ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・243 7-2  インターネット   ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・248 7-3  Web  ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・253 7-4  IPアドレス   ・・・・・・・・・・・・・・・・・260 7-5  クラスとサブネット   ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・265 7-6  LAN   ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・267 7-7  LAN間接続装置   ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・271 7-8  WAN  ・・・・・・・・・・・・・・275 7-9  ネットワークの伝送速度   ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・277 7-10 誤り制御

第8章

データベース   ・・・・・・・・・・・・・・・・・ 8-1  データベースの基礎 284  ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・287 8-2  関係データベース  ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・292 8-3  データの正規化  ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・298 8-4  SQLの基本  ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・303 8-5  SQLの応用  ・・・・・・・・・・・・310 8-6  データベース管理システム  ・・・・・・・・・・・・・・318 8-7  データベースの応用技術

 

第9章

セキュリティ  ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・322 9-1  情報セキュリティ   ・・・・・・・・・・・・・・・330 9-2  コンピュータウイルス   ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・334 9-3  暗号化と認証  ・・・・・・・・・・・・340 9-4  ネットワークセキュリティ

第10 章

マネジメント   ・・・・・・・・・・・・348 10-1 プロジェクトマネジメント   10-2 サービスマネジメント   10-3 システム監査

 

・・・・・・・・・・・・・・・355

・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・359

第11 章

情報化と経営   ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・364 11-1 企業活動   ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・369 11-2 経営戦略   ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・378 11-3 データ分析ツール   11-4 システム戦略

・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・385

  ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・392  効率的なIT IT 投資 11-5 効率的な   ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・396 11-6 企業会計   ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・402 11-7 法律と権利  ・・・・・・・・・・・・・・410 11-8 ソフトウェアの利用形態  ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・413 11-9 標準化

「でる語句 200」の使い方 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・416 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 418   さくいん・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・

 

基本情報技術者攻略ガイド 試験の概要 ●基本情報技術者とは

基本情報技術者は、国家試験である情 基本情報技術者は、国 家試験である情報処理技術者試験 報処理技術者試験の の 1 つで、「情報処理技術 者（ ベン ベンダ側 ダ側／ユ ／ユーザ ーザ側） 側）」が対 が対象に 象になり なります ます。 。 「高度 「高 度 IT 人材 人材とな となるた るために めに必要 必要な基 な基 本的知識と技能、実践 本的知識と 技能、実践的な活用能 的な活用能力」 力」が問われ が問われる試験で る試験です。 す。 ITを利活用する者

情報処理技術者 情報処理 技術者（ベンダ （ベンダ側／ユー 側／ユーザ側） ザ側）

ITの安全な利活用を 推進する者 基推 本進 的す 知る 識た ・め 技の 能

I T の 安 全 な 利 活 用 を

マ ネ ジ メ ン ト 試 験

情 報 セ キ ュ リ テ ィ

高度な 知識・技能

I T ス ト ラ テ ジ ス ト 試 験

シ ス テ ム ア ー キ テ ク ト 試 験

全ての社会人 共 通 的 基 礎 知 識

I T を 利 活 用 す る た め の

I T パ ス ポ ー ト 試 験

プ ロ ジ ェ ク ト マ ネ ー ジ ャ 試 験

ネ ッ ト ワ ー ク ス ペ シ ャ リ ス ト 試 験

デ ー タ ベ ー ス ス ペ シ ャ リ ス ト 試 験

エ ン ベ デ ッ ド シ ス テ ム ス ペ シ ャ リ ス ト 試 験

応用的 知識・技能

 

応用情報技術者試験

基本的 知識・技能

 

基本情報技術者試験

I T サ ー ビ ス マ ネ ー ジ ャ 試 験

情 報 セ キ ュ リ テ ィ ス ペ シ ャ リ ス ト 試 験

シ ス テ ム 監 査 技 術 者 試 験

※平成 28 年度より、新しく「情報セキュリティマ 「情報セキュリティマネジメント試験」 ネジメント試験」が追加されます。

●試験日程

年 2 回（4 月・10 月）実施され 実施されます。 ます。 ●試験情報

基本情報技術者は、午前試験と午後試験に分かれています。午前試験は、用語の意 味や比較的簡単な計算など、基本的な内容が問われます。午後試験は、午前試験の 知識を基に応用的な内容が問われます。 試験時間 午前問題

午後問題

010  

問題数

9:30〜12 9:30 〜12：00 ：00 （2時間30分）

 

13:00〜15:30

13問中7問解答

（2時間30分）

（選択問題）

問題形式

80 問

小問形式  

長文形式

出題形式    

四肢択一式 （マークシート ） （マークシート 多肢択一式 （マークシート （マー クシート ）

●出題範囲

基本情報技術者では、テクノロジ系、マネジメント系、ストラテジ系の3分野から 問題が出題されます。 分野

問われる内容

テクノロジ系

基礎理論、コンピュータシステム、技術要素、開発技術

マネジメント系

プロジェクトマネジメント、サービスマネジメント

ストラテジ系

企業と法務、経営戦略、システム戦略

午前試験は、各分野から右記の構成で 問題が出題されます。

分野

出題数

テクノロジ系

50 問

マネジメント系

10 問

ストラテジ系

20 問

午後試験は、各分野を細分化した、以下の構成で問題が出題されます。 問題番号 問1 問2〜7

問8

分野

   

 

情報セキュリティ

出題数 1 問。必須問題

ハードウェア、ソフトウェア、デー 6問。そのうち、4問を選択して解答 タベース タベ ース、 、ネッ ネットワ トワー ーク、ソフ ソフトウ トウェ ェ （※左記の9分野のうち、どの分野か ア設計、 ア設計 、プロジ プロジェクト ェクトマネジ マネジメント メント、 、 ら出題されるかは決まっていない） サービスマネジメント、システム戦 略、経営戦略・企業と法務 データ構造及びアルゴリズム

1 問。 問。必須問題

問9〜13   ソ ソフトウェ フトウェア開発 ア開発（ C 言語、COBO COBOL、 L、 5問。そのうち、1問を選択して解答 Java、アセンブラ、表計算） （※左記の4言語と表計算から、それ ぞれ1問ずつ出題）

※平成26年度春期試験より、セキュリティ分野の問題が必須問題になりました。

●合格ライン

基本情報技術者に合格するには、午前試験、午後試験の両方で60%以上を得点す る必要があります。どちらか一方でも合格ラインに満たない場合は不合格となりま すので、注意してください。 011  

勉強方法 ●午前試験の対策

基本情報技術者は出題範囲がとても広く、隅から隅まで覚えるのはとても大変で す。本書 す。 本書では では、 、試験 試験でよ でよく出 く出題さ 題される れる内容 内容を を 「ココが 「コ コが出る 出る！」 ！」にま にまとめ とめてい ています ますので ので、 、 そこを重点的に押さえるようにしましょう。 また、出題さ また、 出題される内 れる内容には 容には、 、 “単純に暗記 “単純 に暗記すれば すれば解ける 解ける内容” 内容”と と“仕組 “仕組みを理 みを理解して 解して いないと解け いない と解けない内 ない内容” 容”があり があり、 、 「 ココが ココが出る！ 出る！」 」ではそ ではそれらを れらを分けて 分けて掲載し 掲載していま ていま す。試験に受かるためには何を覚えるべきなのかをきちんと把握した上で、効率的 に学習するようにしましょう。 平成26年度春期試験より、テクノロジ系におけるセキュリティ分野の出題比率が 高くなりました。本書の第 9 章「 セキュリティ」の内容は特にしっかりと確 の内容は特にしっかりと確認して 認して おいてください。 ●午後試験の対策

午前問題で問われる内容をもとに応用的な内容が出題されますが、問題文がかなり 長いので 長い ので、知 、知識の 識のほか ほかに に「読 「読解力 解力」 」も必 も必要と 要となり なります ます。 。 「読解力 「読 解力」 」を身 を身に付 に付ける けるには には、 、 ある程度の慣れが必要になりますので、過去問題を繰返し解いておくことをおすす めします。過去問題は めします。 過去問題は、 、 試験センターの公 試験セン ターの公式ホームペ 式ホームページなど ージなどに掲載され に掲載されています。 ています。 なお、本書では開発言語や表計算については触れていませんので、過去問題、また は別の参考書などで学習しておいてください。 ●過去問題を解いておく

情報処理技術者試験では、過去に出題された問題と同じ問題が多く出題されます。 特に午前問題はその傾向が強いため、過去問題をたくさん解いておくことが有効で す。たくさんの問題 す。たくさ んの問題に触れ に触れておけば、 ておけば、それだ それだけ本番で け本番で「見たこ 「見たことのある とのある問題」 問題」に出 会う可能性が高くなります。 012  

当日の対策 ●時間配分を考える

午前試験は150分で80問、午後問題は同じく150分で、7問を解答します。単 純に計算すると、午前問題は1問につき2分弱、午後問題は1問につき20分ほど で解かなければなりません。分からない問題につまずいていると時間が足りなくな ってしまうため、分かる問題からどんどん解いていくようにしましょう。ただし、 問題を飛ばすときは解答欄を間違えないよう注意してください。 ●マークシートはすべて埋める

マークシートによる解答のため、分からなくても最終的にはすべての解答欄を埋め ておきましょう。運が良ければ正解するかもしれません。

試験の申込み ●申し込み方法

個人での申込みは、インターネットか郵便局の窓口を利用する方法から選べます。 インターネットで申し込む場合は、クレジットカード決済、コンビニ決済、ペイジ ー決済のいずれかの方法で受験料を支払うことができます。郵便局にて申し込む場 合は、受験願書付きの案内書を入手し、願書に必要事項を記入の上、受験料ととも に郵便局に提出します。 ●受験料・・・・5,100円 ●問合せ先

情報処理技術者試験センター 〒113-8663

http://www.jitec.ipa.go.jp/

東京都文京区本駒込2-28-8 文京グリーンコートセンターオフィス15階

電話：03-59 電話：0 3-5978-7 78-7600 600（代表）

013  

本書の使い方 本書では、ITにあまりなじみのない人でも理解

本書の構成

できるよう、身近なところから順番に学習できる 構成にしています。

また、解説ページでは、よく出題される内容がひと目で分かるように なっています。基本情報技術者は出題範囲がとても広いため、出題さ れるポイントを把握して効率良く学習しましょう。

★★★ テーマの テー マの重要 重要度 度（頻 （頻出度 出度） ）を 3段階で掲載。 時間がないときは★の数が 多いテーマを重点的に学習 しよう。

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＜これも知っとこ＞ 本文と関連のある内容を掲 載。関連のあることは一緒

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に覚えよう。

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028

014  

＜ココが出る！＞

試験によく出題される内容を掲載。 用

語：用語の意 語：用語 の意味が 味が問わ 問われる れる内容 内容。 。 “ 暗記 暗記中心 中心” ”で学 で学習し 習しよう よう。 。

スキル：応用 スキル ：応用的なこ 的なことが問 とが問われる われる内容。 内容。 “仕組みを理 “仕組 みを理解” 解”して学 して学習しよ 習しよう。 う。

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＜試験を知ろう＞ 試験情報を掲載。

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試験をよく知ることで、合 格力を身に付けよう。

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＜試験にチャレンジ＞ 過去問題を掲載。 実際の試験ではどう問われ るかをイメージしておこう。

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※このページはサンプルです。

015

 

ハードウェア

 

1

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ハードウェア

●コンピュ タとは パソコンや、ゲーム機、携帯電話など、今では当たり前のように使われているほ とんどの電化製品に、コンピュータが使われています。 では、そもそもコンピュータとは何でしょうか？ コンピュータは、大量の計算や複雑なデータ処理など、さまざまな仕事を私たち 人間に代わって行ってくれる機械です。コンピュータによって、私たちの作業は楽 になり、効率的に仕事をこなせるようになりました。

●ハードウェアとソフトウェア コンピュータを構成する要素には、大きく分けてハードウェア コンピュータを構成する要素には、大きく分けて ハードウェアと とソフトウェア ソフトウェアが が あります。コンピュータが動作するためには、その両方が必要です。 ハードウェアはディスプレイやキーボードなど物理的なものです。ソフトウェア は、コンピュータの内部で動作するプログラムです。 〈ハードウェアとソフ 〈ハードウェア とソフトウェア トウェア 〉

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●ハードウェアの種類 まずは、ハードウェアから説明します。 コンピュータには、入力装置 コンピュータには、 、記憶装置 、制御装置 、演算装置 、出力装置 の5つ 入力装置、 記憶装置、 制御装置、 演算装置、 出力装置の のハードウェアが必要です。

018  

1-1 ハードウェア 〈ハードウェアの種類〉

装置

役割

入力装置   コンピュータ本体に 〈キーボ 〈キーボー ード 〉 接続してデータやプ ログラムを入力する

第  1 章

例 〈マウ 〈マ ウス 〉

●

ハ ー ド

ウ ェ ア 〈メモリ モリ〉 〉 記憶装置   入力されたデータや 〈メ プログラムを保存し

ておく。コンピュー タ本体の内部にある ことが多い

〈ハードディ 〈ハードデ ィスク 〉

制御装置   記憶装置からプログ ラムの命令を取り出 して解釈し、ほかの ハードウェアを制御 シーピーユー する 〈 CPU 〉 演算装置   プログラムの命令に 従って、記憶装置か ら取り出したデータ に対して演算をする 〈ディスプレイ スプレイ 〉 出力装置   コンピュータ本体内 〈ディ

で演算されたデータ を、人に見えるよう に表示、印刷する

〈プリンタ 〈プリ ンタ 〉

5つの装置の間を、データがどのように流れるかを図にすると、次ページのよう になります。

019  

〈データの流れ〉

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●コンピュータの動作原理 現在のコンピュータは、米国の数学者ノイマンが提唱したもので、次の特徴があ ります。 ●プログラム格納方式 あらかじめプログラムを主記憶に格納しておき、CPUが順に読み出しながら 実行する方式。プログラムをハードウェアから独立させたことで、プログラム を変えれば実行する処理も変えることができます。プログラム内蔵方式、プロ グラム記憶方式ともいいます。

ココが 出る！

用語

［プログラム格納方式］：プログラムを主記憶に格納、CPUが 順に読出し実行

020  

1-1 ハードウェア

基本情報技術者 基本情報 技術者試験 試験 平成 平成26 26 年 春

主記憶に記憶されたプログラムを、CPUが順に読み出しながら実行する方 式はどれか。 ア：制御方式 イ：アドレス指定方式 ウ：仮想記憶方式 エ：プログラム格納方式

第  1 章 ●

ハ ー ド ウ ェ

ア

プログラムを主記憶に格納しておき、順に読み出して実行する方式

  解説

はプログラム格納方式です。

解答：エ

021  

1

★ ★

2

  CPU

●CPUの役割 続いて、ハードウェアの5つの装置について、細かく見ていきます。

計算を行う演算装置と、他の装置を動かす制御装置を1つに合わせたものを シーピーユー

セ ン ト ラ ル

プ ロ セ シ ン グ

ユニット

C PU（ Central Processing Unit ）、またはプロセッサといいます 、またはプロセッサといいます。CPU 。CPU は、コ ンピュータの頭脳にあたる重要な部分で、膨大な数のプログラムの命令を処理する 役割を担っています。CPU内部には、レジスタ 役割を担っています。CPU内部には、 レジスタと呼ばれる小容量で高速アクセス と呼ばれる小容量で高速アクセス 可能な記憶装置があり、命令やデータなどを一時的に格納し、高速処理を実現して います。

●CPUの命令実行サイクル CPUは、膨大な数の命令を1つずつ処理しています。記憶装置に読み込まれた プログラムから命令を1つずつ順番に取り出して解読し、必要なデータの格納場所 を調べて読み出し、実行するという一連の手順を命令ごとに繰り返しています。こ の一連の流れを命令実行サイクル の一連の流れを 命令実行サイクルといいます。 といいます。 CPUの命令実行サイクルは、次の５段階のステージで表されます。 命令を実行するには、命令のほかに処理対象となるデータが必要な場合もありま す。例え す。 例えば ば「1 ＋ 2」のよ のような うな加算 加算処理 処理を行 を行う場 う場合に 合には、 は、 「加算す 「加 算する」 る」とい という命 う命令だ 令だけ け でなく でな く「1 「1」 」や「2 「2」 」とい といった ったデー データが タが必要 必要にな になりま ります。 す。その そのため ため、命 、命令は 令は、命 、命令部 令部と と アドレス部から構成され、アドレス部には処理対象となるデータの格納場所が指定 されています。この処理対象となるデータをオペランド されています。この処理対象となるデータを といい、オペランドの保存 オペランドといい、オペランドの保存 場所を計算することを実効アドレス計算 場所を計算することを といいます。 実効アドレス計算といいます。

022  

1-2 CPU

〈命令 〈命 令実 行サイク サイクル ル （5 段階） 〉

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第  1 章 ●

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        

            

ココが 出る！

スキル

→命令が実行される段階と各サイクルの名前を覚えておこう。

●アドレス指定方式 主記憶にプログラムが読み込まれるとき、多くの場合、空いている番地が使われ ます。そのため、対象データの保存場所を示すアドレス部も、プログラムの特性に 応じて計算して求められるように指定します。このアドレス部の指定方法を アドレ ス指定方式といいます。 ス指定方式といいます。 代表的なアドレス指定方式は、次の通りです。 023  

●即値アドレス指定方式 アドレス部に、そのまま対象データの値が指定された方式です。 

 



●直接アドレス指定方式 アドレス部に、対象データが格納されたアドレスが指定されている方式です。 



 









●間接アドレス指定方式 アドレス部の値が指定するアドレス番地に、対象のデータの格納アドレスが記 憶されている方式です。 



 













●指標アドレス指定方式 アドレス部に、指標レジスタ番号とアドレス定数を指定する部分があります。 指標レジスタ番号の示す先にある値を、アドレス定数の値に加えた値が、対象 データが格納されたアドレスとなる方式です。 











 

   









024  

1-2 CPU

ココが 出る！

スキル

→対象データへのアクセス方法の違いから、どのアドレス指定 方式が使われているかを理解しておこう。

●CPUの性能を表す指標 たくさんの仕事を速くこなせる人が優秀と言われるように、仕事が速いCPUを もつコンピュータは性能がよいということができます。CPUの性能を評価するた シーピーアイ ミップス

第  1 章 ●

ハ ー ド ウ ェ ア

めの指標値には、クロック周波数、C めの指標値には、 クロック周波数、CPI、M PI、MIPS IPS などがあります。 ●クロック周波数 CPU CP U の内部には演算装置や制御装置 の内部には演算装置や制御装置など、いろいろ など、いろいろな装置が入っています な装置が入っています。 。 そこで各装置の足並みを揃えるために、クロック そこで各装置の足並みを揃えるために、 クロックと呼ばれる信号に合わせて仕 と呼ばれる信号に合わせて仕 事をこなします。クロックは仕事のペースを表すので、同じ時間で比べると、 より多くのクロックを刻むCPUの方が仕事が速いといえます。1秒間に刻む 

クロック数のことをクロック周波数 クロック数のことを クロック周波数といい、単位はH といい、単位はHzを使います。 〈クロック周波数〉 



 

 

 

 

 

 

  

 

● CPI 

 



1命令あたりの実行に必要なクロック数を CPI（ Cycles Per Instru nstruction ctions s） といいます。同じ命令で比べた場合、より短いクロック数で実行できるCPU の方が性能が高いといえます。 ● MIPS    



 

   

1秒間に実行できる命令数を MIPS（ Million Instructions Per Secon econd d ）と いいます。命令数が大きくなるため百万単位で表します。同じ時間で比べた場 合、より多くの命令を実行するCPUの方が性能が高いといえます。 025  

ココが 出る！

用語

：CPUが1秒間に刻むクロックの数 ［クロック周波数］ スキル

→CPUの命令数や実行時間など必要な数値を使って、クロッ ク周波数、CPI、MIPSなどの指標値を計算できるようにして おこう。

●コンピュータの数字の単位

クロック周波数の数値が大きいほど、CPUの性能がよいといえますが、最近の CPUは3,500,000,000Hzくらいが主流です。一方、1命令あたりの実行時間 が0.00000002秒くらいと、非常に高速です。 このように、コンピュータの世界では非常に大きな数字や小さな数字がよく出て きます。 きま す。単位 単位は は「兆 「兆」 」 「億」 「億 」 「万」 「万 」とい という読 う読み方 み方を使 を使わず わず、コ 、コンピ ンピュー ュータの タの世界 世界独自 独自の の 単位で表現するのが一般的です。 〈大きい数字の単位〉

単位

読み方

繰り上がり

数

k   キロ

指数表記

1,000

M   メガ

1M ＝1 ＝ 1,000k

G   ギガ

1G ＝ 1, 1,000M

T   テラ

1T ＝ 1, 1,000G

3 10

6 1,000,000（100 万） 万） 10

1,000,000,000（10 億） 億） 1,000,000,000,000（1 兆） 兆）

9 10 12 10

〈小さい数字の単位〉

単位

読み方

m   ミリ

繰り上がり

数

0.001（千分の 1）

指数表記 －3 10

µ   マイクロ

  1   0.000001 （100 万分 万分の 1） 1）  ————  1 μ＝  m 1000

10 －6

n   ナノ

  1   0.000000001 （10億 0億分 分の1 の1） ）  ——  — ———  1n ＝  μ 1000

10 －9

p   ピコ

－12   1   0.0000000 0.000000000001 00001（1 （1兆分の 兆分の 1） 10  —  —— — — —  1p ＝  n 1000

コンピュータの世界の単位を使用すると、先ほどのCPUの処理速度 3,500,000 3,500 ,000,000H ,000Hzz は「3.5 「3.5GHz GHz 」と表記され と表記されます。 ます。 026  

1-2 CPU

問題文にギガやテラ、ナノといった単位が出てくるので、計算す るときには正しく変換できるようにしておこう。

第  1 章 ●

ハ ー ド ウ ェ ア 基本情報技術者試験 平成20年春

主記憶へのアクセスを伴う演算命令を実行するとき、命令解読とオペランド 読出しの間に行われる動作はどれか。

ア：実効アドレス計算 イ：入出力装置起動 ウ：分岐アドレス計算 エ：割込み発生 CPUは命令解読後、演算対象となるオペランドを読出すために、

  解説

実効アドレスを計算します。

解答：ア

基本情報技術者試験 平成27年春

主記憶のデータを図のように参照するアドレス指定方式はどれか。 



  

 

               

              

              





              

                             



ア：間接アドレス指定

               

              

              

イ：指標アドレス指定 ウ：相対アドレス指定 エ：直接アドレス指定

027  

解説

間接アドレス指定方式は、アドレス部の値が指定するアドレスに、 処理対象のデータの格納アドレスが記憶されている方式です。 解答：ア

基本情報技術者試験

平成22年秋

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 エ：50 平均命令実行時間が 20 ナノ秒のコンピュータが１秒あたりに実行

  解説

する命令数は、 1 （秒） ÷ （20×10 10 －９（ ）秒） ＝０. ０.０５ ０５× ×10 ９（命令数） 。

MIPSは MIPS は 100 100万単位で命令を表すので、 万単位で命令を表すので、0.05 0.05× × 109 ÷ 106 ＝ 50（ MIP MIPS S）  

解答：エ

028  

 

1

1-3 CPUの高速化技術

★ ★ ★

3

CPUの高速化技術

第  1 章 ●

●並列処理による高速化 命令実行サイクル単位で、主記憶にある命令を1つずつ順番に実行する処理の方 ちくじ

法を、逐 法を、 逐次制御方式 次制御方式といいます。1つの命令が終わるまで、次の命令は実行されま といいます。1つの命令が終わるまで、次の命令は実行されま せん。   











ハ ー ド ウ ェ ア

 









 

そのため、ある装置が処理を実行している間、その前後の処理を担当する装置に 待ち状態が発生してしまいます。例えば、命令フェッチのステージでは制御装置は 使われますが、演算装置は待ち状態です。そこで、すべての装置が常に稼働状態に あるように、命令の実行中に次の命令を開始することで処理の効率化を図り、高速 化する技術が使われます。代表的な高速化の方式には次の3つがあります。 ●パイプライン処理 命令実行サイクルを各段 命令実行サイ クルを各段階 階（ ステージ単位 ステージ単位） ）ごとに分け、独立 ごとに分け、独立させて実行し、 させて実行し、 流れ作業的に、命令1のサイクルが終わる前に、次の命令2のサイクルの処理 を始める方式をパイプライン処理 を始める方式を といいます。これにより、次々に命令を処理 パイプライン処理といいます。これにより、次々に命令を処理 することができ、全体の実行時間を短縮させることができます。

 

  























●スーパパイプライン パイプライン処理の各ステージをさらに細かく分割し、並行して実行すること 029  

で、動作を高速化する方式をスーパパイプライン で、動作を高速化する方式を スーパパイプラインといいます。 といいます。  

           

 

           

 

●スーパスカラ 複数のパイプライン処理を行う回路を設けることで、同時に複数の命令を処理 し、高速化する方式をスーパスカラ し、高速化する方式を といいます。 スーパスカラといいます。



 











 











 











 









 

ココが 出る！

用語

［パイプライン処理］：命令をステージに分割し、ずらしながら 同時に実行 ［ スー スーパパ パパイプ イプライ ライン ン ］：命令の各ステージをさらに細分化し て、ずらしながら同時に実行 ［スーパス ［スー パスカラ カラ ］：複数のパイプラインを使って、同時に複数 の命令を実行

●CPUの内部構造 CPUの内部構造がどのように設計されているかによって、高速化の実現方法は 異なります。CPUの設計方法には主にRISCとCISCの２つがあり、次のような特 徴をもっています。 030  

1-3 CPUの高速化技術   

     

ョ 

     

● RIS ISC C（ Reduced Instruction Set Compu omputer ter ） RISC は、内部の構造を単純にしたCPUです。構造を単純にすることで扱う 命令を単純にすることができ、命令の種類を少なくできます。複雑な命令は基 本的な命令の組合せによって実行します。ほとんどの命令実行時間が同じにな るので、パイプライン処理を実行すると、処理速度がかなり上がります。   

       ョ 

     

● CIS ISC C（ Complex Instruction Set Compu omputer ter ） CISC は、複雑な命令を内部で実行できるよう設計されたCPUです。種類も 豊富なため、多種多様な演算をすることが可能ですが、命令ごとの実行時間が 異なり、パイプライン処理を実行しても、処理速度はあまり上がりません。

こ れ も

マルチコアプロセッサ

第  1 章 ●

ハ ー ド ウ ェ ア

こ  知っ と

マルチコアプロセッサは、1つのパッケージにCPUの中核部 マルチコアプロセッサ は、1つのパッケージにCPUの中核部 分（命令発 （命令発行器や演 行器や演算器など 算器など） ）であるコ であるコアを複数 アを複数搭載した 搭載した CPU です。そのため、消費電力を抑えながら、プロセッサ全体の処 理機能を高めることができます。

基本情報技術者試験 平成22年秋

パイプライン制御の特徴はどれか。 ア：複数の命令を同時に実行するために、コンパイラが目的プログラムを生 成する段階で、それぞれの命令がどの演算器を使うかをあらかじめ割り 振る。 イ：命令が実行される段階で、どの演算器を使うかを動的に決めながら、複 数の命令を同時に実行する。 ウ：命令の処理をプロセッサ内で複数のステージに細分化し、複数の命令を 並列に実行する。 エ：命令を更に細かなマイクロ命令の組合せで実行する。 パイプライン制御では、命令の処理を細分化し、複数の命令を並列

  解説

に実行します。

解答：ウ

031  

1

 

4 しゅきおく

★ ★ ★

主記憶とキャッシュメモリ ほじょきおく

●主記憶と補助記憶 しゅきおく

コンピュータで使う コンピュ ータで使うデータを記 データを記憶しておく 憶しておく記憶装置 記憶装置には、 には、メインと メインとなる なる主 主記憶 記憶と、 と、 ほじょきおく

主記憶を補助する補 主記憶を補助する 補助記憶 助記憶があります。主記憶は があります。主記憶はメインメモリ メインメモリ、または 、またはメモリ メモリと呼 と呼 ぶこともあります。 主記憶は、直接CPUとデータのやりとりができる高速な記憶装置です。ただし、 高価な部品でもあるため、たくさん使用することができません。そこで、比較的安 い補助記憶も一緒に使用することによってたくさんのデータを保存できるようにし ています。

〈主記憶と補助記憶〉





 

 









ム

ロ

ム

●主記憶の種類はRAMとROM ラム

ラ

ン

ダ

ム

ア ク セ ス

メ

モ

リ

ロム

リ ー ド オンリー

メ

モ

リ

主記憶には、RAM （R andom Access Memory） と ROM（Read Only Memory） の2種類があります。どちらも半導体でできているので半導体メモリ の2種類があります。どちらも半導体でできているので 半導体メモリと呼ばれま と呼ばれま す。RAMはコンピュータの電源を切ったときに保存していたデータが消えてしま きはつせい

ふきはつせい

う揮発性メモリ 、ROMはデータが消えない不 であるという違いがあ 発性メモリ、ROMはデータが消えない 不揮発性メモリ 揮発性メモリであるという違いがあ ります。 〈RAMとROM〉



 











032  

1-4 主記憶とキャッシュメモリ ム

エ   ム

● DRAMとSRAM ディーラム

エスラム

RAMはさらに、D RAMはさらに、 DRAM と SRAM に分けられます。それぞれの特徴は次のとお

りです。

第  1 章 ●

〈DRAMとSRAMの違い〉

種類

回路

価格 速度

容量   リフレッシュ

DRAM   コンデンサ

安い 低速 多い

SRAM   フリップフロップ

高い 高速 高速 少ない 不要  

必要

 

用途

主記憶 キャッシュメモリ

  こ れ も こ  知っ と

リフレッシュ リフレッシュとは、DRAMのデータが失われないように電荷 リフレッシュ とは、DRAMのデータが失われないように電荷 を補充することです。DRAMは、コンデンサに電荷を蓄える ことでデータを保持していますが、放っておくと一定時間で放

ハ ー ド ウ ェ ア

電してデータが消えてしまいます。これを防ぐため、定期的に リフレッシュを行う必要があります。

ココが 出る！

用語

［DRAM］：コンデンサで構成、安価、リフレッシュが必要、 主記憶で用いられる ［SRAM］：フリップフロップで構成、高価、キャッシュメモ リで用いられる

●キャッシュメモリ 主記憶として使われるDRAMは、補助記憶よりも読み書き速度は速いですが、 CPUに比べるとまだまだ遅いので、その差を埋めるために、CPUと主記憶の間に 高速なSRAMを介在させます。これをキャッシュメモリといいます。 高速なSRAMを介在させます。これをキャッシュメモリ といいます。 CPUがデータを読み込むとき、キャッシュメモリにない場合は、主記憶から該 当データを転送し、キャッシュメモリに読み込みます。

033  

〈キャッシュメ シュメモリ モリ 〉 〈キャッ



 



  



こ れ も  とこ こ  知っ と

1 次キャッシ 次キャッシュメモリ ュメモリと と 2 次キャッシ 次キャッシュメモリ ュメモリ キャッシュメモリを キャッシ ュメモリを複数使うこ 複数使うことで、 とで、より高速 より高速化が図ら 化が図られます。 れます。 CPUがアクセスする順番に、 1次キャッシュメモリ、 1次キャッシュメモリ 、2次キャッ シュメモリといいます。 シュメモリ といいます。 〈1次キャ 〈1 次キャッシ ッシュメ ュメモリ モリと と 2 次キャ 次キャッシ ッシュメ ュメモリ モリ 〉

   



   

   

 





●実効アクセス時間 キャッシュメモリを使った場合の平均的なデータへのアクセス時間を 実効アクセ ス時間といいます。目的のデータは、主記憶かキャッシュメモリのいずれかに保存 ス時間といいます。目的のデータは、主記憶かキャッシュメモリのいずれかに保存 されているため、それぞれのアクセス時間に、データが保存されている確率を乗じ ることによって求めることができます。 目的のデータがキャッシュメモリに保存されている確率を ヒット率 といい、以下 ヒット率といい、以下 の式で実効アクセス時間を求めることができます。

  《計算 式：実効アクセス時間》 《計算式： 実効アクセス時間》

  実効アクセス時間＝キャッシュメモリのアクセス時間×ヒット率  

＋主記憶のアク セス時間×（1 －ヒット率 ＋主記憶のアクセス時間× －ヒット率） ）

034  

1-4 主記憶とキャッシュメモリ







 



●主記憶への書込み CPUがキャッシュメモリを使って主記憶にデータを書き込む方法には、次の2 つの方式があります。 ●ライトスルー方式 ライトスルー方式は、データを書き込むときに、キャッシュメモリと主記憶の ライトスルー方式 は、データを書き込むときに、キャッシュメモリと主記憶の 両方に同時に同じ内容を書き込みます。書込みは高速化できませんが、読出し は速くなります。

第  1 章 ●

ハ ー ド ウ ェ ア

〈ライトスルー方式〉 

 



 

●ライトバック方式 ライトバック方式は、通常はキャッシュメモリにだけ書き込み、キャッシュメ ライトバック方式 は、通常はキャッシュメモリにだけ書き込み、キャッシュメ モリがあふれて上書きされるデータが発生した際に、そのデータを追い出し、 主記憶に書き込んで更新内容を反映します。データの書込みは高速化できます が、読出しに時間がかかることがあります。 〈ライトバック方式〉  



 







035  

こ れ も こ  知っ と

ディスクキャッシュ ハードディスクと主記憶の間に配置して、アクセス時間の差を 補い、処理を高速化するための装置をディスクキャッシュ 補い、処理を高速化するための装置を ディスクキャッシュとい とい います。

●メモリインタリーブ 主記憶を複数のバンクと呼ばれる領域に分けて、連続するアドレスを割り振り、 同時並行でアクセスできるようにする高速化技術をメモリインタリーブ 同時並行でアクセスできるようにする高速化技術を メモリインタリーブといいま といいま す。  



 



























 

 

 

ココが 出る！

  

用語

［ キャ キャッシ ッシュメ ュメモリ モリ ］：CPUと主記憶の間に置いて処理を高速 化するメモリ ［ライトスルー］：キャッシュメモリと主記憶の両方に同時に書 き込む ［ライトバ ［ライ トバック ック ］：キャッシュメモリにだけ書き込み、キャッ シュメモリから当該データが追い出されるときに主記憶へ書き 込む ［ メモ メモリイ リインタ ンタリー リーブ ブ ］：主記憶を複数のバンクに分割して高 速化する技術 036  

1-4 主記憶とキャッシュメモリ

が コ出 コ る！

スキル

→ヒット率とキャッシュアクセス時間を使って、実効アクセス

●

時間を計算できるようにしておこう。

●ROMの種類 ROMには、最初からデータが書き込まれていて内容が変更できない マ ス ク ロム

ピーロム

ROM と、あとからデータを書き加えたり、消したりできる と、あとからデータを書き加えたり、消したりできるP PROM があります。 PROMには、一度だけデータを書き込めるものや、何度でも書き込めるものがあ ります。それぞれの特徴は次のとおりです。

〈ROMの種類〉

種類

書込み 消去

マスクROM   ×

×

第  1 章

特徴

製造時に 製造 時に書き 書き込ん 込んだあ だあとは とは、デ 、データ ータの書 の書込み 込みも消 も消去も 去もでき でき ない。出荷後の、プログラムの不正な書換えを防ぐ

ハ ー ド ウ ェ ア

イーピーロム

EPROM

 

○

○

紫外線を使ってデータを消去できる 紫外

○

○

電圧をか 電圧 をかけて けてデー データを タを消去 消去でき できる る。フ 。フラッ ラッシュ シュメモ メモリは リは

イーイーピーロム

EEPROM

 

EEPROMの一種

これまで出てきたメモリの種類をまとめてみました。どこが違うのか、注意しな がら特徴を覚えておきましょう。 〈メモリの種類〉 

     



     

  

 

 





 







037  

ココが 出る！

用語

［マスクROM］：製造時に書込み、ユーザは読出しのみ ［EPROM］：紫外線でデータ消去 ［EEPROM］：電圧をかけてデータ消去

基本情報技術者試験 平成25年秋

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 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 プで構成され、キャッシュメモリに用いら 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。

アはEEPR アは EEPROM、イ OM、イはフラッ はフラッシュメモ シュメモリ、ウはSRAM リ、ウはSRAM の説明で の説明です。 す。

  解説

解答：エ

038  

1-4 主記憶とキャッシュメモリ

基本情報技術者試験 平成23年秋

A～Dを、主記憶の実効アクセス時間が短い順に並べたものはどれか。

第   1 章 ●

キャッシュメモリ 有無

主記憶

アクセス時間（ナノ秒） ヒット率（％） アクセス時間（ナノ秒）

A

 

なし

－

－

15

B

 

なし

－

－

30

C

 

あり

20

60

70

D

 

あり

10

90

80

ア：A、B、C、D イ：A、D、B、C ウ：C、D、A、B エ：D、C、A、B

解説

実効アクセス時間は、キャッシュメモリのアクセス時間×ヒット率 + 主記憶の 主記憶のアクセス アクセス時間× 時間×（1 （1－ヒット －ヒット率） 率）で求める で求めることがで ことができます。 きます。

A：15

ハ ー ド ウ ェ ア

B：30 C：2 ：20 0 × 0. 0.6 6 ＋ 70× 0. 0.4 4 ＝ 40 D：1 ：10 0 × 0. 0.9 9 ＋ 80× 0. 0.1 1 ＝ 17 実効アクセス時間が短い順に並べると Ａ→Ｄ→Ｂ→Ｃ となります。 解答：イ

039  

★ ★

1

5 

  補助記憶

●補助記憶の種類 補助記憶にも、さまざまな種類があります。代表的なものは次のとおりです。 〈補助記憶の種類〉

種類

磁気ディスク

特徴

 

例

磁性 体を塗 った薄い 円盤（ディ ス ハードディスク ク ）に磁気の力を使って、データを 読み出したり書き込んだりする シーディー

光ディスク

 

ディーブイディー

ビーディー

薄い円盤にレーザ光を当てることに C D 、D V D 、 BD よって、データを読み出したり、書 （ブルー （ブルーレイディス レイディスク ク） き込んだりする エスディー

ユーエスビー

フラッシュメモリ   電気で書込みや消去を行う半導体メ S D カ ー ド、 ド 、USB メ エスエスディー

モリ。コンパクトでアクセス速度が モリ、SS D 、 コ ン パ 速い

クトフラッシュ

●磁気ディスク 磁気ディスクは、薄い円盤に磁性体を塗った装置です。磁気ディスク装置は、複 磁気ディスク は、薄い円盤に磁性体を塗った装置です。磁気ディスク装置は、複 数のディスクから構成されています。磁気ヘッドはデータの読み書きを行う部品、 アームは磁気ヘッドを磁気ディスクの特定箇所へと移動させるための部品です。磁 気ディスク装置は、アームの先端についている磁気ヘッドを移動させることで、磁 気ディスク上のデータを読み書きします。     

040  

1-5

補助記憶

●磁気ディスクの記録単位 磁気ディスク装置は、セクタ、トラック、シリンダという単位で磁気ディスク 上のデータの位置を管理します。データを記録する最小単位が セクタ セクタです。セ です。セ クタをつないで、ディスクをぐるりと１周した領域をトラック クタをつないで、ディスクをぐるりと１周した領域を トラックといいます。ト といいます。ト ラックは、磁気ヘッドを固定した状態で磁気ディスクを回転させたときの記録 領域単位です。さらに、各ディスクの中心から同じ距離にあるトラックを全部 まとめた領域をシリンダ まとめた領域を シリンダといいます。シリンダは、アームの位置を固定したと といいます。シリンダは、アームの位置を固定したと きに同時にアクセスできる単位です。 





●データの読み書きに必要なディスク容量 磁気ディスクへデータを読み書きする際は、セクタ単位で行われます。サイズ

第  1 章 ●

ハ ー ド ウ ェ ア

が大きいデータは、複数のセクタにまたがって書き込まれます。逆に、小さい データだと、セクタ内に余った部分ができます。この余った部分には他のデー タが書き込まれることはないため、無駄な領域となります。 〈セクタ単位での読み書き〉

   

こ れ も こ  知っ と

ビットとバイト データの容量を表すときには、ビット データの容量を表すときには、 ビットや やバイト バイトという単位を使 という単位を使 います。ビットはコンピュータの扱う最小単位で、英語では 「 bit 」と書きます。さら と書きます。さらに、8 に、8ビットのまとまりを ビットのまとまりを1 1 バイトと いい、単位は B または Byte と書きます（詳細は P82 参照）。 041

 

例えば、セクタ長が500バイトのディスクに、200バイト、1,300バイト の2つのデータを書き込む場合を考えてみます。セクタ単位で書き込むため、 200バイトでも1セクタ分、1,300バイトでは3セクタ分の領域、つまり全 部で500バイト×4 セクタ＝2000バイトの セクタ＝2000バイトのディスク ディスク領域が必 領域が必要になり 要になります。 ます。 〈セクタ単位での書込み〉 









  

こ れ も こ  知っ と

ブロック単位での書込み 磁気ディスクが扱う最小単位はセクタですが、システムがファ イルなどのデータを扱うときは、複数のセクタを1つとみなし たブロック単位で書き込むことが一般的です。そのため、磁気 ディスクはブロック単位のデータをひとまとまりとして扱い、 複数のセクタに書き込みます。

ココが 出る！

スキル

→磁気ディスクが読み書きする単位を理解して、データを保存 するのに必要な容量が計算できるようにしておこう。

●磁気ディスクのアクセス時間 制御装置から磁気ディスクにデータの読み書きの指令が出てから、読み書きが 終わるまでの時間をアクセス時間といいます。アクセス時間が短いほど、高性 終わるまでの時間をアクセス時間 といいます。アクセス時間が短いほど、高性 能な磁気ディスクといえます。 アクセスは、次の3つのステップで行われます。 ①アームを動かし、データのあるトラックまで移動します。この時間を 位置決 め時間 め時 間（シ （シーク ーク時間 時間） ）といいます。 ②磁気ディスクを回転させ、データのあるセクタまで移動します。この時間を 042  

1-5

補助記憶

回転待ち時間 回転待ち 時間（ サーチ時 サーチ時間） 間）といいます。ヘッドが目的のデータ上にある場合 は回転待ち時間はゼロですが、離れている場合は最大1回転分の時間がかかり ます。そこで平均をとり、ディスクが1／2回転する時間を計算し、回転待ち 時間とします。 ③アクセスアームの先端についている磁気ヘッドからデータを読み書きしま す。この時間をデータ転送時間 す。この時間を データ転送時間といいます。 といいます。

   

  

   

磁気ディスクのアクセス時間は次の計算式で求めることができます。

《計算式：磁気ディスクのアクセス時間》

 

第 1   章 ●

ハ ー ド ウ ェ ア

磁気ディスクのアクセス時間   ＝①位置決め時間＋②回転待ち時間＋③データ転送時間

ココが 出る！

スキル

→磁気ディスク装置の位置決め時間、回転待ち時間、データ転 送時間をそれぞれ計算できるようにしておこう。

●光ディスク 光ディスクは、レーザ光を利用してデータの読み書きを行う記憶媒体です。代表 的な光ディスクに、CD や DVD 、BD などがあり などがあります。記録 ます。記録方式の違 方式の違いにより、 いにより、デー DVD、 タを書き換え タを書 き換えること ることができ ができない再 ない再生専用 生専用型、 型、一度だ 一度だけ書込 け書込みがで みができ、 き、書き込 書き込んだデ んだデー ー 043  

タは消去できない追記型、何度でも書き込んだり消去したりできる書換え型の3種 類があります。 〈代表的な光ディ 〈代表的な光 ディスク 〉

種類 シーディーロム

特徴

シーディー リ ー ド

C D-ROM D-ROM（ （ C DD-R R ead 再生専用型のCD。ディスク上の細かい穴にレーザ光線 オンリー メ モ リ をあてて、反射光によってデータを読み取る Only Memory） シーディーアール

CD-R シ ー デ ィ ー レ コ ー ダ ブ ル

（ CD-Recor D-Recordable dable ）

追記型のCD。記録面に有機色素が塗られていて、その 色素にレーザ光をあて、ピットと呼ばれる焦げ跡を作っ てデータを書き込む

シーディーアールダブリュー

書換え型のCD。記録面の金属を結晶化させることで

CD-RW シーディーリライタブル

（ CD-Rewr D-Rewritable itable） ） DVD

 

データを書き込む 大容量の光ディスクで、動画など大きなデータの記録 に使われる。片面または両面にデータを記録する

ディーブイディーロム

 

DVD-ROM ディーブイディーアール

DVD-R

 

ディーブイディーラム

DVD-RAM／

CD-ROM同様、再生専用型 一度だけ書き込める追記型 書込み・消去が可能

ディーブイディーアールダブリュー

DVD-RW ブ ル ー レ イ

ディスク

BD（ Blu-ray Disc）   青紫色のレーザ光線を使ってデータを記録する。DVD よりも高密度な記録が可能で、ハイビジョン映像など、 さらに大容量のデータを記録できる

ココが 出る！

用語

［CD-ROM］：再生専用型 ［CD-R］：追記型 ［CD-RW］：書換え型

●フラッシュメモリ は、書込み、消去を電気的に行い、電源を切っても内容を保持 フラッシュメモリは、書込み、消去を電気的に行い、電源を切っても内容を保持 フラッシュメモリ できる半導体メモリです。アクセス速度が速いうえにコンパクトで、書込み回数に 制限はあるものの、何度もブロック単位でデータを書き換えることができるため、 広く使われています。それぞれの特徴は以下のとおりです。

044  

1-5

補助記憶

〈代表的なフラッ 〈代表 的なフラッシュメ シュメモリ モリ 〉

種類

特徴

エスディー

S D カード

携帯電話やディジタルカメラの

ミ ニ エスディー

miniS D カー カード ド microSDカード

カード型にパッケージされている 

 

 





ユーエスビー

USBメモリ

 

パソコンのUSBポートに差し込 んで使う。簡単に抜き差しできる

エスエスディー

 

衝撃に強いため、ハードディスク の代わりとしてノートパソコンな どに利用されている。高速に読み 書きできるが、書込み回数に上限 があり、少々値段が高い

ココが 出る！

●

データを保存するのに使われる。

マイクロエスディー

SSD

第  1 章

用語

［フラッシュ ［フラッ シュメモ メモリ リ ］：書込み、消去を電気的に行う半導体メ モリ。回数に制限はあるが、ブロック単位で書換え可能

ハ ー ド ウ ェ ア

基本情報技術者試験 平成27年春

回転数が4,200回／分で、平均位置決め時間が5ミリ秒の磁気ディスク装 置がある。この磁気ディスク装置の平均待ち時間は約何ミリ秒か。ここで、 平均待ち時間は、平均位置決め時間と平均回転待ち時間の合計である。 ア：7

解説

イ：10

ウ：12

エ：14

まず、回転数から1回転するのにかかる時間を計算します。

1回転あたりの時間＝60秒÷4200回≒0.014秒＝14ミリ秒 1  —  平均回転待ち時間は 回転の時間とするため、1回転あたりの時間÷2 2 で計算します。 平均回転待ち時間＝1回転あたりの時間÷2＝14ミリ秒÷2＝7ミリ秒。 よって、平均待ち時間は5＋7＝12ミリ秒となります。

解答：ウ

045  

基本情報技術者試験 平成21年秋

500バイトのセクタ8個を1ブロックとして、ブロック単位でファイルの 領域を割り当てて管理しているシステムがある。2,000バイト及び9,000 バイトのファイルを保存するとき、これら二つのファイルに割り当てられる セクタ数の合計は幾らか。ここで、ディレクトリなどの管理情報が占めるセ クタは考慮しないものとする。 ア：22 イ：26 ウ：28 エ：32 1 ブロックの長さを求 ブロックの長さを求めると、500 めると、500× × 8 ＝ 4,000（バイト ）になり

  解説

ます。2,000バイトのファイルを保存するために必要なブロック

数は、2,000÷4,000＝0.5となり、小数を切り上げて1ブロックで す。同様に9,000バイトのファイルを保存するために必要なブロック数 は、9,000÷4,000＝2.5となり、同じく小数を切り上げて3ブロック です。1＋3＝4ブロックが必要となるので、セクタ数に変換すると4× 8 ＝ 32（セクタ ）となります となります。 。

解答： エ 解答：エ

基本情報技術者試験 平成26年春

フラッシュメモリに関する記述として、適切なものはどれか。 ア：高速に書換えができ、CPUのキャッシュメモリなどに用いられる。 イ：紫外線で全内容の消去ができる。 ウ：周期的にデータの再書込みが必要である。 エ：ブロック単位で電気的に内容の消去ができる。

解説

フラッシュメモリはEEPROMの一種で、電気的に書込み、消去を 行う半導体メモリです。ブロック単位でデータを消去でき、ディジ

 

タルカメラなどに用いられています。

解答：エ

046  

1-6 入出力装置

★ ★

1

入出力装置

第  1

6

章 ●

●入力装置の種類 コンピュータにデータを入力する入力装置には、以下のようなものがあります。 〈入力装置の種類〉

種類

キーボード

マウス

特徴

 

キーを押して文字の入力を行う

 

動かした方向と距離を画面上の カーソルの移動に反映させる

ペンタブレット

 

ペン型の装置で専用のボード上か ら書き込むように入力する。CAD システムの図形入力や、イラスト の描画などで使われる

イメージスキャナ

 

絵や写真、文字などを、画像デー

ハ ー ド ウ ェ ア

タとして読み取る

タッチパネル

 

指や専用のペンで画面に直接触れ て操作する。触れた部分の表面電 静電 荷の変化から位置を検出する静電 荷の変化から位置を検出する 容量方式などがある。電子辞書や 容量方式 などがある。電子辞書や タブレット端末に使われている

バーコードリーダ

 

光をあててバーコードを読み取る。 コンビニやスーパーのレジで使わ れている

047  

●出力装置の種類 出力装置であるプリンタとディスプレイには、以下のようなものがあります。 〈プリンタの種類〉

種類

特徴

インクジェットプリンタ   インクの粒子を紙に吹き付けて印刷する。低価格でカ ラー印刷もできるので、個人用としてよく使われる レーザプリンタ

 

レーザ光を利用し、紙にトナーを転写して印刷する。 ディーピーアイ

1 インチ（2.5 （2.54cm 4cm ）あたり あたりの印刷 の印刷精度 精度（ d p i ）と、 と、1 1 分間に印刷できるページ数で性能が決まる。高速なの でビジネス用によく使われている 〈ディスプレイの種類〉

種類

特徴

形状

シーアールティー

C R T ディスプレイ

 

内部の電子銃から発射 した電子ビームを、画 面内側の蛍光体にあて て発光させ、画像を表 示する。安価で見やす いが、大きくて重い

液晶ディスプレイ

 

液晶に電圧をかけて色 を変え、バックライト などを用いて画像を表 示する。薄くて省電力 だが、斜めからは見え にくい





プラズマディスプレイ   ガラスの間にネオンな どのガスを入れ、電圧を かけることによって発 光させ画像を表示する。 どの角度からでも見や すく大型化できるので、 どちらかというとテレ ビ向き 有機 イーエル E L ディス ディスプレイ プレイ

 

電圧を加えると自ら光 る有機物を利用して画 像を表示する。消費電 力が低い

048  

1-6 入出力装置

●ディスプレイの解像度 ディスプレイは、さまざまな文字や画像を、非常に小さい点の集まりによって表

第  1

現しています。この1つ1つの点を ドット、 現しています。この1つ1つの点をドット 、画素 、またはピクセル といい、画素の 画素、または ピクセルといい、画素の 個数を画素数 個数を 画素数といいます。 といいます。

章 ● ハ ー ド ウ ェ ア

〈画素〉



ディスプレイの画面など特定の範囲の中に、この画素が何個表示できるかを表し た数値を解像度 た数値を 解像度といいます。画面における画素の密度で、画像の粗さやきめ細やか といいます。画面における画素の密度で、画像の粗さやきめ細やか さを表します。同じ さを表し ます。同じ画素数の画 画素数の画像でも、 像でも、ディスプレ ディスプレイの解像 イの解像度を上げて 度を上げて表示すると 表示すると、 、 その分小さく見えます。 〈解像度〉 









   ム

ビ



オ



ム

● VRAM（ Video RAM ） ブイラム

VRAM はディスプレイに表示する内容を一時的に保持している表示専用のビデ オメモリです。VRAMの容量が大きければ大きいほど、ディスプレイの解像度が 上がり、表示できる色数は増えます。 VRAMの容量が1ビットしかないと、ディスプレイで表示できる色数はたった 2色です。昔のコンピュータは、1ドット当たりに使用できるビット数が1ビット の VRAMを搭載していた VRAMを搭載していたため、 ため、白黒表示 白黒表示でした。 でした。VRAMが VRAMが 2 ビットに ビットになると なると4 4 色、 8ビットになると256色、16ビットになると65,536色が表示できます。

049  

VRAMの容量と色数〉 色数〉 〈 VRAMの容量と

1 ドッ ドットあたりのビット数

表現できる色数

1ビット

 

1 2 色（2 ）

8ビット

 

8 25 6 色（2 256 ）

16ビット

 

16 65, 536 65,53 6 色（2 ）

24ビット

 

24 16,7 77,216 16,777,2 16 色（2 ）

ココが 出る！

用語

［タブレ ［タ ブレット ット ］：専用のペンとボードを使って入力 ［タッチパネル ［タッチパネ ル ］：指や専用のペンで画面を直接操作して入力 ［静電容量方 ［静電 容量方式タッ 式タッチパネ チパネル ル ］：タッチした部分の表面電荷の 変化から位置を検出 ［液晶ディスプレ ［液晶デ ィスプレイ イ ］：バックライトや外部の光を使って表示 ［プラズマディス ［プラズ マディスプレイ プレイ ］：ガス放電に伴う発光で表示 ［有機 ［有 機 ELディス ELディスプレ プレイ イ］ ：電圧を加えると発光ダイオードのよ うな物質が自ら光って表示する スキル

→ディスプレイの解像度を変更した場合に、文字や画像の大き さがどのように変化するかを理解しておこう。また、色数に応 じた画面のデータ量を計算できるようにしておこう。

050  

1-6 入出力装置

基本情報技術者試験 平成24年春

プラズマディスプレイの説明として、適切なものはどれか。 ア：ガス放電によって発生する光を利用して、映像を表示する。 イ：自身では発光しないので、バックライトを使って映像を表示する。 ウ：電極の間に挟んだ有機化合物に 電極の間に挟んだ有機化合物に電圧をかけると発光することを 電圧をかけると発光することを利用し 利用し て、映像を表示する。 エ：電子銃から発射した電子ビームを管面の蛍光体に当てて発光させ、文字 や映像を表示する。 プラズマディスプレイは、ガス放電に伴う発光で表示します。イは

  解説

TFT液晶ディ TFT 液晶ディスプレイ スプレイ、 、ウは有機 EL ELディスプ ディスプレイ、 レイ、エは エは CRT CRTディ ディ

スプレイの説明です。

解答：ア

基本情報技術者試験 平成24年秋

96dpiのディスプレイに12ポイントの文字をビットマップで表示したい。 正方フォントの縦は何ドットになるか。ここで、1ポイントは1／72イン チとする。 ア：8 イ：9 ウ：12 エ：16 1 ポイントが ポイントが1／72 1／72インチのとき、 インチのとき、12 ポイントの文字の大き ポイントの文字の大きさは、 さは、

第  1 章 ●

ハ ー ド ウ ェ ア

解説

1／72×12＝1／6インチとなります。このとき、1インチあた りのドット数が96のディスプレイに表示すると、ドット数は96×1／ 6＝16になります。

解答：エ

051  

1

 

 7

★ ★ ★

入出力インタフェース

●インタフェースとは CPUなどのようにコンピュータ内部にあるのではなく、外からコンピュータに つなげて使うディスプレイやキーボードなどのハードウェアを周辺機器 つなげて使うディスプレイやキーボードなどのハードウェアを 周辺機器といいま といいま す。コンピュータと周辺機器をつなぐケーブル す。コンピュータと周辺 機器をつなぐケーブルの接続口 の接続口（ コネクタ ）の形やデータ をやりとりする方法は、どのメーカで作られた機器でもちゃんと接続して使えるよ うに、共通の決まりに従って作られています。この共通の決まりのことを 規格 規格とい とい い、コンピュータと周辺機器をつなぐ規格をインタフェース い、コンピュータと周辺機器をつなぐ規格を インタフェースといいます。 といいます。 〈インタフェース 〉   



 

 



●インタフェースの種類 インタフェースにはいくつか種類があり インタフェースには いくつか種類がありますが、 ますが、代表的なものは以 代表的なものは以下のとおりです。 下のとおりです。 〈インタフェースの種類〉

種類

特徴

ユーエスビー

かい

USB

 

一番よく使われているインタフェース。USBハブを介 してツ リー状にすれば、最大127台まで周辺機器を接続できる。電 源を入れたまま抜き差しできるホットプラグ機能に対応

アイトリプルイーイチサンキュウヨン

IEEE1394

 

形状と特徴はUSBに似ているが、USBよりも伝送速度が速 いので、データ量の多いディジタルカメラ、ビデオなどで利 用される。最大63台接続でき、ホットプラグ機能に対応

エーティーエー

シリアルATA  

磁気ディスクや光ディスクなどの内蔵周辺機器とPCを接続 する高速なインタフェース。接続されている機器の電源を入 れたまま交換できるホットスワップ機能に対応している

052  

1-7 入出力インタフェース

種類

特徴

スカジー

エイチディーディー

SCSI

 

外付けのハードディスクドライブ（ HD D ）や、 や、プリン プリンタな タな どの周辺機器をPCと接続するインタフェース。今はあまり 使われない

アイディーイー

IDE

シーディーロム

 

こ れ も こ  知っ と

コンピュータ内蔵のHDDやC D-ROM装置の接続に使うイン タフェース

デイジーチェーン接続とスター型接続 IEEE1394やSCSIなど、複数の機器を数珠つなぎに接続す る配線方法をデイジーチェーン接続 る配線方法を デイジーチェーン接続といいます。USBハブな といいます。USBハブな ど、中心となる1台の機器にまとめて接続する配線方法をス ど、中心となる1台の機器にまとめて接続する配線方法を ス ター型接続といいます。 ター型接続といいます。

●ワイヤレスインタフェース インタフェースには、ワイヤレス方式で接続するものもあります。ワイヤレス方 式とは、ワイ 式とは 、ワイヤ ヤ（ コード ）＋レス（無い （無い） ） 、つまりコー 、つま りコードを使 ドを使わずに わずに接続す 接続する無線 る無線方 方 式です。代表的なワイヤレスインタフェースは、以下のとおりです。 〈ワイヤレスインタフェースの種類〉

種類

特徴

ブ ル ー ト ゥ ー ス

Bluetooth

 

免許不要の2.4GHz帯の電波を使ってデータを転送する。数 十メートルの比較的短い距離でのデータ転送に使うことがで き、PC間の通信や、携帯電話や家庭用ゲーム機のコントロー ラに利用されている

第  1 章 ●

ハ ー ド ウ ェ ア

アイア ルディ

IrDA

 

赤外線を使ってデータを転送する。携帯電話同士など、ごく 近い距離のデータ通信に使われる

ココが 出る！

用語

［USB］：ハブを使って最大127台まで接続可能。ホットプ ラグ対応 ［ IEEE IEEE1394 1394］ ］：USBよりも速い。ホットプラグ対応

053  

ココが 出る！

用語

：内蔵の磁気ディスクや光ディスクの接続に ［シリアルATA］ 利用。ホットスワップ対応 ：内蔵のHDDやCD-ROM装置の接続に利用 ［IDE］ ［デイジーチェーン接続］：複数の機器を数珠つなぎに接続する 配線方法 ［Bluetooth］：ワイヤレスインタフェース。データの転送に 免許不要の2.4GHz帯の電波を使う ［IrDA］：ワイヤレスインタフェース。データの転送に赤外線 を使う

基本情報技術者試験 平成21年秋

USB の説明はどれか。 ア：PCに内蔵されるCD-ROM装置、DVD装置などを接続するためのパラ レルインタフェースである。 イ：磁気ディスク、プリンタなどをデイジーチェーンで接続するパラレルイ ンタフェースである。 ウ：ハブを介してツリー状に機器を接続できるシリアルインタフェースで ある。 エ：プリンタなどに赤外線を使ってデータを転送するシリアルインタフェー スである。 キーワード は「 ハブを介し てツリー状 に機器を接 続」 続」です。アは です。アは

  解説

IDE、イはSCSI、エはIrDAです。

解答：ウ

054  

1-7 入出力インタフェース

基本情報技術者試験 平成20年春

携帯電話同士でアドレス帳などのデータ交換を行う場合に使用される、赤外

第  1 章

線を用いるデータ転送の規格はどれか。 ●

ア：IEEE 1394

ハ ー ド ウ ェ ア

イ：IrDA ウ：PIAFS エ：RS-232C

解説

赤外線を用いたデータ転送規格は、IrDAです。IEEE1394は、高 速シリアルインタフェース規格です。PIAFS 速シリアルインタフェース規格 です。PIAFS は、PHS にコンピュー

タをつないで高速データ通信（ ディジタル 64kbps ）をするための規格で す。RS-232Cは、パソコンとモデムの接続に使用される規格です。 解答：イ

055

 

ソフトウェア

 

2

★ ★ ★

1

ソフトウ ソフ トウェ ェアと OS

●ソフトウェアの分類 この章ではコンピュータを構成する要素のうち、ソフトウェアについて説明して いきます。 ソフトウェアは、コンピュータ内で果たす役割によって、 基本ソフトウェア、応 用ソフトウェア、ミドルウェアの3つに分けることができます。 〈ソフトウェア分類〉

   

●基本ソフトウェア 基本ソフトウェア は、ハードウェアを制御したり、様々なソフトウェアの動作

を管理するなど、コンピュータを動作させるための基本機能を提供するソフト            オ ウェアです。WindowsやMac OS、UNIXなどの OS（オペレーティングシ ステム ）は基本ソ は基本ソフトウェア フトウェアです。 です。 ●応用ソフトウェア

基本ソフトウェアの上で動くソフトウェアが、 応用ソフトウェア です。私たち の仕事を直接助けてくれるソフトウェアで、アプリケー アプリケーション ション（ソフト （ソフトウェア ウェア ）

  



ともいいます。ワープロソフトのWord、表計算ソフトのExcelなどは応用ソ フトウェアです。 ●ミドルウェア ミドルウェアは、応用ソフトウェアと基本ソフトウェアの中間に位置し、多く

の応用ソフトウェアが共通に利用する専門的な機能を提供するソフトウェアで 058  

と OS 2-1 ソフトウェア ソフトウェアと

す。特定分野で多くの応用ソフトウェアが必要とする機能、例えば、データ ベースの管理機能を提供します。このミドルウェアをデータベース管理システ 

ム（ D B M S ） （「8 「8-6 -6 デー データベ タベース ース管理 管理シス システム テム 」を参 を参照） 照）とい といいま います。 す。応用 応用ソ ソ フトウェアは、DBMSを呼び出すことで、複雑な手続きなしにデータベース を使うことができます。

こ れ も こ  知っ と

●        ョ 

 ロ   

ェ

A P I（ Application Program Interface）

アプリケーションから、OSが用意する各種機能を利用するた めの仕組みを API といいます。例えばWindowsなどのOSは、 アプリケーション アプリケ ーション向けに 向けに「 ウィンド ウィンドウを表示 ウを表示する」 する」といった といったよく よく 使う機能をAPIとして提供しています。開発者は必要な機能の APIを使ってプログラミングすればよいため、開発の効率が上 がります。

ココが 出る！

第  2 章

用語

［API］ ：応用ソフトウェアから、OSが用意するいろいろな機

能を利用するための仕組み

●基本ソフトウェアの構成 基本ソフトウェアは、 制御プログラム、言語プロセッサ、サービスプログラムの 3つのソフトウェアで構成されています。 〈基本ソフトウ 〈基本ソフ トウェア ェア 〉

ソ フ ト ウ ェ ア

 

       

059  

●制御プログラム 制御プログラムは、基本ソフトウェアの核となる部分で、コンピュータのハー

ドウェアやソフトウェアの動作を制御するソフトウェアです。主な機能にジョ ブ管理やタスク管理などがあります。この制御プログラムだけをOSと呼ぶこ ともあります。 ●言語プロセッサ  ャ 



言語プロセッサは、 は、J JavaやC などのプログラム言語で書かれたプログラムを、

コンピュータが理解し、実行できる 機械語に変 に変換す 換するソ るソフト フトウェ ウェアで アです す（「5 「5-6 -6 プログ ログラミ ラミン ング 」参照 参照） ） 。 ●サービスプログラム サービスプログラムは、利用者のサポートやシステムの定期作業など補助的に

さまざまな機能を提供するソフトウェアです。例えば、文字のみのファイルを 作成したり編集したりするテキストエディタなどがあります。

●OSの役割 OS（オペレー （オペレーティングシ ティングシステム ステム ）は、応用ソフ は、応用ソフトウェアや トウェアやミドルウ ミドルウェアが効率 ェアが効率的 的 にコンピュータを利用するために、以下のような役割をこなしています。 ●ハードウェアを管理する 

C PU や主記憶など、限られた や主記憶など、限られたハードウェアの資源を効率よく使 ハードウェアの資源を効率よく使えるよう、う えるよう、う まく仕事を割り振ります（ 「２-2 タスク管理」 「２-3 記憶管理」参照）。 〈ハードウェア資源の管理〉 

              

  



          

060  

2-1 ソフトウェア ソフトウェアと と OS

●ファイルを管理する

データの入れ物であるファイルを作ったり、ファイルが間違った使われ方をし ないように管理します（ 「2- 4 ファ ファイル管理」参照）。 ●周辺機器を管理する

マウスやプリンタなどの周辺機器を、ユーザがスムーズに使えるよう手助けし ます。新しい周辺機器を接続したときには、周辺機器をアプリケーションから

第  2 章 ●

操作できるようにするためのソフトウェアであるデバイスドライバをOSにイ ソ フ ト ウ ェ ア

ンストールする必要があります。

基本情報技術者 基本情 報技術者試験 試験 平成 20年春

OSにおけるAPI（ Applicati Application on Program Interface ）の説明として、適切 なものはどれか。

ア：アプリケーションがハードウェアを直接操作して、各種機能を実現する ための仕組みである。 イ：アプリケーションから、OSが用意する各種機能を利用するための仕組 みである。 ウ：複数のアプリケーション間でネットワークを介して通信する仕組みで ある。 エ：利用者の利便性を図るために、各アプリケーションのメニュー項目を統 一する仕組みである。 APIは、OSが用意したいろいろな機能を、アプリケーションから

  解説

呼び出して利用するための仕組みです。

解答：イ

061  

2

 

★ ★ ★

2

タスク管理

●タスク管理の役割 コンピュータは、私たちがアプリケーションで行う操作を、細かい仕事単位で ある タスク に分解して、処理しています。タスクはコンピュータから見た仕事の オーエス

単位です。システムによってはプロセス とも呼ばれます。OSは、コンピュータ シーピーユー

のあちこちで無駄な空き時間が出ないように、タスク単位で細かくCPUや主記憶 を割り当て、コンピュータ全体として効率的な処理が行われるように制御してい ます。 〈コンピュータの仕事の単位〉 

    

     

      



●タスクの状態遷移 OSは、CPUの使用権を適切に割り当てるために、タスクを次の3つの状態に 分けて管理します。 〈タスク 〈タ スクの の 3 つの状態〉

状態

概要

実行可能状態   タスクがCPUが使えるようになるのを待っている状態

実行状態

 

タスクがCPUを使って実行している状態

待ち状態

 

自分が要求した入出力動作が終わるのを待っている状態

タスクの状態遷移は次のようにして行われます。 062  

2-2 タスク管理

〈タスクの状態遷移図〉

 

 

     

  



第  2 章 ●

 

 



①実行可能状態から実行状態へ

タスクが生成されると、まず実行可能状態となります。いくつものタスクがこ の状態で待っています。自分の番が来てCPUが使えるようになると、実行状 態へ移ります。 ②実行状態から実行可能状態へ

割り当てられたCPUの使用時間を使い切ったときや、実行中に別のタスクか らCPUの使用権を奪われた場合、実行状態のタスクは一時中断し、再び実行 可能状態になります。 ③実行状態から待ち状態へ

実行状態中に入出力動作が発生すると、自分が要求した入出力処理が終わるま で待ち状態となります。 ④待ち状態から実行可能状態へ

入出力処理が終了すると、再び実行可能状態になります。

ココが る！

スキル

ソ フ ト ウ ェ ア

出 →それぞれのタスクの状態と、どんな条件によって状態が変化 するかを、状態遷移図と一緒に覚えておこう。

063  

●タスクのスケジューリング方式 タスクがいくつも存在している場合、どういう順番でタスクを実行すべきかを決 める必要があります。この方法をタスクスケジューリング方式といい、主に次の2 つがあります。 〈タスクのスケジューリング方式〉

方式

優先度方式

説明

 

プライオリティ方式ともいう。優先度の高いタスクから順番に 実行する方式

タイムスライス 複数のタスクに対して、均等にCPU処理時間を割り当て、順

番通りに次々と実行する方式。ラウンドロビン方式ともいう

方式

 も こ れ こ  知っ と

ノンプリエンプティブなスケジューリング方式 OSがタスクを切り替えるのではなく、実行状態のタスクがみ

ずから待ち状態に遷移するか終了するまで、他のタスクが実行 状態に遷移しない方法をノンプリエンプティブ なスケジューリ ング方式といいます。反対に、OSが強制的にタスクを切り替 える方法は、プリエンプティブなスケジューリング方式です。

●マルチプログラミング タイムスライス方式では、非常に小さな時間単位でタスク処理を実行していくた め、まるで複数のタスクが同時並行で処理されているように見えます。見かけ上、 いくつものプログラムが同時に実行されているように見えるOSの働きをマルチプ ログラミングといいます。マルチタスク、多重プログラミングとも呼ばれます。

●割込み処理 実行中のタスクを一時中断して、別のタスクの処理に切り替える仕組みを 割込み 処理といいます。割り込んだタスクの処理が終わると、割り込まれたタスクの処理

が再開されます。割込みは、その理由によって 内部割込みと外部割込みに分けられ ます。

064  

2-2 タスク管理

〈内部割込み〉

割込みの種類

説明

 

プログラム割込み

エスブイシー

S VC割込み

 

桁あ ふれやゼ 桁あふれ やゼロに ロによる よる除算 除算（ （「3 「3-5 -5 誤差 誤差」 」参照 参照） ）など など、プ 、プ ログラム上のエラーによって発生する割込み プログラム内部から入出力装置を使うときなど、監視プ ログラム ログラ ム（ SV SVC C：Sup ：SuperV erViso isorr Call ）を呼び を呼び出すと 出すときに発 きに発 生する割込み

〈外部割込み〉

割込みの種類

説明

マシンチェック割込み   ハードウェアの誤動作や故障により発生する割込み 入出力割込み

 

タイマ割込み

 

こ れ も こ  知っ と

入出力動作が終了したときに発生する割込み プログラムの実行時間が割り当てられた時間を超えたと きに、指定された時間が経過したらその旨を通知するイ ンターバルタイマによって発生する割込み

スプーリング

タスクを実行するCPUの処理速度に比べると、入出力装置の 処理速度は極端に遅くなります。そのため、タスクの実行結果 である出力データを一時的に高速な補助記憶装置に蓄えること で、印刷など出力までの待ち時間を減らす方法を スプーリング といいます。 〈スプーリ 〈スプ ーリング ング 〉





 



    

  





第  2 章 ●

ソ フ ト ウ ェ ア

065  

ココが 出る！

用語

［ ノン ノンプリ プリエン エンプテ プティブ ィブ ］ ：実行状態のタスクがみずから待ち

状態に遷移するか終了するまで、他のタスクが実行状態に遷移 しない ［スプーリ ［スプ ーリン ング ］ ：低速な装置への出力データを一時的に高速

な補助記憶装置に蓄え、待ち時間を減らす スキル

→それぞれの割込みが、内部割込みか外部割込みのどちらに分 類されるかを理解しておこう。

基本情報技術者 基本情報 技術者試験 試験 平成 23年秋

図はマルチタスクで動作するコンピュータにおけるタスクの状態遷移を表し たものである。 たものであ る。実行状態 実行状態のタスクが のタスクが実行可能状 実行可能状態に遷移す 態に遷移するのはど るのはどの場合か。 の場合か。 





ア：自分より優先度の高いタスクが実行可能状態になった。 イ：タスクが生成された。 ウ：入出力要求による処理が完了した。 エ：入出力要求を行った。

  解説

実行状態のタスクが実行可能状態に遷移するのは、より優先度の高 いタスクにCPU使用権を奪われたときや、CPU割当て時間を使い

切ったときです。

解答：ア

066  

2-2 タスク管理

基本情報技術者 基本情 報技術者試験 試験 平成 26年秋

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

第  2 章

エ：メモリパリティエラーが発生したことによる割込み

●

内部割込みは、プログラムの中で入出力装置を使うときやプログラ

  解説

ムの誤りによって起こる割込みです。

解答：イ

基本情報技術者 基本情 報技術者試験 試験 平成 27年春

スプーリングの説明として、適切なものはどれか。 ア：キーボードからの入力データを主記憶のキューに一旦保存しておく。

イ：システムに投入されたジョブの実行順序を，その特性や優先順位に応じ て決定する。 ウ：通信データを直接通信相手に送らず，あらかじめ登録しておいた代理に 送る。 エ：プリンタなどの低速な装置への出力データを一旦高速な磁気ディスクに 格納しておき，その後に目的の装置に出力する。

スプーリングは、低速な装置への出力データを一時的に高速な補助 記憶装置に蓄えることで、印刷など出力までの待ち時間を減らす方

  解説

法です。

解答：エ

ソ フ ト ウ ェ ア

067  

2

 

3

★ ★ ★

記憶管理

●記憶管理の役割 主記憶装置は価格も高く、容量も限られています。限られた主記憶装置の容量を 効率的に使用するために、OSは記憶管理を行います。記憶管理には、主記憶その じつきおくかんり

ものを効果的に使用するための 実記憶管理と、補助記憶の一部をあたかも主記憶を かそうきおくかんり

使っているかのように見せかける 仮想記憶管理があります。

●実記憶管理 同時に複数のプログラムを実行す 同時に複数のプロ グラムを実行することができるマ ることができるマルチプログラミン ルチプログラミング グ（ マルチ タスクともいう） タスクともい う）では、複数の では、複数のプログラムを プログラムを主記憶に読 主記憶に読み込みます。主 み込みます。主記憶の容量 記憶の容量 は限られているので、複数のプログラムをできるだけ無駄がないように主記憶に配 置する必要があります。主記憶を有効活用するための方法には、 区画方式、スワッ ピング方式などがあります。

●区画方式 区画方式は、主記憶をいくつかの区画に分割して、プログラムに割り当てる方

法です。 固定区画方式（固定長方式 （固定長方式） ）では、決まったサイ では、決まったサイズに区画を分 ズに区画を分割します。プロ 割します。プロ

グラムに割り当てた区画の中に余った領域ができても、他のプログラムは使用 できないため無駄が発生しますが、メモリの獲得や返却などの処理時間は一定 です。 一方、可変区画方式（可変長方式） （可変長方式）は、プログラムの は、プログラムのサイズに合わせ サイズに合わせた大きさ た大きさ で区画を分割し、割り当てる方法です。区画のサイズは必要に応じて変えられ るため、無駄が出ません。余った領域を使用でき効率的ですが、処理手順が複 雑になるため遅くなります。

068  

2-3 記憶管理

〈固定区画方式と可変区画方式〉     

       

    



  







 

    

ココが 出る！

           

    

用語

［固定区画方式］：主記憶の使用効率は悪いが、処理時間は一定

で速い ［可変区画方式］：主記憶の使用効率はよいが、処理速度は不定

で遅い

●スワッピング方式

OSがプログラムを読み込もうとした際に主記憶の容量が足りないとき、優先 度の低いプログラムを一時的に中断して補助記憶に退避させ、優先度の高いプ ログラムを実行させるOSの機能を スワッピング方式といいます。スワッピン グとは、プロ とは、プログラムを補 グラムを補助記憶に 助記憶に待避させた 待避させたり り（スワッ （スワップアウト プアウト ） 、主記憶に戻 、主記憶 に戻

したり（スワ （スワップイ ップイン ン ）するこ することを指 とを指してい しています。 ます。 〈スワッピング方式〉 

        

   

第   2 章 ●

ソ フ ト ウ ェ ア

069  

こ れ も こ  知っ と

メモリリーク

OSやアプリケーションのバグが原因で、動作中に確保した主 記憶が解放されないことをメモリリークとい といいま います。 す。メモ メモリリ リリー ー クが発生すると、主記憶中の利用可能な部分が減少します。

●仮想記憶管理 コンピュータで実行するプログラムのサイズは年々大きくなり、また同時に実行 するプログラムの数も増えています。しかし、主記憶の容量不足に対して、これま で見てきたような主記憶の効率的な使い方だけでは限界があります。そこで考えら れたのが、補助記憶の一部を主記憶であるかのように見せかけて、実際の主記憶よ りもはるかに大きな記憶領域を仮想的に作り出す方法です。これを 仮想記憶システ ムといいます。主記憶であるかのように見せかけた補助記憶上の領域を仮想記憶と

いいます。主記憶と仮想記憶をうまく連携させることで、大きなプログラムや多く のプログラムを実行します。 〈仮想記憶管理〉 









●ページング方式

仮想記憶システムにおけるメモリ割当ての代表的な方式は、 ページング方式で す。ページング方式とは、主記憶と補助記憶をそれぞれ決まった大きさのペー ジに分割し、対応づけて管理する方法です。処理に必要なページを動的に主記 憶に割り当てることによって、主記憶を効率的に使用できます。 ページングと は、命令 命令の実 の実行 行中、主記憶 記憶上に 上に必 必要な 要なペー ページ ジがな がない い（ページフォールト ）場合に、 不要なページを補 不要なペ ージを補助記憶へ追 助記憶へ追い出した い出したり り（ ページアウト ） 、必要 必要なペ なペー ージを ジを主 主 記憶に読み 記憶 に読み込ん 込んだり だり（ ページイン ）すること することを指して を指しています。 います。ページン ページングは次 グは次 のような流れで実行されます。

070  

2-3 記憶管理

〈ページングの流れ〉                

























        

  

   

ページアウトするページを決定する方法には、次のようなものがあります。 〈ページ置換 〈ペー ジ置換えア えアルゴ ルゴリズム リズム 〉

方式名

方法

ファイフォ

FIFO方式

 

ページが読み込まれた順にページアウトする方式。FIFOは First-In Fir irst st-O -Out ut（先 （先入れ 入れ先出 先出し） し）の略 ファーストイン フ ァ ー ス ト ア ウ ト

エルアールユー

LRU方式

 

最後に参照された時間が古い順にページアウトする方式。 リ ー ス ト リーセントリー ユーズド LRUはLeast Recently Use sed d（一 （一番昔 番昔に使 に使われ われた） た）の略

 

参照された回数が少ない順にページアウトする方式。LFUは フリークエントリー ユ ー ズ ド Least Frequently Use sed d（使わ （使われた れた回数 回数が一 が一番少 番少ない ない） ）の略

エルエフユー

LFU方式

リ ー ス ト

こ れ も こ  知っ と

スラッシング

仮想記憶システムにおいて、プログラムが過大なメモリを要求 したためページングが頻繁に発生し、システム性能が低下する ことをスラッシングといいます。

第  2 章 ●

ソ フ ト ウ ェ ア

071  

ココが 出る！

用語

［メモリ ［メ モリリー リーク ク］ ：OSなどのバグが原因で、動作中に確保した

主記憶が解放されない ［仮想記憶］：補助記憶の一部を主記憶に見せかけて、実際の主

記憶容量よりも大きな記憶空間を使用できる ［ページング方式］ ：主記憶と補助記憶をページ単位で区切り、

対応づけて管理する方式 ［ページ ［ペ ージイン イン ］ ：必要なページを主記憶に読み込む ［ページアウ ［ペー ジアウト ト］ ：不要なページを補助記憶へ追い出す ［ページフォール ［ページ フォールト ト］ ：主記憶上に必要なページがない ［FIFO方式］ ：一番古くから存在するページを置き換える方式 ［LRU方式］ ：最後に参照されてから経過時間が最も長いペー

ジを置き換える方式 ［LFU方式］ ：最も参照回数が少ないページを置き換える方式 ［スラッシ ［スラ ッシング ング ］ ：ページングが頻繁に発生し、システム性能

が低下 スキル

→ページングの流れについて、主記憶に存在しないページにア クセスした場合の処理手順を理解しておこう。

072

 

2-3 記憶管理

基本情報技術者 基本情 報技術者試験 試験 平成 24年春

様々なサイズのメモリ資源を使用するリアルタイムシステムのメモリプール 管理において、可変長方式と比べた場合の固定長方式の特徴として、適切な ものはどれか。

ア：メモリ効率が良く、獲得及び返却の処理速度は遅く一定である。

第

イ：メモリ効率が良く、獲得及び返却の処理速度は遅く不定である。

 2 章

ウ：メモリ効率が悪く、獲得及び返却の処理速度は速く一定である。

●

エ：メモリ効率が悪く、獲得及び返却の処理速度は速く不定である。 固定長方式ではアルゴリズムが単純で、処理速度が速く一定です。

  解説

また、区画に 区画に未使用 未使用領域が 領域が発生す 発生するため るため、 、メモリ メモリ効率が 効率が悪くな 悪くなります ります。 。

 

解答：ウ

基本情報技術者 基本情 報技術者試験 試験 平成 25年秋

メモリリークの説明として、適切なものはどれか。

ア：OSやアプリケーションのバグなどが原因で、動作中に確保した主記憶 が解放されないことであり、これが発生すると主記憶中の利用可能な部 分が減少する。 イ：アプリケーションの同時実行数を増やした場合に、主記憶容量が不足し、 処理時間のほとんどがページングに費やされ、スループットの極端な 低下を招くことである。 ウ：実行時のプログラム領域の大きさに制限があるときに、必要になったモ ジュールを主記憶に取り込む手法である。 エ：主記憶で利用可能な空き領域の総量は足りているのに、主記憶中に不連 続で散在しているので、大きなプログラムをロードする領域が確保でき ないことである。 メモリリークとは、動作中に利用可能な主記憶がだんだん減ってい

  解説

く現象です。OSやアプリケーションが占有した主記憶領域を、バ

グなどが原因で解放しないで放置するために起きます。

解答：ア

073

ソ フ ト ウ ェ ア

 

基本情報技術者 基本情報 技術者試験 試験 平成 20年秋

ページング方式の仮想記憶において、主記憶に存在しないページをアクセス した場合の処理や状態の順番として、適切なものはどれか。ここで、主記憶 には現在、空きのページ枠はないものとする。

ア：置換え対象ページの決定 → ページイン → ページフォールト → ページ アウト イ：置換え対象ページの決定 → ページフォールト → ページアウト → ペー ジイン ウ：ページフォールト → 置換え対象ページの決定 → ページアウト → ペー ジイン エ：ページフォールト → 置換え対象ページの決定 → ページイン → ページ アウト

解説

主記憶に存在しないページをアクセスすると、ページフォールトが

発生します。そこで置換え対象ページを決定し、主記憶で不要なペ ージを仮想記憶に ージを仮 想記憶に戻します 戻します（ページ （ページアウト アウト ） 。その後、仮想記 。その後 、仮想記憶から必 憶から必要な 要な

 

ページを読み ページ を読み込みま 込みます す（ペー （ページイン ジイン ） 。

解答：ウ 解答： ウ

基本情報技術者 基本情報 技術者試験 試験 平成 25年春

仮想記憶管理におけるページ置換えの方式のうち、LRU制御方式はどれか。

ア：各ページに参照フラグと変更フラグを付加して管理し、参照なしかつ変 更なしのページを優先して置き換える イ：主記憶にある全てのページを同一の確率でランダムに選択し、置き換 える ウ：最も長い間参照されていないページを置き換える エ：最も長い間主記憶にあったページを置き換える

  解説

074  

LRU（ Least Recently Used ）方式は、最 方式は、最後に使わ 後に使われてから最 れてから最も も 長い時間が経過したページを置き換える方式です。

解答：ウ

2-3 記憶管理

基本情報技術者 基本情 報技術者試験 試験 平成 27年春

仮想記憶方式のコンピュータシステムにおいて、処理の多重度を増やしたと ころ、ページイン、ページアウトが多発して、システムの応答速度が急激に 遅くなった。 このような現象を何というか。 第  2 章

ア：オーバレイ イ：スラッシング ウ：メモリコンパクション

●

エ：ロールアウト 仮想記憶方式のシステムにおいて、ページングが頻繁に発生し、シ

  解説

ステム性能が低下する現象をスラッシングといいます。

解答：イ

075  

ソ フ ト ウ ェ ア

★ ★

2

4

  ファイル管理

オエ

● OS のフ のファイ ァイル ル管理 ここでは、OSの仕事の1つである ファイル管理の仕組みについて説明します。 コンピュータは、文書、音声、画像、動画などのさまざまな種類のデータを扱いま す。OSは、これらのデータをファイルという単位で管理しています。ファイルは、 カテゴリごとにフォルダという入れ物を使って整理するとすっきりします。

●ディレクトリ フォルダはディレクトリともいいます。ディレクトリの中には、ファイルだけで なく他のディレクトリも入れることができ、図にすると以下のようになります。こ かいそうこうぞう

のように、上から下に段々になっている形を 階層構造といいます。 〈ディレクトリとファ 〈ディレク トリとファイル イル 〉







 











階層構造の一番上にあるディレクトリを ルートディレクトリ、下にあるディレク トリをサブディレクトリと呼びます。また、現在操作の対象となっているディレク トリをカレントディレクトリ といいます。  

076  

2-4 ファイル管理

こ れ も こ  知っ と

ホームディレクトリ

複数の利用者が１つのコンピュータを使用するOSでは、利用 者ごとに専用のディレクトリが用意されます。各利用者がファ イルの保存などに使用できる最上位のディレクトリをホーム ディレクトリといいます。

第  2 章 ●

●パスの指定 コンピュータでは、どこかのディレクトリに保存されている目的のファイルにた どりつくまでの道順を示さなければならないことがよくあります。その道順のこと をパスといいます。 パスの表し方には、ルートディレクトリからたどった場合の道順で示す 絶対パス そうたい

と、カレントディレクトリからたどった場合の道順で示す 相対パスがあります。ど ちらも、決められた記号を使って表します。 例えば、今デパートの5階にいるとします。13階にある紳士服売り場への行き 方を教えるときに、基点となる1階入口からの道順を教えるのが絶対パスです。今 現在いる5階からの行き方を教えるのが相対パスです。 〈パスで使う記号〉

記号

意味

「 / 」また または は「¥ 「¥」 」   ディレクトリの区切りの記号。パスの先頭に使うときは、ルー

トディレクトリを意味する 「..」

 

1 つ上の階層に移動。相対パスの指定でしか使われない

「.」

 

カレントディレクトリ

パスで使用する記号については、試験問題の文中に説明があるの で、必ず暗記しなければいけないものではありません。ただし、 本番で迷わないためにも、どのようなものがあるかはきちんと確 認しておきましょう。

077  

ソ フ ト ウ ェ ア

●絶対パス 絶対パスでは、ルートディレクトリから目的のディレクトリやファイルまでの道 順をすべて記載し 順をすべ て記載します。例 ます。例えば下の えば下の図で、 図で、「物理レ 「物理レポート ポート 」というフ というファイルま ァイルまでの での 絶対パスは次のように表現します。 〈絶対パス 〈絶対 パス 〉





 





  

 

 



●相対パス 相対パスは、現在作業中のディレクトリであるカレントディレクトリから目的の ディレクトリやファイルまでの道順を記載します。例えば下の図で、カレントディ レクトリが レクト リが「物理 「物理」 」ディレ ディレクトリ クトリである である場合、 場合、「数学 「数学レポー レポート ト 」という というファイ ファイルまで ルまで の相対パスは次のように表現します。 〈相対パス 〈相対 パス 〉

   





 



 

 

ココが 出る！

 



  

用語

［絶対パス名］：ルートディレクトリから対象ファイルへのパス

名

078  

2-4 ファイル管理

ココが 出る！

スキル

→絶対パスや相対パスの読み方が分かるようにしておこう。

基本情報技術者 基本情報 技術者試験 試験 平成 21年春

絶対パス名¥a¥a¥b¥cをもつディレクトリがカレントディレクトリである とき、相対パス名.¥..¥..¥a¥b¥leをもつファイルを、絶対パス名で表現 したものはどれか。ここで、ディレクトリ及びファイルの指定方法は、次の 規則に従うものとする。 〔ディレクトリ及びファイルの指定方法〕 （1） （1 ）ファ ファイル イルは、 は、 “ディレ “デ ィレクト クトリ名 リ名¥… ¥…¥デ ¥ディレ ィレクト クトリ名 リ名¥フ ¥ファイ ァイル名 ル名” ”のよ のよう う に、経路 に、 経路上の 上のディ ディレク レクトリ トリを順 を順に に“¥ “¥” ”で区 で区切っ 切って並 て並べた べた後に 後に“¥ “¥” ”とフ とファイ ァイル ル 名を指定する。 （2） （2 ）カレ カレント ントディ ディレク レクトリ トリは は“ . ”で表 で表す。 す。 （3）1 階層上 階層上のディ のディレクト レクトリは リは“ .. ”で表す で表す。 。 （4）始まり 始まりが が“¥”のとき のときは、左 は、左端にル 端にルートデ ートディレク ィレクトリが トリが省略さ 省略されてい れているも るも のとする。 （5）始まりが“¥”、 “.” 、 “ .. ”のいずれでもないときは、左端にカレントディ レクトリ配下であるこ レクトリ配 下であることを示す とを示す“ .¥”が省略され が省略されているもの ているものとする。 とする。

ア：¥a¥b¥fle

イ：¥a¥a¥b¥fle

ウ：¥a¥a¥a¥b¥fle

エ：¥a¥a¥b¥a¥b¥fle

解説

 



 





  







  



解答：ウ

079  

第  2 章 ●

ソ フ ト ウ ェ ア

基本情報技術者 基本情報 技術者試験 試験 平成 26年秋

ファイルシステムの絶対パス名を説明したものはどれか。

ア：あるディレクトリから対象ファイルに至る幾つかのパス名のうち、最短 のパス名 イ：カレントディレクトリから対象ファイルに至るパス名 ウ：ホームディレクトリから対象ファイルに至るパス名 エ：ルートディレクトリから対象ファイルに至るパス名

  解説

080  

絶対パス名は、ルートディレクトリから対象ファイルへの道順を表 したパス名です。

解答：エ

コンピュータで 扱うデータ

 

3

★ ★ ★

1

2 進数

●コンピュータ内部で扱うデータ 私たちユーザは、コンピュータに文字や数字などを入力し、処理させています。 しかし、コンピュータ自身は、実はオンとオフの2つの状態しか表現できません。 そのため その ため、コン 、コンピュ ピュータ ータ内部 内部では ではオフ オフを意 を意味す 味する る「0 「0」 」とオ とオンを ンを意味 意味する する「1 「1」 」の 2 つ の数字をいくつも組み合わせることで、あらゆるデータを表現します。 例えば、 例え ば、「 A 」とい という文 う文字を入 字を入力す 力すると、 ると、コン コンピュ ピュータは ータは「01 「01000 000001 001」 」とい という う 数字に置き換えて解釈します。コンピュータにとっては、その方が分かりやすく、 また、処理を単純化できるのです。 ここからは、コンピュータ内部で扱っているデータについて学習していきます。

●2進数→10進数の変換 私たちが使う10個の数字で表す数を 10進数 、コンピュータが使う2個の数字 10進数、コンピュータが使う2個の数字 で表す数を 2 進数 といいます。 進数といいます。 2進数は、桁が多いほど、より多くの情報を表現できます。2進数の1桁、つ まり0か1のいずれかで表現できる情報は2種類だけなのに対し、2桁では00、 01、10、11の4種類の情報を表現できます。 10進数の数字は、1加算するたびに0、1、……9と増えていき、9に1加算す ると、桁が 1 つ上がって 10 になりますが、2 進数の場合は 進数の場合は1 1 加算するたびに 加算するたびに0、 0、1、 と増えていき、1に1加算すると、すぐに桁が1つ上がって10になります。 〈10進数と2進数〉 

  























 















  







 



 

2進数を10進数に変換する場合、重みを使って計算すると便利です。 2進数を10進数に変換する場合、重み を使って計算すると便利です。 082  

3-1 3-1

2 進数

例えば 例え ば 10 進数 進数の の「1 「123 234」 4」とい という数 う数字は 字は、 、ばら ばらばら ばらにす にすると ると「（1 × 10 1000 00） ）＋（2

× 100 100） ）＋（3 × 10）＋（4 × 1）」と表す と表すことが ことができ できます。 ます。各桁の 各桁の数字に 数字に掛けて 掛けてい い る1000、100、10、1のことを重みといいます。 る1000、100、10、1のことを重み といいます。

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〈重み〉

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第  3 章

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●

上図のように、重みはすべて10の累乗で表されます。この重み付けの基本とな る10のことを基数 る10のことを といいます。 基数といいます。 2 進数の場合、基数は 2 となります。重みは、小数点から 左に向かっ て「20、 21、22、…… 、……」 」と増え と増えていき ていき、小数 、小数点以下 点以下は左か は左から右へ ら右へ「2 － 1、2 － 2、2 － 3、……」 と減っていきます。各桁の数字にこの重みを掛ければ、2進数を10進数に変換で きます。 〈2 進数→1 進数→10 0 進数の変 進数の変換〉 換〉

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こ れ も こ  知っ と

2進数の書き方

2 進数 進数の の「1101 「1101」 」は、そ は、そのま のまま ま「1101 「1101」 」と書 と書くと くと 10 進数 進数の の 数値と区別がつかないので、2進数であることを表すために 

「（1101）2」と数 と数値を 値をカッ カッコで コで囲ん 囲んで後 で後ろに ろに「2 「2」 」を小 を小さく さく添 添字 で付けます。同様に で付けま す。同様に、8 、8 進数であ 進数であれば れば「8」を、16 進数であ 進数であれ れ ば「1 「16」 6」と添 と添字を 字を付け 付けて表 て表記し 記します ます。 。 083  

●10進数→2進数の変換 今度は逆に、10進数を 今度は逆に、10 進数を 2 進数に変換してみまし 進数に変換してみましょう。例えば、10 ょう。例えば、10進数の 進数の「13」

コ ン ピ ュ ー タ で 扱 う デ ー タ

を 2 進数に変 進数に変換する場 換する場合、 合、「13」を 2 進数の基 進数の基数である 数である「2」でひたす でひたすら商が ら商が 0 にな るまで割っていき、その余りを逆から順に並べると、2進数になります。 〈10進数→2進数の変換〉 

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      小数部分の変換については、手順が異なりますので別々に計算して求めます。例 えば、10 えば、 10 進数の 進数の小数 小数「0. 「0.25」 25」を 2 進数に 進数に変換す 変換する場合 る場合、 、 「0.25」 「0. 25」を 2 進数の 進数の基数で 基数で ある「2 「2」 」でひ でひたす たすらか らかけ算 け算して していき いき、 、その その結果 結果の整 の整数部 数部分を 分を取り 取り出し 出します ます。こ 。これを れを、 、 小数部分が0になるまで繰り返し、取り出した整数部分を小数第1位から順に並べ ると、2進数に変換することができます。 〈小数部 〈小 数部分の 分の計算 計算 （10 進 数→ 2 進 数）〉

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こ れ も こ  知っ と

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有限小数と無限小数

とは小数部が有限のもの、無限小数 とは小数部が無限 有限小数とは小数部が有限のもの、 有限小数 無限小数とは小数部が無限 のものです。例 のもの です。例えば、10 えば、10 進数の「0.1」は有限 は有限小数で 小数ですが、1 すが、1 ÷ 3 の計算結 の計算結果である 果である「0.3 「0.333…… 33……」 」は無限小 は無限小数です。 数です。 10進数の有限小数を2進数に変換する場合、2進数は無限小 数になることがあります。例えば、1 数になることがあ ります。例えば、10 0 進数の「0.1」を 2 進数 に変換す に変 換すると ると、 、 「0.000 「0.0 0011 1100 0011 11…… ……」 」と無 と無限小 限小数に 数になり なります ます。 。 反対に、2進数の有限小数を10進数に変換すると必ず有限小 数になります。

084  

3-1 3-1

2 進数

●8進数と16進数 10進数と2進数のほかにも、8 進数 や 16進数 などが使われます。8 進数は、0、 進数や 16進数などが使われます。8

1、 7 で桁が 1 つ上がって 10 となります。16 進数は少し注意が必要です。0、1、 …9 のあと のあと、10 、10 進数で 進数でいう いう「10 「10～15 ～15」 」はアル はアルファベ ファベットの ットの「 A～F 」で表し で表します。 ます。 〈8進数と16進数〉

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8進数と16進数も、2進数⇔10進数と同じ手順で変換することができます。 ● 8進数、16進数→10進数 8 進数の「51 「512」 2」と 16 進数の「1F 「1FB B 」を 10 進数に 進数に変換し 変換します。 ます。

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変換後の 10 進数が分数になる場合もあり 進数が分数になる場合もあります。例えば、 ます。例えば、16 進小数の「 A.3C 」 を10進数に変換します。    

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085  

● 10進数→8進数、16進数 10 進数 進数の の「3 「330 30」 」を 8 進数 進数に、 に、 「507 「5 07」 」を 16 進数 進数に変 に変換し 換します ます。 。 〈10進数→8進数、16進数の変換〉

●

コ ン ピ ュ ー タ で 扱 う デ ー タ

〈8進数、16進数→10進数の変換〉 

第  3 章

 

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●2進数を8進数、16進数に変換 ● 2進数→8進数、16進数 2進数の3桁は、23 ＝8であるため8進数では1桁で表すことができます。 そのため、2進数の数字は、3桁ずつ区切って変換すると8進数になります。 例えば、「1010.01」という 2 進数を 3 桁ずつ区切る場合、小数点を基 桁ずつ区切る場合、小数点を基準にし 準にし て左側と右側 て左側 と右側でそれ でそれぞれ区 ぞれ区切りま 切ります。ま す。また、桁 た、桁が足り が足りない場 ない場合には 合には「0」を補い ます。よ ます 。よって って、 、 「001 「0 01 010 0 10.0 .010 10」 」とな となりま ります。 す。 ＜2進数→8進数＞

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同様に 様に、 、 2 進数 進数の の 4 桁は、24 ＝16であるため16進数の1桁に対応しています。 そのため、2進数の数字は、4桁ずつ区切って変換すると16進数になります。

086  

3-1 3-1

＜2進数→16進数＞

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2 進数

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第  3 章

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●

● 8進数、16進数→2進数 前述の逆を考えます。8進数の1桁を2進数の3桁に、16進数の1桁を4桁 ずつ2進数に変換します。 ＜8進数→2進数＞ 

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＜16進数→2進数＞ 

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087  

ココが 出る！

スキル

→2進数、8進数、16進数⇔10進数の変換ができるように しておこう。

コ ン ピ ュ ー タ で 扱 う デ ー タ

→小数や分数の形で出題されても変換できるようにしてお こう。 こう 。

●ビットとバイト 2 進 数 の 1 桁 をビ を ビ ット といい、ビットを複数並べたものをビット列といいま す。2 桁は「2 ビット 」 、8 桁は「8 ビット 」のビット列 のビット列です。逆に です。逆に、 、 「4 ビット 」と いえば、4桁の2進数を指します。例えば、10進数の5を8ビットで表すと、 00000101です。 1ビットでは0か1の21=2通りを、2ビットでは00、01、10、11の22=4 通りのビットパターン 通りのビッ トパターンを表すこと を表すことができま ができます。つまり す。つまり、 、n ビットで ビットでは、 は、2n 通りです。 さらに、8 ビットの ビットのまとまり まとまりを を 1 バイト といい、 単位は B または またはByte と書きます。 バイトと Byteと書きます。 ちなみにビットは英語で「 bit 」と書きます。ビットとバイト、紛 と書きます。ビットとバイト、紛らわしいので、間 らわしいので、間 違わないように気をつけてください。

ココが 出る！

スキル

→ビット⇔バイトの変換ができるようにしておこう。

基本情報技術者試験 平成26年秋

1  ——  —  を16進数の小数で表したものはどれか。 10進数の分数  — 32

ア：0.01

解説

イ：0.02

ウ：0.05

エ：0.08

1 1  —— ——2—  × 1 =  —  —— ———  アは、 — 16 256

1 2 1  —— ——2—  × 2 =  —  —— ———  =  —  —— ———  イは、 — 16 256 128 088  

3-1 3-1

1 5  —— ——2—  × 5 =  —  —— ———  ウは、 ウは 、 — 16 256 1 8 1  —— ——2—  × 8 =  —  —— ———  =  ——  ———  エは、 エは 、 — 16 256 32

2 進数

1  —— ——  を 16 進数の小数で表したも よって、10 進数の分数  — 進数の小数で表したものはエです。 のはエです。 32   解答：エ

基本情報技術者試験 平成22年春

●

16進小数2A.4Cと等しいものはどれか。

ア：25 ＋ 23 ＋ 21 ＋ 2 － 2 ＋ 2 － 5 ＋ 2 － 6 5

3

1

イ：2 ＋ 2 ＋ 2 ＋ 2

－1

＋2

－4

＋2

コ ン ピ ュ ー タ で 扱

－5

ウ：26 ＋ 24 ＋ 22 ＋ 2 － 2 ＋ 2 － 5 ＋ 2 － 6 エ：26 ＋ 24 ＋ 22 ＋ 2 － 1 ＋ 2 － 4 ＋ 2 － 5 16進小数2A.4Cを2進数に変換すると0010 1010.0100 1100になります。これを10進数で表すと、各桁の重みを掛けて

  解説

25 ＋ 23 ＋ 21 ＋ 2 － 2 ＋ 2 － 5 ＋ 2 － 6 になります。

解答：ア

基本情報技術者試験 平成26年秋

32ビットで表現できるビットパターンの個数は、24ビットで表現できる 個数の何倍か。

ア：8 イ：16 ウ：128 エ：256

解説

32 ビットで表現できるビットパターンの個数は、2

32

通り。24

24

ビットで表現できるビットパターンの個数は、2 通り。よって、 32

24

32－24

2 ÷2 = 2

8

= 2 = 25 256 6

解答：エ 解答：エ

089  

3

 

2

★ ★ ★

  負数の表現

第  3 章

う デ ー タ

●負数の表現方法 コンピュータの内部では、0と1しか扱うことができないため、負の数を扱うと きには、 マイナス符号 きには、マイナス 符号（－）が使え が使えません。 ません。そのた そのため、負の め、負の数を扱う 数を扱う場合に 場合には、符 は、符 号を区別する必要があります。 そこで、最上位ビットを符号ビットとして、0ならば正、1ならば負と決めてお き、それ以下のビット列で数字を表します。符号用ビットがあることから、 符号あ と呼びます。 りデータと呼びます。 りデータ 一方、正の数 正の数だけを だけを扱う場 扱う場合には 合には、 、符号を 符号を区別す 区別する必要 る必要がない がないため、 ため、すべて すべてのビッ のビッ ト列を使って数字を表します。符号用ビットがないことから、 符号なしデータ と呼 符号なしデータと呼 びます。 

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  

符号ありデータは、次の2種類の表し方があります。

●絶対値表現 正数、負数ともに数字の絶対値を2進数で表し、最上位の符号ビットには、正な らば0、負ならば1をセットします。ただし、この表現方法では、0に対しても符 号ビットを付けることになるため、正のゼロと負のゼロの2種類が存在します。

090  

3-2

   





負数の表現

●補数表現 補数とは 補数 とは、 、ある ある数に 数に対し 対して て「基 「基準と 準となる なる数」 数」から から引い 引いた値 た値のこ のことで とです。 す。2 2 進数 進数には には、 、 1の補数と2の補数がありますが、現在のコンピュータの多くが2の補数を使って います。2 います。 2 の補数は の補数は、ある数に 、ある数に対して 対して「1 つ上の桁の つ上の桁の一番小さ 一番小さい数」 い数」から引いて から引いて求め 求め ます。

●

10 進数の「－ 5」を、8 ビットの 2 の補数で表現する手順は次の通 の補数で表現する手順は次の通りです。 りです。 1.「5」を 2 進数に変換 進数に変換する する  

「101」

2. 8 ビットの ビットのデータな データなので、空 ので、空いている いているビットに0 ビットに0 を入れる   「00000101」 3. 基準とな 基準となる数 る数（9 ビット ビットの一番 の一番小さい 小さい数） 数）から引 から引き算す き算する る  

「10 0000 「1000 0000 000」 0」－「0 「000 0000 0010 101」 1」＝「1 「111 1111 1101 011」 1」

よって、 よっ て、 「－ 5」を、 を、2 2 の補 の補数で 数では は「1 「111 1111 1101 011」 1」と表 と表しま します。 す。 2の補数の求め方には、もっと簡単な方法があります。元のビット列を反転 させて、1を足すというやり方です。反転とは、すべての0を1に、1を0に置 き換えることです。例えば、10 き換えるこ とです。例えば、10進数の 進数の「－ 5」を表す場合、8 ビットで表 ビットで表現した 現した 「00000101」を反転させて 1 を足すと「11111011」となり、上の手 となり、上の手順と同じ 順と同じ 結果が得られます。 ＜2の補数＞

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091  

2の補数を使うと、引き算の計算を、負の数を足し算することで処理できます。 例えば、5－ 例えば、5 － 5 ＝ 5 ＋（－ 5）として計算します。実 として計算します。実際に、足して 際に、足して0 0 になることを確 認してみましょう。   ＋

第  3 章

00000101 11111011

コ ン ピ ュ ー タ で 扱 う デ ー タ

  100000000＝0 ←最上位は無視   そのため、多くのコンピュータは、負の数を表すのに 2 の補数を使っています。 ● 8ビットで表現できる数値の範囲 コンピュータでよく使われる8ビットで表せるデータの範囲は、以下のとおり です。 ＜８ビットで表せるデータの範囲＞

 

種類

符号なしデータ 符号ありデータ （２の補数）

ココが 出る！

 

2 進数

 

00000000～11111111

10 進数 10

0～255

0000 0000～011 00000000 ～0111111 11111 1（正の数） 11111111 1111 1111～100 ～1000000 00000 0（負の数）

  0～127 －1～－128

スキル

→２の補数を求められるようにしておこう。

基本情報技術者試験 平成20年秋

2の補数で表された負数 10101110 の絶対値はどれか。

ア：01010000

イ：01010001

ウ：01010010

エ：01010011

  解説

2の補数で表された負数10101110の絶対値は、2の補数を求め ることでわかります。各ビットを反転させ、1を足せばよいので、

01010001＋1＝01010010となります。

解答：ウ

092  

3-2

負数の表現

基本情報技術者試験 平成17年秋

多くのコンピュータが、演算回路を簡単にするために補数を用いている理由 はどれか。

ア：加算を減算で処理できる。 イ：減算を加算で処理できる。 ウ：乗算を加算の組合せで処理できる。 エ：除算を減算の組合せで処理できる。

解説

補数を用いる理由は、減算を加算で処理できるからです。元の数と 絶対値の等しい負数を表す2の補数を用いることが多いです。 解答：イ

第  3 章 ●

コ ン ピ ュ ー タ で 扱 う デ ー タ

093  

3

 

3

★ ★ ★

  シフト演算

●シフト演算の体系 ここでは、 ここでは 、コンピュ コンピュータがか ータがかけ算、 け算、割り算を 割り算をどのように どのように計算するか 計算するかを説明しま を説明します。 す。

コンピュ タはビット列を左右にずらすことでかけ算や割り算を計算します。左 にずらせばかけ算、右にずらせば割り算です。2進数では、左に1つビットをずら せば2倍に、右に1つビットをずらせば2で割ることになります。ビットを左右 にずらすことで、かけ算や割り算をする方法を、シフト演算 にずらすことで、かけ算や割り算をする方法を、 といいま います。 す。 「シフト 「シ フト 」 シフト演算とい は「ず 「ずらす らす」 」という いう意味 意味です です。 。 シフト演算には、符号を考慮しない論理シフト シフト演算には、符号を考慮しない 、符号を考慮する算術シフト があ 論理シフト、符号を考慮する 算術シフトがあ ります。論理シフトは、符号なしの2進数を扱うのに適しています。算術シフトは 符号付き2進数を扱うのに適しています。 〈シフト演算の体系〉   

 

  



●論理シフト 論理シフトとは、符号を考慮しないシフト演算です。かけ算や割り算をするとき は、2進数のビット列を左または右にずらします。ずらすことでビット列からあふ れてしまったビットは捨てられ、空いたビットには0が入ります。 ●論理左シフト 2進数のビット列をnビット左に移動すると、元の数の2 n 倍になります。 094  

3-3

〈論理左シフ 〈論理 左シフト ト〉     

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シフト演算

第  3 章

●論理右シフト 2進数のビット列をnビット右にずらすことで、元の数の2 － n 倍になります。 〈論理右シフ 〈論理 右シフト 〉

コ ン ピ ュ ー タ で 扱 う

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●

ー デ タ 



●算術シフト 算術シフトでは符号を考慮します。符号は一番左のビットで表します。一番左の ビットが0 ビットが 0 のときは、正の数か 正の数か0 0 であることを表し、一番左のビットが 一番左のビットが1 1 のときは、 負の数であることを表します。 算術シフトを行うときは、一番左の符号ビットはそのままの位置に固定したまま 動かさず、それより右にある他のビット列の範囲を左または右にずらします。左シ フトと右シフトでは、空いたビットを埋める方法が異なります。 ●算術左シフト 符号ビットは固定したまま動かさず、他のビットを左にずらします。左のあふ れたビットは捨てられ、右の空いたビットには0が入ります。

095  

〈算術左シフト 〈算術左シフ ト〉   















 

   

   

























●算術右シフト 同じく符号ビットは固定したまま動かさず、他のビットを右にずらします。右 のあふれたビットは捨てられ、左の空いたビットには符号ビットと同じ数が入 ります。 〈算術右シフト 〈算術右シフ ト〉

    

















 

























  





 

●シフト演算と加算の演算 シフト演算では、2n 倍や 2 － n 倍のかけ算・割り算しか計算できません。それ以 外の値でかけ算・割り算する場合は、シフト演算と足し算を組み合わせて計算する ことになります。 例えば 7 倍のかけ 倍のかけ算をした 算をしたい場合には い場合には、 、 7 を 2 のべき乗 のべき乗で分解して で分解して「22 ＋ 21 ＋ 1」 と表して、シフト演算する部分と加算部分を区別して計算します。 2

1

x × 7 ＝ x ×（2 ＋ 2 ＋ 1）

 

2 1 ＝（ x × 2 ）＋（ x × 2 ）＋（ x × 1）

096  

3-3

シフト演算

つまり、x を 2 ビット左にシフト演算 ビット左にシフト演算したもの したもの（＝ 22 倍）、x を1ビット左にシ フト演算したもの、そして x の3つの値を足し合わせることで、x の7倍の値を求 めることができる、というわけです。

ココが 出る！

スキル

→いろいろなシフト演算ができるようにしておこう。

第

 3 章 基本情報技術者試験 平成21年春

数値を2進数で格納するレジスタがある。このレジスタに正の整数x を設定 した後、 “レジスタの値を2ビット左にシフトして、 “レジスタの値を2ビット左にシフトして、 を加える える” ” 操作を行 操作 を行うと うと、 、 x を加 レジスタの値は x の何倍になるか。ここで、シフトによるあふれ（ オーバフ ロー）は、発 は、発生しな 生しないもの いものとする とする。 。

ア：3

イ：4

ウ：5

エ：6 2

x になります。その後 x を加える 解説 x を2ビット左にシフトすると2 2

ので、操作後の値は2 x ＋ x ＝ 5x です。つまり、元の値 x の 5 倍

となります。

解答：ウ

基本情報技術者試験 平成24年秋

8ビットの2進数11010000を右に2ビット算術シフトしたものを、 0001 00 0101 0100 00から減じた値はどれか から減じた値はどれか。ここで、 。ここで、負の数は 負の数は 2 の補数表現によ るものとする。

ア：00001000

イ：00011111

ウ：00100000

エ：11100000

解説

11010000を右に2ビット算術シフトすると、11110100 になります。引き算は、2の補数に変換した数を足し算すれば求

めることができます。00010100－11110100＝00010100＋ 00001100＝00100000

解答：ウ

097  

★ ★

3

4

小数の表現

●固定小数点表示と浮動小数点表示 小数点を含む数のことを小数といいます。コンピュータ内部で扱えるデータは0 と1だけなので、小数点を表す手段がありません。そこで、小数点を使わずに小数 を表すための方法として、固定小数点表示 を表すための方法として、 と浮動小数点表示 があります。 固定小数点表示と 浮動小数点表示があります。

●

コ ン ピ ュ ー タ で 扱 う デ ー タ

〈固定小数 点表 点表示〉 示〉

 

〈浮動小数 〈浮 動小数 点表 点表示〉 示〉 −6 0.15 0.1 5 × 10

0.0000 0.0 000001 0015 5

どちらも どち らも同じ 同じ値を 値を表し 表します ますが、 が、左側 左側のよ のように うに、 、 小数点の 小数 点の位置 位置を を「一 「一番左 番左の の 0 の右 の右側」 側」 のように固定する方法を固定小数点表示 のように固定する方法を といいます。ただし、この方法だと、小数 固定小数点表示といいます。ただし、この方法だと、小数 点以下の0が多くなればなるほど、桁もたくさん必要になってきます。 〈固定小数点表示〉

  

一方、 一方 、右側 右側の のよう ように、 に、指数 指数を使 を使う う方法 方法を を浮動小数点表示 といいます。これがなぜ「浮 浮動小数点表示と 動」なのかという なのかというと、指数を増 と、指数を増やしたり減ら やしたり減らしたりする したりすることで、小数点 ことで、小数点の位置が動 の位置が動 くからです。例えば、0.15×10－ 6 は、指数－6を増減させて、別の書き方もで きます。 －5   0.015×10 －6

   

0.15×10 －7 1.5×10

 

－8 15×10

浮動小数点表示を使うと、0の桁を省略することができるので、広い範囲の数 値を少ない桁数で表現できます。これはできるだけビットの数を節約したいコン ピュータに向いている表示方法です。

098  

3-4

小数の表現

●浮動小数点数の書き表し方 浮動小数点表示をもう少し詳しく見ていきましょう。浮動小数点表示は、 かすう

きすう

  仮 数 × 基数 指数 という書き表し方をします。 例えば、10進数で3桁の数値を表す場合、固定小数点表示で表現可能な最大値 は999です。 これに対して、浮動小数点表示では、あらかじめ基数を10にするという約束を しておき、3桁のうち2桁を仮数、1桁を指数に割り当てれば、最大99×10 9 ま

第   3 章

で表現可能です。

●

また、指数部を、符号ありデータとして負数も扱えるようにすれば、 0.000000001のような絶対値の小さな値も表現できます。 浮動小数点表示では、下図のように符号部と仮数部、指数部にそれぞれビットを 割り当てます。基数はあらかじめ決めるのでビットの割当てはありません。一般的 なコンピュー なコン ピュータでは タでは 2 進数の「2」や 16 進数の「16 「16」 」が基数 が基数とされ とされていま ています。 す。 〈浮動小数点表示〉

タ ー

       

  

こ れ も  知っ  知 っ と  とこ こ







有効桁 数 （有効 （有 効 数字）

とは、数値全体の桁数のことで、0以外の数字がある 有効桁数とは、数値全体の桁数のことで、0以外の数字がある 有効桁数 一番上の桁から、 一番上 の桁から、一番下 一番下の桁の数 の桁の数字 字（0 も含む も含む） ）までの桁 までの桁数を 数を 指します。42195 指します。 42195の有効桁数は の有効桁数は5 5 桁、 42.195も 42.195 も 5 桁ですが、 0.015 0.01 5 の有効桁 の有効桁数は 数は2 2 桁、9.70 は 3 桁、0.01 0.01500 500は は 4 桁です。

099  

●浮動小数点数の正規化 浮動小数点表示において、仮数と指数の組合せは、 －5   0.015×10

 

－6 0.15×10

 

－7 1.5×10

 

－8 15×10

このように何通りもありますが、小数点のすぐ右に0以外の数字が来るように書 くことを正規化 くことを といいます。 正規化といいます。 〈浮動小数点数の正規化〉



コ ン ピ ュ ー タ で 扱 う デ

    

        

①も②も同じ数を表していますが、②のように桁の大小はできるだけ指数部で表 現したほうが、仮数部で誤差なく、より詳しい数値を表すことができます。 例えば、0.00153265という数を浮動小数点表示で表したい場合、仮数部の 有効桁数が4桁ならば、①では0.0015までしか表せませんが、②では0.1532 とより詳しく表すことができます。 正規化を行うには、 正規化を行う には、「0.15」のように小数 のように小数点のすぐ右 点のすぐ右に に 0 以外の数字が 以外の数字が来るよう 来るよう に指数を変更します。正規化を行えば、限られたビット数で有効数字の桁数を最大 に保ち、より詳しい数値表現ができるようになります。

ココが 出る！

用語

：有効数字の桁数を最大にすることで、より詳しい数 ［正規化］ 値を表せる

100  

3-4

小数の表現

基本情報技術者試験 平成21年秋 e

実 数 a を a ＝ f × r と表す浮動小数点表示に関する記述として、適切なもの はどれか。

ア：fを仮数、eを指数、rを基数という。 イ：fを基数、eを仮数、rを指数という。 ウ：fを基数、eを指数、rを仮数という。 エ：fを指数、eを基数、rを仮数という。 浮動小数点表示では、仮数×基数 指数という書き表し方をします。 解説

 

解答：ア

第  3 章 ●

基本情報技術者試験 平成23年秋

10進数－5.625を、8ビット固定小数点形式による2進数で表したもの はどれか。ここで、小数点位置は3ビット目と4ビット目の間とし、負数に は2の補数表現を用いる。 

















ア：01001100

イ：10100101

ウ：10100110

エ：11010011

解説

10進数－5.625を２進数に変換します。整数部分を変換すると、 ２、小数部 2 となり 5 →（10 （101） 1） 、小数部分を変換す 分を変換すると、 ると、0.625 0.625 →（0.1 （0.101） 01）

2 となります。小数点位置が ます。よっ す。よって、 て、10 進数 5. 5.62 625 5 →（1 （101 01.1 .101 01） ）

３ビット目と４ビット目の間になるように０を追加して位置を合わせます。 101.101→0101.1010 負数は２の補数表現を用いるので、0101.1010をビット反転して１を 加えると、1010.0110 加えると、1010.011 0 となります。

解答：ウ

101  

 

3

5 

★ ★ ★

誤差

●誤差とは コンピュータの内部では、2進数のあらかじめ決められた桁数で値を表現するた め、実際の値を正確に表せない場合があります。そのため、正確に表せない値は、 決められた桁数の中で 決められた 桁数の中で表現できる 表現できる近似値に置 近似値に置き換えら き換えられてしまい れてしまいます。 ます。このよう このように、 に、 実際の値とコンピュータが取り扱う値に生じる差のことを 誤差 といいます。誤差に 誤差といいます。誤差に は、発生原因によっていくつかの種類があります。

コ ン ピ ュ ー タ で 扱 う デ ー タ

●丸め誤差 ししゃごにゅう

は、限られた桁数の範囲で数値を表す際に、四 捨五入や切上げ、切捨て 丸め誤差は、限られた桁数の範囲で数値を表す際に、四 丸め誤差 などを行うことで発生する誤差です。 例えば、10進数の0.1を2進数で表そうとすると、0.000110011…となり、 限られた桁数に収めることができません。例えば、小数点以下8桁まで扱う処理で は0.00011001となり、9桁目以降が切り捨てられてしまいます。ここで生じ る0.000110011…と0.00011001の差が、丸め誤差です。

●打切り誤差 打切り誤差は計算を途中で打ち切ることによって生じる誤差です。 打切り誤差 は計算を途中で打ち切ることによって生じる誤差です。 例えば、円周率を求める場合、3.1415926535…といつまでも計算が続くの で、あらかじめ決めておい で、あらか じめ決めておいた桁数で処理 た桁数で処理を途中で打ち を途中で打ち切って、計算 切って、計算結果を 結果を 3.14 3.14と と して扱う場合があります。ここで生じる3.1415926535…と3.14の差が、打 切り誤差です。

●情報落ち 情報落ちとは、絶対値の大きな値と絶対値の小さな値の足し算や引き算を行った 情報落ち とは、絶対値の大きな値と絶対値の小さな値の足し算や引き算を行った ときに、小さな値の桁情報が無視されてしまい、計算結果に反映されないために発 生する誤差です。コンピュータで扱う浮動小数点数では、仮数部に保持できる桁 102  

3-5

誤差

数があらかじめ決められています。そのため、大きな値と小さな値の足し算や引き 算をすると、有効な数字をもった桁が多くなりすぎるため、正規化する際に下部の 桁が切り捨てられてしまうのです。 例えば、数値を扱うときに有効桁数が4桁のプログラムで、4.567×10 3 ＋ 4.567×10 － 2 という足し算をしてみます。まず、実際の値を計算してみると、 4567＋0.04567＝4567.04567となります。しかし、プログラムでは、指 数部を揃えて計算するので、4.567×103 ＋0.00004567×103 ＝4.567× 103 と仮数部の下部の桁が切り捨てられてしまい、実際の値と0.04567の誤差 が生じます。これが情報落ちです。

第  3 章

●桁落ち

●

コ

桁落ちは、絶対値のほぼ等しい2つの数の引き算を行ったときに、有効桁数が減 桁落ちは、絶対値のほぼ等しい2つの数の引き算を行ったときに、有効桁数が減

ことを桁落ちといいます。有効桁数が減ると、もともとの有効桁数より値の精度が

ン ピ ュ ー タ で 扱 う デ ー

下がってしまうため誤差の原因となります。

タ

少するために発生する誤差です。 例えば、数値を 例えば、 数値を 扱うと きに有 効桁数 効桁数が が 4 桁のプ ログラ ムで、1.23 .234 4 ×1 ×10 0 －1 － 1.233×10－1という引 という引き算をして き算をしてみます。 みます。0.12 0.1234－0. 34－0.1233＝ 1233＝0.00 0.0001となり 01となり、 、 有効桁数が 4 桁から 1 桁に減少してしまいます。このよ 桁に減少してしまいます。このように有効桁が減る うに有効桁が減る（落ちる）

●桁あふれ 桁あふれは、計算結果の桁数がコンピュータが扱えるビット数を超えることに 桁あふれ は、計算結果の桁数がコンピュータが扱えるビット数を超えることに よって発生する誤差です。ビット数の最大値を上回る桁あふれをオーバフロー、最 小値を下回る桁あふれをアンダフローといいます。

ココが 出る！

用語

［丸め誤差］：切捨て、切上げ、四捨五入などで生じる誤差 ［打切り誤差］：計算を途中で打ち切ることで生じる誤差 ［情報落ち］：小さな数の桁情報が計算結果に反映されず生じる 誤差

103  

ココが 出る！

用語

：ほぼ等しい値の引き算で有効桁数が減るために発生 ［桁落ち］ する誤差 ［桁あふれ］：表現できる範囲を超えることで発生する誤差

基本情報技術者試験 平成27年春

桁落ちの説明として、適切なものはどれか。

ア：値がほぼ等しい浮動小数点数同士の減算において、有効桁数が大幅に 減ってしまうことである。 イ：演算結果が、扱える数値の最大値を超えることによって生じるエラーの ことである。

ウ：浮動小数点数の演算結果について、最小の桁よりも小さい部分の四捨五 入、切上げ又は切捨てを行うことによって生じる誤差のことである。 エ：浮動小数点数の加算において、一方の数値の下位の桁が結果に反映され ないことである。

解説

桁落ちは、絶対値のほぼ等しい２つの数の引き算を行ったときに、 有効桁数が減少することです。 解答：ア

基本情報技術者試験 平成20年秋

浮動小数点演算において、絶対値の大きな数と絶対値の小さな数の加減算を 行ったとき、絶対値の小さな数の有効けたの一部又は全部が結果に反映され ないことを何というか。

ア：打切り誤差 イ：けた落ち ウ：情報落ち エ：絶対誤差

解説

絶対値の小さな数が演算結果に反映しない誤差は、情報落ちです。  

解答：ウ

104  

3

 

6

★ ★ ★

3-6 論理演算と論理回路

  論理演算と論理回路

●論理演算とは コンピュータでは、さまざまな計算や処理を行いますが、それらは算術演算か 論 理演算によって実行されています。算術演算とは、これまで説明してきたような足 理演算によって実行されています。算術演算とは、これまで説明してきたような足 し算や引き算などです。 もう一方の論理演算とは、 「ある事 柄が○か×か」 「ある事柄が○か× か」を判断す を判断することです ることです。ここでも 。ここでも、 、 コンピュータは0と1しか理解できないので、○のときは1、×のときは0を代わ りに使います。

第 3

  章 ●

コ ン ピ

●論理回路と表記法 コンピュータの中には論理演算を行うための論理回路 コンピュータの中には論理演算を行うための が組み込まれています。回 論理回路が組み込まれています。回 路は電気信号を使って演算をする装置で、コンピュータは異なる種類の論理回路を 組み合わせることで複雑な処理を行います。論理回路はひと目で分かりやすいよう ミル

に、 に、M と呼ばれる記号を使って図にします。また条件と答えを一覧にした MIL記号 IL記号と呼ばれる記号を使って図にします。また条件と答えを一覧にした しんりちひょう や、当てはまる部分に色を塗って図で表すベン図 も使われます。 真理値表 理値表や、当てはまる部分に色を塗って図で表す ベン図も使われます。 〈 MI MIL L 記号 記号〉 〉

〈真 理値 理値表〉 表〉

 

〈ベン図〉 〈ベン 図〉





 





























●3つの基本回路 ろんりわ

オア

ろんりせき

アンド

論理演算のもっとも基本的な演算ルールが、 論 理 和（ OR ）、 論 理 積（ AND ）、 ひてい

ノット

否定（ NOT ）の3つの論理演算です。 ●論理和（ OR ） 論理和は、XかYのどちらか一方が1ならば、答えが1になる論理演算です。 論理和 は、XかYのどちらか一方が1ならば、答えが1になる論理演算です。 105  

逆に言 逆に言えば、 えば、どちら どちらも も 0 のとき のときだけ、 だけ、答えは 答えは 0 になり になります。 ます。 「＋」記号を 記号を使って 使って、 、 X と Y の論理和は「 X ＋ Y 」というふうに書きま というふうに書きます。 す。 〈論理和〉

    





































 



真理値表の読み方を説明し 真理値表の読 み方を説明しておきましょ ておきましょう。一番 う。一番上の行は 上の行は「 X が 0 で、Yが 0 なら、論理和である X+Y は 0」となることを表しています。 同様に、2 同様に 、2行目は 行目は「 X が 0 で、Yが 1 なら、 なら、X X ＋ Y は 1」 、3行目は 、3 行目は「 X が 1 で、 Y が 0 なら、 なら、X X ＋ Y は 1」 、4 行目は「 X が 1 で、 で、Y Y が 1 なら、 なら、X X ＋ Y は 1」です。

ー タ で 扱 う デ ー タ

●論理積（ AND ） 論理積は、XとYが、どちらも1だった場合に、答えが1になる論理演算です。 論理積は、XとYが、どちらも1だった場合に、答えが1になる論理演算です。 どちらかが0だったり、どちらも0だったりすると、答えは0になります。論 理積は 理積 は「・ 「・」 」記号 記号を使 を使って って書き 書き表し 表します ます。 。 〈論理積〉

    











































●否定（ NOT ） 否定は、Xが0であれば、答えは反対の1になり、逆にXが1であれば、答え 否定 は、Xが0であれば、答えは反対の1になり、逆にXが1であれば、答え は 0 になる論理演算です。否定は「－」記号を 記号を使って 使って書き表 書き表します します。 。

106  

3-6 論理演算と論理回路

〈否定〉

    





















●基本回路の組合せ 論理和、論理積、否定の3つが基本的な論理演算ですが、これらを組み合わせた 論理演算に次のようなものがあります。 は  た   ろ ん  わ エクスオ

●排他的 他的論理 論理和 和（ XOR ） 排他的論理和は、XとYが異なるときに答えが1になり、同じときには0にな 排他的論理和は、XとYが異なるときに答えが1になり、同じときには0にな る論理演算で る論理 演算です。排 す。排他的論 他的論理和は 理和は「」記号を 記号を使って 使って書き表 書き表します します。 。

第  3 章 ●

コ ン ピ ュ ー タ

〈排他的論理和〉

で 扱 う デ ー タ

   







 

 

 













ノ















●否定 否定論理 論理和 和（ NOR ） 否定論理和は、XとYのどちらか一方でも1のときに、答えが0になる論理演 否定論理和 は、XとYのどちらか一方でも1のときに、答えが0になる論理演 算です。論理 算です 。論理和と否 和と否定の組 定の組合せで 合せですので すので、記号 、記号も も「＋ 「＋」 」と「－」を組 を組み合 み合わせ わせて て 書き表します。 〈否定論理和〉

    





























 















107  

ナ





●否定 否定論理 論理積 積（ NAND） 否定論理積は、XとYがどちらも1の場合に答えが0になる論理演算です。論 否定論理積は、XとYがどちらも1の場合に答えが0になる論理演算です。論 理積と否定の組合せですので、記 、記号 号も「・」と「－」を組み を組み合わせ 合わせて書き て書き表しま 表します。 す。 〈否定論理積〉

   





























 









 

 



●ド・モルガンの法則 論理演算の公式の中でも特に重要なもので、論理式を変形するときに用いられま す。覚えておくと、 す。覚えて おくと、ベン図を書 ベン図を書かずに短時 かずに短時間で試験問 間で試験問題に解答 題に解答することが することができます。 できます。

＜ド・モルガンの法則＞

  

   

 

    

ココが 出る！

用語

［論理和（ OR ）］：どちらか一方が1であれば、答えが1 ：両方が1のときだけ、答えが1 ［論理 論理積 積（ AN AND D ）］ ［否定（ NOT ） ］：0ならば1、1ならば0 ：異なっていれば、答えが1 ［排他的 ［排 他的論理 論理和 和（ XO XOR R ）］ ：論理和の否定で、どちらか一方でも1 ［否定論 ［否 定論理和 理和（ NO NOR R ）］ であれば、答えが0 ：論理積 論理積の否定 の否定で、 で、両方が 1 のとき のときだけ、 だけ、 ［否定 否定論 論理積（ NAN AND D） ］ 答えが0

108  

3-6 論理演算と論理回路

が コ出 コ る！

スキル

→論理回路にデータを入力した場合、どんなデータが出力され るか理解しておこう。 →ド・モルガンの法則を使って、論理式を変換できるようにし ておこう。

基本情報技術者試験 平成26年秋

図の論理回路と等価な回路はどれか。

章 ●







ア： 

   イ：

第  3

   ウ：

  エ：



コ ン ピ ュ ー タ で 扱

 







 



 





 





AとBそれぞれに0と1を入力した場合、論理回路上の①～③およ 解説

びYの出力は以下のとおりです。 ② ①







③ A

B

①（A NA NAND ND B ） ②（ A NA NAND ND ①）③（① NA NAND ND B ） Y（② NA NAND ND ③）

0

0

1

1

1

0

0 1

1 0

1 1

1 0

0 1

1 1

1

1

0

1

1

0

Yの結果から、同じ出力となる等価回路は、ウのXOR論理回路です。  

解答：ウ

109  

基本情報技術者試験 平成21年秋

二つの入力と一つの出力をもつ論理回路で、二つの入力A、Bがともに1の ときだけ、出力Xが0になるものはどれか。      

ア：AND回路 イ：NAND回路 ウ：OR回路 エ：XOR回路 解説

AとBがどちらも1の場合に答えが0になる論理回路は、NAND回 路です。

解答：イ

基本情報技術者試験 平成23年特別

う デ ー タ

論理式 （A +B  ） と等しいものはどれ のはどれか。 か。 ここで、・は論理積 ・は論理積、＋ 、＋ ・ （ A +C  ）と等しいも は論理和、X  はX  の否定を表す。 の否定を表す。 A B

A C 

ア： ・ + ・   イ：A・B + A・C  ウ： （A +B ）・（A +C ） エ： （ A +B ）・ （ A +C ）

解説

ド・モルガンの法則を利用して論理式を変換します。

         















解答：ア

110  

3-7 半加算器と全加算器

★ ★

3

 7

  半加算器と全加算器

●加算器とは シーピーユー

コンピュータの足し算は、CPUの中にある PUの中にある加算器 という回路によって計算され 加算器という回路によって計算され ます。 加算器には、1桁の2進数を足し算する半加算器 加算器には、1桁の2進数を足し算する と、2桁以上の2進数を足し算 半加算器と、2桁以上の2進数を足し算 する全加算器の2種類があります。 する全加算器 の2種類があります。

第  3 章 ●

●半加算器 半加算器は、2進数1桁の足し算をする回路です。1桁の足し算は、次の4つの パターンの計算があります。 〈半加算器のイメ 〈半加算器のイ メージ 〉 







コ ン ピ ュ ー タ で 扱 う デ









 

 

 

 









ー タ

①から③の計算パターンでは、合計の値が1桁ですみますが、④のときは桁上が りして、2桁になります。半加算器で④の計算結果を記録するためには、下の図の ように合計値（ S ）の 1 桁目の値と、桁上がりし 桁目の値と、桁上がりした た 2 桁目の値（ C ）の 2 つの値を記 サ

ム

録しておかな 録して おかなくては くてはなりま なりません。 せん。ちなみ ちなみに、S に、S は英語 は英語で で「合計 「合計」 」を表す「 Sum 」の頭 キャリー

文字で、 文字 で、C C は英 は英語で 語で「桁 「桁上が 上がり」 り」を表 を表す す「 Carry 」の頭文字 の頭文字です。 です。 〈半加算器の計算パター 〈半加算器の 計算パターン 〉







 



 







 

111  

つまり、 り、X と Y を足 を足し算 し算した した合計 合計を、 を、2 桁の 桁の数字 数字 C（2 桁目 桁目） ）と S（1 桁目 桁目） ）で表 で表すと すと、 、 つま ①0＋0＝0のときは、Xが0、Yが0、答えであるCもSも0となります。④1 ＋1＝10のときは、Xが1、Yが1で、答えであるCは1、Sは0ということに なります。 このようにXとYの加算結果をCとSで表した一覧を、3-6で学んだ真理値表に すると、下のようになります。 〈半加算器の真理値表〉

 

















































 



ア ン ド

桁上がりの値であるC 桁上がりの値である C を見ると、これは X と Y の論理積（ AND ）になっ になっていま ています。 す。 エックスオア

また、 また 、1 桁目 桁目の値 の値であ である る S は、X と Y の排 の排他的 他的論理 論理和 和（ XOR ）にな になって っていま います。 す。そこ そこで、 で、 半加算器は、CPUの中の論理積の回路と排他的論理和の回路を組み合わせて利用

することで、2進数1桁の計算を行っています。半加算器の回路をMIL記号を使っ て図にすると、このようになります。   〈半加算器の回路〉 







 

●全加算器 2桁以上の2進数を足し算すると、2桁目以上の桁では、下の桁からの桁上がり を足さなければならない場合があります。下の桁からの桁上がりを加算できる加算 器を全加算器 器を 全加算器といいます。1桁目には桁上がりがありませんので半加算器を使い、 といいます。1桁目には桁上がりがありませんので半加算器を使い、 全加算器は2桁目以上の桁の足し算に使われます。 112  

3-7 半加算器と全加算器

〈2 桁以上の足 桁以上の足し算の桁上がり し算の桁上がり〉 〉





  

  

    









第  3 章 ●

1 桁目のX と Y がどち がどちらも らも1 1 だと、合計が10 とな となって って 2 桁目 桁目に桁上 に桁上がり がりします します。 。 この下の桁から桁上 この下の 桁から桁上がりした がりした「1」が、Z として 2 桁目の足 桁目の足し算に加 し算に加えられるの えられるのです。 です。 1桁目の足し算は半加算器に任せるので、ここでは考えません。全加算器では2 桁目以上専門です。 2桁目のXとYに、1桁目からの桁上がりであるZを足した合計値をS、2桁目 の足し算で桁上がりが出たら、その桁上がりをCとします。

コ ン ピ ュ ー タ で 扱 う デ ー タ

〈全加算器の桁上がり〉









 

 

 



  

    





全加算器の計算パターン全部をまとめて、真理値表で表してみましょう。

113  

〈全加算器の真理値表〉





  

 





























































































全加算器の論理回路 の論理回路は、 は、半加算器 半加算器と論理和の と論理和の回路を組み 回路を組み合わせたも 合わせたものになりま のになります。 す。 全加算器 ミ ル

全加算器の回路をMIL記号を使って図にすると、このようになります。 〈全加算器の回路〉 







  



ココが 出る！

用語

［半加算器］：上位への桁上がりのみ考慮。最下位の桁で用いら れる ［全加算器］：下位からの桁上がりと上位への桁上がりを考慮、 最下位以外の桁で用いられる スキル

→半加算器、全加算器の計算方法について理解しておこう。

114  

3-7 半加算器と全加算器

基本情報技術者試験 平成23年特別

図に示す1けたの2進数 x と y を加算し、z  （和の 1 けた目 けた目） ）及び c（けた （けた上げ） 上げ） を出力する半加算器において、AとBの素子の組合せとして、適切なものは どれか。  

A

 









第  3 章

B

排他的論 論理和 ア   排他的 イ   否定論理積

論理積 否定論理和

ウ   否定論理和

排他的論理和

エ   論理積

論理和

解説

半加算器の1けた目は x と  y の排他的論理和、けた上

がりは論理積です。

解答：ア

基本情報技術者試験 平成21年秋

図は全加算器を表す論理回路である。図中の x に 1、 y に 0、z に1を入力 したとき した とき、出 、出力と 力となる なる c（け （けた上 た上げ数 げ数） ） 、s（和 （和） ）の値 の値はど はどれか れか。 。

●

コ ン ピ ュ ー タ で 扱 う デ ー タ

  

c

s



 

 

ア

 

0

0

イ

 

0

1

ウ

 

1

0

エ

 

1

1

解説

s は x ＋ y ＋ z を足し算したときの1けた目の値、cはけた上がり の値になります。 x =1、 y =0、z =1のとき、加算すると1＋0＋

1=10（2 進数）となり、 となり、1 1 けた目の けた目の値、 値、つまり和 つまり和が が 0 で、 で、けた上がり けた上がりが が 1。 よって、c＝1、s＝0となります。

解答：ウ

115  

3

 

★ ★

文字データの表現

8

●文字コードの種類 コンピュータ内部ではすべてのデータを コンピュータ内部では すべてのデータを0 0 と 1 だけで表現しており だけで表現しており、例えば 、例えば「 A という文字は 01000001 という数字で扱っている」という話はすでにしました。 しかし、 しか し、「 A 」を表 を表す数 す数字が 字が「01 「01000 000001 001」 」である であるかど かどうか うかは、使 は、使って っているコ いるコン ン オーエス

ピュータやOSが、どのような Sが、どのような文字コード を採用しているかによって異なります。 文字コードを採用しているかによって異なります。 文字コードとは、文字1 文字コードとは、文字 1 つ 1 つに異なるコード（番号）を割り振った一覧表のこと です。つまり です。 つまり、文 、文字コー 字コードが ドが異な 異なれば、 れば、「 A 」が「01 「01000 000001 001」 」でな でない場 い場合もあ 合もある る わけです。 コンピュータで使われている代表的な文字コードは以下のとおりです。 〈文字コードの種類〉

種類

特徴

ア ス キ ー

ASCIIコード

 

米国規格協会が制定した7ビットの文字コード。半角 英数字は表現できるが、漢字は表現できない

 ス

シフトJISコード

 

漢字やひらがなを表現できる。日本のパソコンで最も

使われている文字コード ユニックス U NIXコンピュータで使用される文字コード。UNIX 上で漢字を扱える

イーユーシー

EUC

 

 ス

JISコード

 

電子メールのやりとりに使用される文字コード

ユ ニ コ ー ド

Unicode

アイエスオー

 

国際標準化機構 国際標 準化機構（SO I ）で規格化されたあらゆる言語 の文字をまとめて表現できる文字コード

●フォントの種類 コンピュータの内部では文字コードを使いますが、画面表示や印刷のときには、 人間が読める文字の形に変換する必要があります。文字コードにどんな形の文字を 表示するかを決めた書体データをフォント 表示するかを決めた書体データを フォントといいます。 といいます。 データ形式により、フォントは大きく2種類に分けられます。

116  

3-8

文字データの表現

〈フォントの種類〉

種類

特徴

ビットマップ 文字の形を画素ごとに０と１で表示 フォント 拡大・縮小で形が崩れる 小さい文字なら、データ量が少なく表示も速い

特徴

 

アウトライン 文字の輪郭を線のデータとして保持   フォント 拡大・縮小に適している 輪郭データと大きさから計算して表示する分、 時間がかかる

第  3 章 ●

ココが 出る！

用語  ス  

［ ASC SCIIコー IIコード ド］ ：半角英数字を表現できる ジ ス

［シフトJISコー Sコード ド］ ：漢字を表現できる ユ

［ EUC ］：UNIXで使用される ジ ス

：電子メールで使用される ［ JISコー Sコード ド］ ユ ニ   

：あらゆる言語を表現できる ［ Unic nicode ode］ ］ スキル

→ビットマップフォントとアウトラインフォントの特徴から、

コ ン ピ ュ ー タ で 扱 う デ ー タ

それぞれ利用に向くケースを理解しておこう。

基本情報技術者試験 平成19年春

UCS-2 UCS2（ Unic Unicode ode ）を説明した を説明したものはどれ ものはどれか。 か。

ア：JISから派生したコード体系であり、英数字は1バイト、漢字は2バイ トで表現する。 イ：主にUNIXで使用するコード体系であり、英数字は1バイト、漢字は2 バイトで表現する。 ウ：すべての文字を1バイトで表現するコード体系である。 エ：すべての文字を2バイトで表現するコード体系であり、多くの国の文字 体系に対応できる。

117  

アはシフトJISコード、イはEUCコード、ウはASCIIコードの説 解説

明です。

解答：エ

基本情報技術者試験 平成18年春

次の表は は JIS コー コード表の ド表の一部で 一部である。二 ある。二つの つの文字 文字“ A ”と“2”をこの をこの順に 順に 次の表 JISコードで表したものはどれか。



            



















































































ア：00010100

00100011

イ：00110010

01000001

ウ：01000001 エ：01000010

00110010 00110010

解説

コード表のbの添字はビット列のけたを表すので上位ビットから降 順 b8～b1 で並べます。Aは01000001、2は00110010とな

ります。

解答：ウ

118  

3-8

文字データの表現

基本情報技術者試験 平成27年春

ビットマップフォントよりも、アウトラインフォントの利用が適しているケ ースはどれか。

ア：英数字だけでなく、漢字も表示する。 イ：各文字の幅を一定にして表示する。 ウ：画面上にできるだけ高速に表示する。 エ：文字を任意の倍率に拡大して表示する。

解説

アウトラインフォントは、文字の輪郭を線のデータとして保持して いるため、拡大表示に適しています。

解答：エ

第  3 章 ●

コ ン ピ ュ ー タ で 扱 う デ ー タ

119  

3

 

★ ★

  マルチメディア

9

●マルチメディアとは コンピュータでは、文字データのほかにも画像や動画、音声など、さまざまな種 類のデータを扱うことができます。複数の種類のデータをひとまとめに扱ったもの をマルチメディア といいます。インターネット上のWebサイトなどは、まさにマ マルチメディアといいます。インターネット上のWebサイトなどは、まさにマ ルチメディアです。 〈 We Web b サイト 〉 

TITLE 



●データの圧縮 文字データに比べ、画像データや音声データはとても情報量が多いため、データ 量が大きくなってしまいます。そのため、データ量を小さくする 圧縮 の技術が進ん 圧縮の技術が進ん でいます。 かぎゃくあっしゅく

圧縮には、圧縮したあとにもとの状態に戻せる可 圧縮には、圧縮したあとにもとの状態に戻せる 逆圧縮と、もとの状態には戻せ と、もとの状態には戻せ 可逆圧縮 ひかぎゃくあっしゅく

ない非 ない 非可逆圧縮 可逆圧縮があります。 があります。

こ れ も こ  知っ と

アーカイバ

データのバックアップや配布のために、複数のファイルを1つ にまとめたり元に戻したりするソフトウェアをアーカイバ にまとめたり元に戻したりするソフトウェアを とい アーカイバとい います。ファイルをまとめる際、圧縮機能をもつものが一般的 です。

120  

3-9 マルチメディア

●データ形式 マルチメディアのデータ形式にはさまざまな種類があります。データ量が大きい ので、圧縮したデータ形式もたくさんあります。 〈データの種類〉

種類   データ形式

 

特徴

ビットマップ

画像

 

BM P

Windowsが標準 sが標準でサ でサポー ポートし トしてい ている画 る画像形 像形式 式。基 。基本的 本的に に 圧縮していないので、データ量が大きい

ジフ 、 ギフ

GIF

256色しか 256色し か表現 表現で できない ないの ので、あまり まり多 多くの色 の色を を使わな わない い イラストや、小さい画像に使われる。可逆圧縮

ピング 、ピーエ ヌジー

PNG

Webサ ebサイ イトなどで使用されている。可逆圧縮

ェイペグ

JPE PEG G

たくさん たく さんの色 の色を表 を表現で 現できる きるので ので、写 、写真を 真を扱う 扱うディ ディジタ ジタルカ ルカ メラなどで使われている。非可逆圧縮

エ ム ペ グ

動画

 

音声

 

M PEG

ディーブイディービデオ

デ ィ ジ タル 放 送 や DVD-Videoで利用されている。非可逆 エ ム ペ グ ワン エ ム ペ グ ツー 圧 縮。 縮。M MPEG-1 は Video CD、MPEG-2 は DV DVDD-Vi Vide deo、 o、 エ ム ペ グ ォー MPEG-4 は携帯電話や電話回線などの通信速度の低い回線 用として使われている

エムピースリー

M P3

インターネッ インター ネット上 ト上での での音楽 音楽デー データ配 タ配信や 信やポー ポータブ タブルプ ルプレー レー ヤで利用されている。非可逆圧縮

ミデ ィ

MIDI

音楽データに 音楽デー タに使わ 使われて れている いる。実 。実際の 際の音デ 音データ ータは含 は含まれ まれず ず、 音楽の演奏情報だけなので、ファイルサイズが非常に小さ くなる

第  3 章 ●

コ ン ピ ュ ー タ で 扱 う デ ー タ

●コンピュータアニメーションの技法 コンピュータを使って動画を作成するには、さまざまな技法があります。 そのうち、２つ以上の画像が滑らかに変化していく様子を表現するために、その 中間を補うための画像を複数作成する技法をモーフィング 中間を補うための画像を複数作成する技法を モーフィングといいます。 といいます。 また、センサやビデオカメラなどを用いて人間や動物の自然な動きを取り込み、 そのデータをもとにリアルな動きをもつ画像を複数作成する技法を モーションキャ プチャといいます。 プチャといいます。

121  

ココが 出る！

用語

：バックアップや配布のために、複数のファイ ［アーカイバ ］ ［アーカ ルを1つにまとめたり元に戻したりする ［GIF］ ：画像の圧縮形式で、表現できるのは ：画像の圧縮形式で、表現できる のは 256 色（可逆） ［JPEG］：画像の圧 ：画像の圧縮形式で 縮形式で、表現でき 、表現できる色が多い る色が多い（非可逆 （非可逆） ） ［MP3］ ：音声の圧縮 ：音声 の圧縮形式 形式（非可 （非可逆） 逆） ［MPEG］ ：動画の ：動 画の圧縮 圧縮形式 形式（非 （非可逆 可逆） ） 。MPEG-4 は携 は携帯電 帯電話 話 などの低速回線用 ［モーフィ ［モー フィング ング ］：複数画像の中間を補い連結して滑らかに変 化させる技法 ［モーションキャプチャ］：センサやビデオカメラで人間や動物 の自然な動きを取り込む技法

基本情報技術者試験 平成26年春

アニメーションの作成過程で、センサやビデオカメラなどを用いて人間や動 物の自然な動きを取り込む技法はどれか。

ア：キーフレーム法 イ：ピクセルシェーダ ウ：モーションキャプチャ エ：モーフィング

解説

モーションキャプチャでは、実際の自然な動きをディジタルデータと して収集し、そのデータをもとに画像を複数作成します。 解答：ウ

122  

アルゴリズムと データ構造

 

 4

★ ★ ★

1

アルゴリズム

●アルゴリズムとは コンピュータに処理させたい内容はプログラムに記述しますが、複雑なプログラ ムになると、 ムになると 、 処理の手順は何通 処理の手 順は何通りもありま りもあります。処理の す。処理の手順をう 手順をうまく工夫す まく工夫することで、 ることで、 無駄がなく、処理時間が短い、効率的なプログラムを作成することができます。プ ログラムの処理手順のことをアルゴリズム ログラムの処理手順のことを といいます。 アルゴリズムといいます。

●流れ 流れ図 図（フロー フローチャー チャート ト） アルゴリズムで最も重要なのは処理手順の順番です。アルゴリズムを頭の中だけ で整理しようとすると、混乱してしまいがちですので、流れ図 で整理しようとすると、混乱してしまいがちですので、 流れ図（ フローチャート ） を作成し、処理手順を1手順ずつ、上から下に並べて視覚化します。 〈流れ図の例〉 







流れ図に使う記号は以下のとおりです。 〈流れ図に使われる記号〉

記号

 

記号名

役割

端子記号   流れ図の開始と終了を表す。開始の端子記号 は中 に「開 は中に 「開始」 始」、終 、終了の 了の端子 端子記号 記号は中 は中に に「終 「終了」 了」 と書き入れる

 

流れ線  

上の処理と下の処理を結んで、処理の順番を 表す。処理の方向をはっきりさせるために矢 印にする場合もある

124  

4-1 アルゴリズム

記号

記号名

役割

判断記号   条件によって、後の処理が2つ以上に分岐す る場合に、判断する内容を書き入れる 処理記号   判断以外の処理を表す。処理の内容を書き入 れる ループ記号   繰返して行われる処理 繰返して行われ る処理（ ループ ）の始まりと終 わりを表す

 

入出力記号  データの入出力を表す

●流れ図の処理パターン 流れ図で使う処理の流れには、順次・選択・繰返し 繰返しの3つのパターンがあります。 の3つのパターンがあります。 〈順 次〉

〈 選 択〉

●

〈繰 返し〉

      

  

  

 

 



第  4 章

 

ア ル ゴ リ ズ ム と デ ー タ 構 造

 

 

 

●流れ図の処理の表し方 流れ図の処理記号には、プログラムに近い表現で処理を記述するため 変数 変数が使 が使 われます。変数とは、プログラムで扱う文字や数値を記憶しておくための入れ 物です。名前をつけて区別することで、複数の変数をプログラムの中で扱うこ とができます。 変数にデータを入れる処理を代入 変数にデータを入れる処理を 代入といいます。３という値を変数aに代入する といいます。３という値を変数aに代入する 処理は、「3 → a 」と記述し と記述します。また ます。また、変数に 、変数に入っている 入っているデータ同士 データ同士を比較す を比較す るときには、 るとき には、変数を 変数をコロン コロンで区切 で区切って って「 a：b 」と記述 と記述します します。 。

125  

〈変数を使った流れ図の例〉   

 





 



●トレース アルゴリズムが正しく書かれているかをチェックするには、変数の値が処理の過 程でどのように変化していくかを確認します。変数の値の変化を追ってチェックし ていくことをトレース ていくことを トレースといいます。プログラムが正しく動作するようにアルゴリズ といいます。プログラムが正しく動作するようにアルゴリズ ムの内容をチェックするためには、トレース作業が重要です。具体的には、流れ図 の経路を追いながら変数の値をトレース表に書いていくことで、処理の過程を確認 していきます。 〈トレース 〉 

 



     







 







 









  



126  

4-1 アルゴリズム

〈トレース表〉

ココが 出る！



































 



スキル

→流れ図の記号と変数や処理内容の意味を理解し、処理をト レースできるようにしておこう 第  4 章

●擬似言語

●

流れ図と同じく、アルゴリズムを記述する方法に 擬似言語 擬似言語があります。擬似言語 があります。擬似言語 は、流れ図のような図形は使わずに、主に文章や記号などによって、アルゴリズム を記述します。プログラム言語によるプログラムの記述に見た目が似ているので、 擬似言語と呼ばれています。擬似言語の記述は以下のように表します。 〈擬似言語の記述形式〉

記述形式

○

説明

 

・変数←式

手続き、変数名、型などを宣言する  

変数に式の値を代入する

▲ 条件式

選択処理を示す。条件式が満たされるときは処理1を

 

・処理1

実行し、満たされないときは処理2を実行する

 

・処理2

ア ル ゴ リ ズ ム と デ ー タ 構 造

▼ ■ 条件式

前判定繰返し処理を示す。条件が満たされる間、処理

 

を繰返し実行する

処理

■ ■

後判定繰返し処理を示す。処理を実行し、条件が満た される間、処理を繰返し実行する

処理 ■ 条件式

127  

基本情報技術者試験の午後の必須問題 基本情報技術者試験の午後の 必須問題「 データ構造及びアルゴリ ズム 」では、擬似言語を使った問題が出題されます。擬似言語で 記述されたアルゴリズムからも処理の流れを理解できるようにし ておきましょう。

基本情報技術者試験

平成23年特別

次の流れ図は、１から100までの整数の総和を求め、結果を変数xに代入 するアルゴリズムを示したものであるが、一部誤りがある。どのように訂正 すればよいか。  

   x    i

 i     x  i  x

  i    i



ア：①の ア： ①の処理 処理を を“0 → x ”にす にする。 る。 イ：②の イ： ②の条件 条件判定 判定を を“ i : 99” 99 ”にす にする。 る。



ウ：③の処理 ウ：③ の処理を を x ＋ i → i にする にする。 。 エ：④の処理 エ：④ の処理を を“ x ＋ 1 → x ”にする にする。 。

解説

流れ図の各変数が、どのような用途で使われているかを確認します。

iは繰返し処理の回数を表し、1から100まで変化します。xは、 繰返し回数分の 繰返し回数 分の i の総和（1+2+・・・100） （1+2+・・・100）を表してい を表しています。その ます。そのため、 ため、 xの初期値は0でなければなりません。

解答：ア

128  

 4

 

2

4-2 配列

★ ★ ★

  配列

●データ構造 処理をするには、扱うデータをどこかに保持しておく必要があります。扱うデー タをどのような方法で保持するかを決めたものが、 データ構造 です。例えば住所録 データ構造です。例えば住所録 は、郵便番号、住所、氏名といった個々のデータをばらばらに扱うのではなく、ひ とまとまりの集合体として保持することで、効率よく処理できます。主なデータ構 造には、配列 造には、 、キュー 、スタック 、リスト構造 、木構造 などがあります。どのデー 配列、 キュー、 スタック、 リスト構造、 木構造などがあります。どのデー タ構造を用いるかによって、処理の効率が大きく変わるため、それぞれの特徴を理 解して適切なデータ構造を選ぶことが大切です。

第  4 章 ●

●配列 整数なら整数だけ、文字なら文字だけなど、同じ型のデータの集まりを順番に並 べたデータ構造を配列 べたデータ構造を 配列といいます。コインロッカーのように、1つ1つデータが格 といいます。コインロッカーのように、1つ1つデータが格 納される場所が 納される 場所が用意され 用意されていて、 ていて、目的のデ 目的のデータが ータが「何番目 「何番目にあるか にあるか」 」を指定す を指定するこ るこ とで、データを取り出すことができます。そのため、配列はデータを整列したり探 そえじ

したりするときによく使われます。データの場所を表す数を添 したりするときによく使われます。データの場所を表す数を 添字（イン （インデ デックス ） といい、配列中の各変数を要素といいます。添字はCやJAVA言語などでは0か といい、配列中の各変数を要素 といいます。添字はCやJAVA言語などでは0か ら始まり、COBOL言語などのように1から始まるものもあります。 配列には、添字を1種類しか使わない1次元配列や、添字を2種類使う2次元 配列があります。2 配列があ ります。2 次元配列 次元配列の添字は、行方向と列方 の添字は、行方向と列方向にそれぞ 向にそれぞれ指定し れ指定し、 、 ［行 , 列］ の順で表します。 〈1次元配列〉

ア ル ゴ リ ズ ム と デ ー タ 構 造

 





















       

129  

〈2次元配列〉 









 













  



























    









   

                

ココが 出る！

スキル

→1次元配列、2次元配列において、添字から配列内の各デー タ要素を特定し、代入などの操作ができるようにしておこう。

基本情報技術者 基本情 報技術者試験 試験 平成 25 年秋

次の規則 次の 規則に従 に従って って配列 配列の要 の要素 素 A［0 ［0］ ］ 、A［1 ［1］ ］、… 、A［9 ［9］ ］に正 に正の整 の整数 数 k を格 納する。kとして16、43、73、24、85を順に格納したとき、85が格 納される場所はどこか。ここで、x mod yは、xをyで割った剰余を返す。 また、配列の要素は全て0に初期化されている。 〔規則〕 （1）A （1） A［ k mod mo d 10］ 10 ］＝ 0 ならば ならば、 、k を A［ A［ k mod mo d 10］ 10 ］に格納す に格納する。 る。

（2） （1）で格納できないとき、A［（ k ＋ 1） 1）mo mod d 10 10］ ］＝ 0 なら ならば、 ば、k k を A［（ k ＋ 1）mo mod d 10］に格 に格納す 納する。 る。 （3） （2） 2）で格 で格納で 納でき きない ないとき とき、 、A［（ k ＋ 4） 4）mod mod 10］＝ 0 ならば、k ならば、k を A ［（ k ＋ 4） 4）mo mod d 10］ 10］に格 に格納す 納する。 る。 ア： A［3］

イ： A［5］

ウ： A［6］

エ： A［9］

130  

4-2 配列

解説

16、43、73、24、85 を順に格納して、配列の要素がどう変化 するかを確認していきます。

16 の格納場所を計算すると、A［16 mod m od 10］＝ A［6］から、16 を A［6］ に入れます。 43 の格 の格納場 納場所を 所を計算 計算する すると、 と、A A［4 ［43 3 mod mod 10］ 10］＝ A［3 ［3］ ］から 43 を A［3 ［3］ ］ に入れます。 73 の格納場 の格納場所を計算 所を計算すると、 すると、A A［73 mod 10］＝ A［3］となりま となります。A す。A ［3］は 0 ではな ではなく値 く値 43 が入っ が入っている ているので、 ので、規則 規則（2）より、 より、A A［（73 ＋ 1） mod 10］＝ A［4］となり なり、 、73 を A［4 ［4］ ］に入 に入れま れます。 す。 24 の格納場所を計算すると、A［24 mod 10］＝ A［4］となります。A［4］ には値 には 値 73 が入 が入って っている いるので ので、規 、規則 則（2 （2） ）より より、A 、A［（2 （24 4 ＋ 1） 1）mo mod d 10 10］ ］＝ A［5］となり、24 を A［5］に入れます。 85 の格納場所を計算すると、A［85 mod 10］＝ A［5］となります。A［5］

第  4 章

には値 24 が入っているので、 規則（2）より、A［85+1 mo m od 10 1 0］＝ A［6］ 、

●

となり なります ます。A 。A［6 ［6］ ］にも にも値 値 16 が入 が入って っている いるの ので、 で、規則 規則（3）より、 り、A A［ （85 ＋ 4）mo mod d 10］＝ A［9 ［9］ ］とな となり、 り、85 85 を A［9 ［9］ ］に入 に入れま れます。 す。よっ よって、 て、85 85 が格納さ が格 納される れる場所 場所は は A［9 ［9］ ］とな となりま ります。 す。 











 













 







































解答：エ

ア ル ゴ リ ズ ム と デ ー タ 構 造

131  

 4

 

★ ★ ★

3

キューとスタック

●キュー 一時的に保持しておいたデータを格納したり、取り出すときの手順が決まってい るデータ構造に、キュー るデータ構造に、 とスタック があります。 キューと スタックがあります。 キューは「列」 キューは 「列」という という意味です 意味ですが、まさ が、まさに待ち行 に待ち行列が前か 列が前から順番に ら順番にさばけ さばけていく ていく ように、1次元配列で1列に格納されたデータを、入れた順番に取り出すデータ構 ファイフォ

ファーストイン

ファーストアウト

造です。このようなデータの出し入れのしかたをF IFO（ First-In First-Out：先入 れ先出し）といいます。 れ先出し） といいます。また、データ また、データを入れるこ を入れることを とをエンキュー 、取り出すことを エンキュー、取り出すことを デキューといいます。 デキュー といいます。 キューは、ディスクの入出力やOSのタスク実行などで使われています。 〈キュー〉 

    









     

●スタック スタックは「積み重ね スタックは 「積み重ね」 」という意味 という意味です。スタッ です。スタックも、キュー クも、キューと同じく、1 と同じく、1 次元 配列で格納されたデータですが、キューとは逆に、最後に入れたデータから先に取 り出す、つまり常に一番新しいデータから順番に使う構造になっています。このよ ライフォ

ラ ス ト イ ン

ファーストアウト

うなデータの出し入れのしかたをLIF IFO O（ Last-In Firs irst-O t-Out ut：後 ：後入れ 入れ先出 先出し） し）とい といい い ます。データを入れることをプッシュ ます。データを入れることを プッシュ、取り出すことを 、取り出すことをポップ ポップといいます。 といいます。 スタックは、プログラムの実行中に スタックは、プロ グラムの実行中にほかの関数 ほかの関数（ プログラム中で繰 プログラム中で繰返し利用され 返し利用され る手続きを 1 つにまとめたもの）を呼び出すときなどに使われ を呼び出すときなどに使われています。 ています。 〈スタック 〈スタ ック〉 〉



        

     

 

  

132  

4-3

ココが 出る！

キューとスタック

用語

［キュー］ ：最初に入れたデータから先に取り出す ：最初に入れたデータから先に取 り出す（ FIFO ） ［スタッ ［ス タック ク］ ：最後に入れたデータから先に取り出す ：最後に入れたデータから先 に取り出す（ LIFO ） スキル

→どのような処理のときに、キューやスタックが適しているか を理解しておこう。

基本情報技術者 基本情 報技術者試験 試験 平成 27年春

キューに関する記述として、最も適切なものはどれか。 ア：最後に格納されたデータが最初に取り出される。

第  4 章

イ：最初に格納されたデータが最初に取り出される。 ウ：添字を用いて特定のデータを参照する。

●

エ：二つ以上のポインタを用いてデータの階層関係を表現する。

解説

キューでは、最初に格納されたデータが最初に取り出されます。 解答：イ

基本情報技術者 基本情 報技術者試験 試験 平成 22年秋

A、B、C、Dの順に到着するデータに対して、一つのスタックだけを用い て出力可能なデータ列はどれか。 ア A、D、B、C イ B、D、A、C ウ C、B、D、A エ D、C、A、B

ア ル ゴ リ ズ ム と デ ー タ 構 造

スタックは最後に入れたデ

解説

タから先に取り出す方法なので、それ

ぞれの選択肢について確認すると、 ぞれの選択肢について確認する と、ウのデータ列のみ出力可能です ウのデータ列のみ出力可能です。 。 出力の過程は以下のとおりです。

133  

  









 



 

























 





解答：ウ

基本情報技術者 基本情 報技術者試験 試験 平成 26年秋

加減乗除を組み合わせた計算式の処理において、スタックを利用するのが適 している処理はどれか。 ア：格納された計算の途中結果を、格納された順番に取り出す処理 イ：計算の途中結果を格納し、別の計算を行った後で、その計算結果と途中 結果との計算を行う処理 ウ：昇順に並べられた計算の途中結果のうち、中間にある途中結果だけ変更 する処理 エ：リストの中間にある計算の途中結果に対して、新たな途中結果の挿入を 行う処理

  解説

スタックでは、最後に格納されたデータが最初に取り出されます。 そのため、計算途中で別の計算に移り、それらの結果を計算すると

きに適しています。

解答：イ

134  

 4

 

★ ★

4

4- 4 リス リスト構 ト構造 造

  リスト構造

●リスト構造とは リスト構造は、データの格納場所が書かれたポインタを使って、離れた場所にあ リスト構造 は、データの格納場所が書かれたポインタを使って、離れた場所にあ るデータ同士をつないで順番に並べたデータ構造です。 線形リスト 、連結リスト と 線形リスト、 連結リストと もいいます。リスト構造では、データとポインタをセットにして扱い、先頭から順 にポインタをたどることで、各データにアクセスします。そのため参照や更新には 時間がかかりますが、データの追加や削除はポインタを変更するだけで処理できる という特徴があります。 第

〈リスト構造〉  

4   章



● 

●リスト構造の種類 リスト構造は、 リスト構 造は、どのよう どのようなポイン なポインタをもって タをもっているかに いるかによって、 よって、単方向連 単方向連結リスト 結リスト、 、 双方向連結リストに分けられます。

ア ル ゴ リ ズ ム と デ ー タ 構 造

●単方向連結リスト 単方向連結リストは、 単方向連結リスト は、データの後ろにポインタを 1 つだけもつリスト構造です。 ポインタは次のデータの場所を指し示すので、データをたどる方向は一方向に なります。最 なりま す。最後尾に 後尾にあるポ あるポインタ インタには、 には、 「次の場所は 「次の 場所はない」 ない」という ということを ことを示す値 示す値 ヌ 

（ Null、また ull、または は 0）を指定し を指定します。 ます。 〈単方向連結リスト〉 

●双方向連結リスト 双方向連結リストは、前後のデータへのポインタをもつリスト構造です。それ 双方向連結リスト は、前後のデータへのポインタをもつリスト構造です。それ ぞれのポインタは、前のデータと後ろのデータの場所を指し示すので、データ 135  

をたどる方向は前後両方向になります。一番前、および一番後ろにあるポイン タは、 タは 、 「次の場 「次 の場所は 所はない ない」 」とい というこ うことを とを示す 示す値を 値を指定 指定しま します。 す。 〈双方向連結リスト〉 



●データの追加や削除 リスト構造では、データ間をポインタでつなげるので、データの追加や削除がポ インタの書換えだけですみ、短時間で処理できるという特長があります。 例えば、次の単方向 例えば、 次の単方向連結リスト 連結リストを見てみま を見てみましょう。 しょう。このリスト このリストでは では「社員 A 」 「社 員K」 「社員 T 」の順につなが の順につながっています。新 っています。新入社員である 入社員である「社員 「社員 G 」は、まだリス トには連結していません。図中の トには連結していませ ん。図中の「 アドレス 」はメモリ内の住所であ はメモリ内の住所であるアドレスを るアドレスを 指しています。 〈単方向 〈単 方向連 連 結リスト （例） （例 ）と連 と連結イメージ 結イメージ 〉 









   







 



 

  



    



     





 



  

 



ここで、 ここ で、リス リストの トの「社 「社員 員 A 」と「社 「社員 員 K 」の間 の間に に「社 「社員 員 G 」を追 を追加し 加してみ てみます ます。ど 。どの の ポインタを書き換えるかに注目してください。 〈 「社員 「社 員 G 」を追 加〉     

      

       

          

         

        

  



 



このように、リスト構造では、ポインタの値を書き換えるだけで、データの追加 や削除ができます。 136  

4-4

ココが 出る！

リスト構造

用語

［連結リ ［連 結リスト スト ］：データの場所を示すポインタを使ってデータ をつなぐデータ構造。ポインタの値を書き換えるだけで、デー タの追加や削除ができる ［双方向 ［双 方向連結 連結リス リスト ト ］：前後のデータへのポインタをもつ連結 リスト スキル

→データを追加・削除するするときに、どのポインタを変更す るかがわかるようにしておこう

基本情報技術者試 基本情報 技術者試験 験 平成 21年春

配列と比較した場合の連結リストの特徴に関する記述として、適切なものは

●

どれか。 ア：要素を更新する場合、ポインタを順番にたどるだけなので、処理時間は 短い。 イ：要素を削除する場合、削除した要素から後ろにあるすべての要素を前に 移動するので、処理時間は長い。 ウ：要素を 要素を参照す 参照する場合 る場合、 、ランダ ランダムにア ムにアクセス クセスできる できるので、 ので、処理時 処理時間は短 間は短い。 い。 エ：要素を挿入する場合、数個のポインタを書き換えるだけなので、処理時 間は短い。

解説

連結リスト、すなわちリスト構造は、データ間をポインタで関連付 けるので、データの追加や削除ではポインタを書き換えるだけです

みます。

第  4 章

解答：エ

ア ル ゴ リ ズ ム と デ ー タ 構 造

137  

 4

 

★ ★

5 

  木構造

きこうぞう

●木構造とは データ同士に階層的な親子関係や主従関係をもたせたデータ構造を、木 データ同士に階層的な親子関係や主従関係をもたせたデータ構造を、 木（ツリー） 構造といいます。OSがファイルを管理するフォルダ構成も木構造です。 構造といいます。OSがファイルを管理するフォルダ構成も木構造です。 木構造を図に書き表すと、下の図のように、樹木を逆さにしたような形になりま す。木構造の各データを節 す。木構造の各データを と呼びます。 ます。また、 また、逆さに 逆さにすると すると木の根 木の根っ っ 節（ノード、 節点）と呼び こにあたる一番上の部分を根 こにあたる一番上の部分を 根 （ルー ルート ト ）、一番下の部分を葉といいます。各データは、 枝でつながっています。 〈木構造〉   



木構造ではデータは親子関係になっており、枝で結ばれた上の節を 親、下の節を 子と呼びます。子の節はその下に節がつけば、その節の親になります。また、親の ひだりぶぶんぎ 

左の子についている枝、節、葉をまとめて左 左の子についている枝、節、葉をまとめて 左部分木 部分木といい、右の子についている枝、 といい、右の子についている枝、 みぎぶぶんぎ 

節、葉を右 節、葉を 右部分木 部分木といいます。 といいます。 〈親子関係〉  







138  

4-5

木構造

木構造には、枝や節のつき方によって、さまざまな種類があります。代表的なも のを見ていきましょう。

●2分木 根やそれぞれの節から出る枝が、すべて2本以下の木を 2 分木 分木といいます。 といいます。 〈2分木〉





第  4

2分木の中でも、根から葉までの枝の数がすべて一緒の2分木を、完全2分木 2分木の中でも、根から葉までの枝の数がすべて一緒の2分木を、 完全2分木と と いいます。

 

2分木のデータ構造をもう少し詳しく見てみましょう。2分木のそれぞれの節は、 左ポインタ部、データ部、右ポインタ部の3つの要素によって構成されています。 データ部にはデータが格納され、親となっている節のポインタには、子の節の場所 が格納されています。 















●

ア ル ゴ リ ズ ム と デ ー タ 構 造

〈完全2分木〉

〈2 分木のデ 分木のデータ構造〉 ータ構造〉

章

  





  



 

139  

にぶんたんさくぎ 

● 2 分探索木 2 分木のうち、どの節において 分木のうち、どの節においても、常に も、常に「親のデータが左部分木の 「親のデータが左部分木のデータより大 データより大 きく、右部分木のデ きく、右部 分木のデータよ ータよりも小さ りも小さい」 い」（左部 （左部分木のデ 分木のデータ＜親 ータ＜親＜右部分 ＜右部分木のデ 木のデー ー タ ）という条件を満たした状態の木を という条件を満たした状態の木を2分探索木 2分探索木といいます。2分探索木では、親 といいます。2分探索木では、親 より左には小さいデータ、右には大きいデータしかないので、必要なデータを探索 するときに少ない回数で行うことができるという特徴があります。 〈2分探索木〉 



















  



上の図では、1、3、5、8、9、10、13、15の8つの要素があります。親 である根 であ る根「8 「8」 」に対 に対して して、左 、左部分 部分木 木（1 （1、3 、3、5 、5） ）＜親（8 （8） ）＜右 ＜右部分 部分木 木（9 （9、1 、10、 0、13 13、 、 15） 15 ）という関係が成り 立ちます。また 立ちます。また、左部分木におけ 、左部分木におけ る節 3 を親とした場合 も、左 も、 左部分 部分木 木（1）＜親（3 （3） ）＜右 ＜右部分 部分木 木（5 （5） ）とい という関 う関係 係が成 が成り立 り立ち ちます ます。同 。同様に 様に、節 、節 10、節15についてもこの関係が成り立っています。 ● 2分探索木のデータ探索 2分探索木の中にあるデータを最短の手順で探し出すには、まず探している データと根の値を比較します。例えば、9というデータを見つけたい場合、根 である 8 と探 と探索デ 索データ ータ 9 を比 を比較 較しま します。 す。する すると と「根（8）＜探 ＜探索 索デー データ タ （9）」とな るので、探索データは右部分木にあることが分かります。次に節10と比較す ると「探 「探索デ 索データ ータ（9）＜節（1 （10） 0）」とな となるの るので、 で、左 左に進 に進みま みます す。す 。すると ると節 節 9 を見 つけることができます。このように、データが見つかるか、データが見つから ず進む節がなくなるまで比較を繰り返すことで、データを探索できます。

140  

4-5

木構造

〈2 分探索木のデ 分探索木のデータ探索〉 ータ探索〉  



 

 

    



 





●節の追加や削除による2分探索木の再構成 い位置に追加できます。例えば、節11を追加する場合には、まず根の値8と

第  4 章

比較しま 比較 します す。す 。すると ると「根（8）＜追加 追加の節 の節（1 （11） 1）」とな となるの るので で、右 、右部分 部分木に 木に置 置くこ

●

新たな節を追加する場合も、データ検索と同様の手順で行うことにより、正し

とになります。ここから先も同様に比較を繰り返すことで、新しい節の追加位 置を決めます。 〈節の追加〉  

    

  















    

    



反対に、2分探索木から節を削除する場合は、節の削除によって2分探索木の 性質を損なわないよう、2分探索木を再構成する必要があります。例えば、節 10を削除した場合は、左部分木の最大値をもつ節9か、右部分木の最小値を もつ節 13 を、削除した節 10 の位置に移動して、 「左部分木＜親＜右部分木」 という性質が成り立つようにします。

ア ル ゴ リ ズ ム と デ ー タ 構 造

141  

〈節の削除〉



  

 







 

 















 











   

   



ココが 出る！

スキル

→２分探索木を構成できるようにしておこう

●ヒープ 2 分木の 分木のうち、 うち、すべて すべての節で の節で「親＜ 「親＜子」 子」、また 、または は「親＞ 「親＞子」 子」の関係 の関係が成り が成り立つ状 立つ状態 態 にした木をヒープ にした木を ヒープといい といいます。ヒ ます。ヒープで ープでは、根 は、根がすべ がすべての要 ての要素の中 素の中で最小 で最小値 値（「親 ＜子」の場合） 、または最大値（「親＞子」の場合）をとります。 〈ヒー 〈ヒ ープ 〉 

 





 















 

 





142  

4-5

ココが 出る！

木構造

スキル

→2分探索木やヒープに新しく節を追加する場合に、性質を保 持した状態に再構成できるようにしておこう

基本情報技術者 基本情報 技術者試験 試験 平成 20年秋

親の節の値が子の節の値より小さいヒープがある。このヒープへの挿入は、 要素を最後部に追加し、その要素が親よりも小さい間、親と子を交換するこ とを繰り返せばよい。次のヒープの＊の位置に要素7を追加したとき、Aの 位置に来る要素はどれか。  

第  4 章

 

 

ア：7

 

イ：11





●



ウ：24

エ：25



解説











  



 





 



 

 





 













  

 



 



 



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 

解答：イ

ア ル ゴ リ ズ ム と デ ー タ 構 造

143  

 4

 

6

★ ★ ★

探索アルゴリズム

●探索とは 大量にあるデータの中から必要なデータを探したり、データを並べ替えたりする には、それぞれのデータ構造の特徴に合ったアルゴリズムを使う必要があります。 ここからは、さまざまなアルゴリズムの種類について紹介します。 たくさんのデータの中から、目的のデータを見つけることを探索（ サーチ ）とい たくさんのデータの中から、目的のデータを見つけることを探索 います。例えば、机に積み上げられた書類の山から必要な資料を見つけることも探 索です。コンピュータ 索です。コ ンピュータも、 も、主記憶や 主記憶や補助記憶装 補助記憶装置にあるデ 置にあるデータやファ ータやファイルを探索 イルを探索し、 し、 更新や削除などの処理を行っています。 代表的な探索アルゴリズムに、線形探索法 代表的な探索アルゴリズムに、 線形探索法や や 2分探索法 2分探索法、 、ハッシュ探索法 ハッシュ探索法があり があり ます。 ちくじ

●線形 線形探索 探索法 法（逐 次探索法） 線形探索法は、先頭から順番に目的のデータと比較し、一致するデータを探し 線形探索法 は、先頭から順番に目的のデータと比較し、一致するデータを探し ていくアルゴリズ ていくア ルゴリズムです。 ムです。一致するデ 一致するデータが見つ ータが見つかった時 かった時点で探索は 点で探索は終了です。 終了です。 整列されていない状態で、目的のデータを探索するのに向いていますが、総当 たり戦となるため、大量のデータを探索するには不向きです。 〈線形探索法〉               



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



  

  



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     

線形探索法では、n個のデータの中から目的のデータを探索するまでに、最小 で1回、最大でn回、目的のデータと対象となるデータの比較を行う必要があ ります。したがって、平均比較回数は ります。したがって、平 均比較回数は（ n ＋ 1）／2 回となります。

144

 

4-6

探索アルゴリズム

〈線形探索法の平均比較回数〉         

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

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

 

  

第  4 章 ●

なお、線形探索法で配列構造のデータを探索する場合、探索する前にあらかじ め最後の め最 後のデー データの タの後ろ 後ろに目 に目的の 的のデー データ タ（下 （下図で 図では は「1 「10」 0」）を入 を入れて れておく おくこと ことがあ がありま りま ばんぺい

す。これを番 す。これを 番兵といいます。番兵を使うと、配列の最後で必ずデータが一致するの で、データ比較前に配列の範囲内かどうかを確認する処理を省くことができます。 〈番兵〉           

 

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     

145

ア ル ゴ リ ズ ム と デ ー タ 構 造

 

番兵を使った線形探索法のアルゴリズムを流れ図で示すと次のようになりま す。処理の流れを確認しておきましょう。 〈番兵を使った線形探索法の流れ図〉 

  





              

 

 

 





     

 





ココが 出る！

用語

［線形探索法の平均比較回数］： （ n ＋ 1）／2 回 スキル

→線形探索法のアルゴリズムについて、先頭から順に比較する 処理の流れを理解しておこう。

146  

4-6

探索アルゴリズム

● 2分探索法 2分探索法は、あらかじめデータが小さい順もしくは大きい順に整列されてい 2分探索法 は、あらかじめデータが小さい順もしくは大きい順に整列されてい る場合に使われるアルゴリズムです。まずデータを2等分し、探索範囲の中央 の値と探索データを比較します。探索データの方が小さければ、目的データの ありかを前半部分に絞り込みます。次に絞り込んだ前半部分のデータを2等分 し、同じ手順を繰り返していきます。こうして、探索する範囲を半分ずつに狭 めていくことで、探索データを見つける方法が、2分探索法です。 〈2分探索法〉             

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        

   

第  4 章

     

●

 

 

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 ア ル ゴ リ ズ ム と デ ー タ 構 造

          

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 

         

2分探索法では、1回探索するごとに探索範囲を半分に絞っていくことができ ます。n個のデータがある場合の平均比較回数は、log 2n で求めることができ ます。 log2nとは、2をnにする指数のことです。見方を変えると、n=2x と X ＝ log2nは同じ意味です。例えば、探索範囲として8個のデータがある場合、平 均比較回数はlog28となります。8=23 なので、log28＝3回です。 2分探索法のアルゴリズムを流れ図で示すと次のようになります。処理の流 れを確認しておきましょう。

147  

〈2 分探索法のア 分探索法のアル ルゴリ ゴリズム ズム 〉

  

              

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      

 

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   

   



     



ココが 出る！

 

用語

［2分探索法の平均比較回数］： log2n 回 スキル

→2分探索法のアルゴリズムについて、整列されたデータ列を 半分ずつに絞って探す処理の流れを理解しておこう。

●ハッシュ探索法 データの格納場所のアドレス値を、あらかじめ関数を使った計算で決めておく アルゴリズムをハッシュ探索法 アルゴリズムを ハッシュ探索法（ ハッシュ法）といい、格納先を決めるために 用いられる関数をハッシュ関数 用いられる関数を ハッシュ関数、ハッシュ関数によって求められるアドレス値 、ハッシュ関数によって求められるアドレス値 をハッシュ値 ハッシュ値といいます。ハッシュ探索法を使ってデータを探索するときは、 といいます。ハッシュ探索法を使ってデータを探索するときは、 148  

4-6

探索アルゴリズム

ハッシュ関数を計算してハッシュ値を求めることで、格納場所を割り出しま す。ハッシュ探索法を使うと、衝突が発生しない限り、探索データは必ず1 回で見つかります。 〈ハッシュ探索法〉    



      

例えば、5 けたの数「 x 1 x 2 x 3 x 4 x 5 」を、ハッシュ探索法を使って配列 A に格 納してみます。このとき、ハッ 納してみます。 このとき、ハッシュ関数を シュ関数を mod（ x 1 ＋ x 2 ＋ x 3 ＋ x 4 ＋ x 5,17） とします。mod（ a,b ）は、a を b で割った余りを表します。つ で割った余りを表します。つまり、各けたの まり、各けたの 数を足した総数を17で割った余りを、格納場所とするということです。 56789 の格納先 の格納先アドレス アドレスを計算す を計算すると、 ると、（5+6+7+8+9） （5+6+7+8+9）÷ ÷ 17 の余りな の余りなの の で、1 となります。そこで配列 A［1］に格納します。この に格納します。この後、例えば 後、例えば 98765 というデータを同じようにハッシュ法を使って格納しようとすると問題が起き ます。というのは、ハッシュ値が ます。というのは、ハッシュ値 が 1 となり、配列 A［1］にはすでに 56789 が 格納されているため、衝突 格納されているため、 衝突（シノ （シノニム ニム ）が起こってしまうのです。 〈衝突 （シノニ シノニム ム） 〉   



 

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



 

 



 





衝突が起こっ 衝突が 起こった場合 た場合には、 には、配列の 配列の各要素 各要素をリス をリスト構造 ト構造にして にして、 、新しい 新しい場所に 場所にデー デー タを格納します。

149  

第  4 章 ●

ア ル ゴ リ ズ ム と デ ー タ 構 造

こ れ も こ  知っ と

一様分布 ハッシュ探索法において，衝突の確率がもっとも低くなるのは ハッシュ値が一様分布 ハッシュ値が 一様分布にあるときです。一様分布とは、サイコ にあるときです。一様分布とは、サイコ ロの目の出る確率など、すべての事象の起こる確率が等しい現 象です。

ココが 出る！

用語

［ハッシュ探索法の平均比較回数］：1 回 ［一様分布］：事象の発生確率が等しい。ハッシュ値の衝突確率 がもっとも低くなる状態 スキル

→ハッシュ関数を使ってハッシュ値を計算して、データの格納 場所を求められるようにしておこう。

基本情報技術者 基本情報 技術者試験 試験 平成 26年秋

2分探索に関する記述のうち、適切なものはどれか。 ア：2分探索するデータ列は整列されている必要がある。 イ：2分探索は線形探索よりも常に速く探索できる。 ウ：2分探索は探索をデータ列の先頭から開始する。 エ：n個のデー エ：n 個のデータの タの 2 分探索に 分探索に要する比 要する比較回数は 較回数は、n 、n log2nに比例する。 解説

2分探索では、あらかじめ整列されたデータ列を半分ずつに絞って 探します。検索データが最初の方にある場合、線形探索のほうが速

く検索できます。

解答：ア

150  

4-6

探索アルゴリズム

基本情報技術者 基本情 報技術者試験 試験 平成 25年春

10進法で5桁の数a 1 a 2 a 3 a 4 a 5 を、ハッ シュ法を用いて配列に格納したい。ハッシュ 関数を 関数 を mo mod d（ a1 ＋ a2 ＋ a3 ＋ a4 ＋ a5 ,13） とし、求めたハッシュ値に対応する位置の 配列要素に格納する場合、54321は配列の どの位置 どの 位置に入 に入るか るか。こ 。ここで こで、 、mo mod d（ x, x,13 13） ）は、





   

xを13で割った余りとする。



ア：1





イ：2 ウ：7 エ：11

解説

第  4 章

mod mo d（５ （５＋４ ＋４＋３ ＋３＋２ ＋２＋１ ＋１,1 ,13） 3）＝ mo mod d（1 （15, 5,13 13） ）＝ 2 解答：イ

●

ア ル ゴ リ ズ ム と デ ー タ 構 造

151  

 

★ ★ ★

 4

 7

  整列アルゴリズム

●整列とは 続いて、大量にあるデータを使いやすいように並べ替えるアルゴリズムを紹介し ます。データを小さい順または大きい順に並べることを 整列（ソート ）といいます。 小さい順に並び替えることを昇順 小さい順に並び替えることを 、大きい順に並び替えることを降順 といいます。 昇順、大きい順に並び替えることを 降順といいます。 〈昇順と降順〉





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整列アルゴリズムには、交換法、選択法、挿入法などがあります。 ●交換法（バブルソ （バブルソート ート ） 交換法は、隣同士のデータの大小を比較して、その大小の順番が逆であれば交 交換法 は、隣同士のデータの大小を比較して、その大小の順番が逆であれば交 換していくアルゴリズムで、バブルソート 換していくアルゴリズムで、 バブルソートとも呼ばれます。これを繰り返すこ とも呼ばれます。これを繰り返すこ とによって、 とによっ て、データを データを並び替え 並び替えます。交換 ます。交換法のデータ 法のデータ比較回数は 比較回数は、 （ n － 1）＋（ n 、 － 2）＋…＋ ＋…＋1 1 ＝ n（ n － 1）／2回です。 〈交換法〉  





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

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

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

152  

4-7 整列アルゴリズム

 

           

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

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   

 



         



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







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



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

 

         

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



     

    













交換法のアルゴリズムを流れ図で示すと次ページのようになります。処理の流れ を確認しておきましょう。

●

アルゴリズムの種類はたくさんありますが、午前問題ではその特 徴を問われる問題がほとんどです。一方、午後問題では、流れ図 の空欄埋め問題などの出題が多く出題されます。効率的に問題を 解くために、各アルゴリズムの処理手順をしっかりと理解してお きましょう。

153  

第  4 章

ア ル ゴ リ ズ ム と デ ー タ 構 造

〈交換法のア 〈交換法 のアルゴ ルゴリ リズム 〉  





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

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

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

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



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

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





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



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







                 



 

       

                

     

 

 

 

   

   

 



        

●選択法（選択ソ （選択ソート ート ） 選択法は、未整 選択法 は、未整列のデー 列のデータから タから最小値 最小値（最大 （最大値） 値）を探して を探して順に並 順に並べてい べていくアル くアル ゴリズム ゴリ ズムです です。 。 まず、 まず 、先頭 先頭から から順に 順にデー データの タの値を 値を比べ 比べてい ていき、 き、最小 最小値を 値を探し 探します ます。 。 最小値が見つかったら、1番目にあるデータと入れ替えます。これで、1番目 は確定です。次に2番目に来るデータを探します。残りのデータから最小値を 探し、2番目にあるデータと入れ替えます。これを繰り返して、データを並 154  

4-7 整列アルゴリズム

び替えま び替 えます。 す。選択法 選択法のデー のデータ比較 タ比較回数は 回数は、 、 （ n － 1）＋（ n － 2）＋…＋ 1 ＝ n（ n

－1）／2回です。 〈選択法〉  





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

  

           

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        

 



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



第  4 章

          

●





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



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

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ア ル ゴ リ ズ ム と デ ー タ 構 造

       

           



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



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



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



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        

 

 







           











 

      









 

選択法のアルゴリズムを流れ図で示すと次のようになります。処理の流れを確認 しておきましょう。

155  

〈選択法 〈選択法のア のアルゴ ルゴリ リズム 〉

    







 

     







 





 









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





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





 





 





 







                         

   

    

     



 

                    

   



 

 

    

          

156  

4-7 整列アルゴリズム

●挿入法（挿入ソ （挿入ソート ート ） 挿入法 挿入 法 は、未整列データの中から1つずつデータを取り出して、すでに整列

ずみであるデ

タ列の適切な場所に挿入していくアルゴリズムです。これを

繰り返すことでデータを並び替えます。 〈挿入法〉  











          











            





第  4 章



        











●

 

     

















   



        

 

   

       



 

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挿入法のアルゴリズムを流れ図で示すと次のようになります。処理の流れを確認 しておきましょう。

157  

〈挿入法のアル 〈挿入法のアルゴリ ゴリズム ズム 〉



     

ア ル ゴ リ ズ ム と デ ー タ 構 造

 

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      



●シェルソート シェルソートは挿入法を改良したもので、ある一定間隔おきに取り出したデー シェルソート は挿入法を改良したもので、ある一定間隔おきに取り出したデー タからなる部分列をそれぞれ整列し、さらに間隔を詰めて同じ操作を行うアル ゴリズムです。最後に間隔が1になるまで繰り返してデータを並び替えていき ます。部分的に整列しておくことで、挿入の際に整列済の要素をずらす作業を 減らすことができ、処理が速くなります。 158  

4-7 整列アルゴリズム

〈シェルソート 〈シェルソー ト〉 

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

第  4 章



●

●クイックソート クイックソートでは、まず基準となる値を決め、それよりも小さい値のグルー クイックソート では、まず基準となる値を決め、それよりも小さい値のグルー プと大きい値のグループに分けます。次に、それぞれのグループの中で同じ処 理を繰り返して、分割できなくなるまで繰り返すことで、データを並び替えて いくアルゴリズムです。 〈クイックソー 〈クイ ックソート ト〉 





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

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

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

















159  

●ヒープソート ヒープソートは ヒープソート は、未整列のデータをヒープ（「4-5 木構造」を参照）に構成した後、 ヒープの根から最小値または最大値を取り出して整列済みの部分列に移すこと を繰り返してデータを整列するアルゴリズムです。ヒープの根を最大値と決め

ア ル ゴ リ ズ ム と デ ー タ 構 造

ると、各節には ると、各 節には「親＞子 「親＞子」 」の関係 の関係が成り が成り立ちます 立ちます。ヒープ 。ヒープの各要 の各要素を配列 素を配列で構 で構 成しておき、データを並び替えていきます。 〈ヒープソート 〈ヒー プソート〉 〉  

 

   

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

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



 

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

 

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 

 

 

 

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  

 











160  

4-7 整列アルゴリズム

ココが 出る！

スキル

→問題文中に提示される処理内容が、どの整列アルゴリズムか を答えられるようにしておこう。

基本情報技術者 基本情報 技術者試験 試験 平成 20年春

データの整列方法に関する記述のうち、適切なものはどれか。 ア：クイックソートでは、ある一定間隔おきに取り出した要素から成る部分 列をそれぞれ整列し、更に間隔を詰めて同様の操作を行い、間隔が1に なるまでこれを繰り返す。 イ：シェルソートでは、隣り合う要素を比較して、大小の順が逆であれば、 それらの要素を入れ替えるという操作を繰り返して行う。 ウ：バブルソートでは、中間的な基準値を決めて、それよりも大きな値を集

●

めた区分と小さな値を集めた区分に要素を振り分ける。 エ：ヒープソートでは、未整列の部分を順序木に構成し、そこから最大値又 は最小値を取り出 は最小値 を取り出して既整列 して既整列の部分に の部分に移す。 移す。これらの これらの操作を繰り 操作を繰り返して、 返して、 未整列部分を縮めていく。

解説

アはシェルソート、イはバブルソート、ウはクイックソートの説明 です。

解答：エ

161  

 4

 

8

★ ★ ★

  再帰アルゴリズム

第  4 章

ア ル ゴ リ ズ ム と デ ー タ 構 造

●再帰アルゴリズムとは これまで探索アルゴリズムと整列アルゴリズムを説明してきましたが、もう1つ 重要なアルゴリズムに 再帰アルゴリズムというものがあります。再帰アルゴリズム 重要なアルゴリズムに再帰アルゴリズム というものがあります。再帰アルゴリズム は、自分自身を呼び出しても正しく実行できる再帰的なプログラム は、自分自身を呼び出しても正しく実行できる を作るときに使 再帰的なプログラムを作るときに使 われるアルゴリズムです。 例えば、nの階乗を求めるプログラムは再帰的なプログラムの1つですが、これ を例として再帰アルゴリズムを具体的に見ていきましょう。 ●階乗を求めるプログラムの定義 n の階乗 の階乗とは とは、1から 、1から n までの までの自然数 自然数の積n の積n ×（ n － 1）×・ ×・・・ ・・× ×3×2×1 で計算することができ、n！と表します。例えば、5！は5×4×3×2×1 のことです。また5！は、5×4！と表すこともできます。つまり、n！は、n ×（ n － 1）！と定義できま 1）！と定義できます。 す。  

n！＝ n ×（ n － 1）×・・ ×・・・× ・×3 3×2×1

 

＝ n ×（ n － 1）！ ＝n

このように、自分自身を呼び出す処理のやり方が再帰アルゴリズムです。では、 実際に n の階乗 n！を求めるプログラムを n！を求めるプログラムをff（ n ）と定義して、このプログラムがど のように実行されるかを見てみましょう。 〈自然数 n の階乗 n！を求めるプロ を求めるプログラ グラム ム〉

f（ n ）: if n =1 the then n ret return urn 1  

else el se

n が 1 のとき のとき1 1 を返す

return retu rn n × （fn － 1） n が 1 でな でないと いとき き n ×（ f n －1）の値 の値を返 を返す す

例えばn＝5のとき、上記プログラムは以下のように処理されます。

162  

4-8 再帰アルゴリズム

 



    

    

        



            



                                    

 

  

ココが 出る！

スキル

→再帰的に定義されるプログラムの実行結果について理解して おこう。

●

基本情報技術者 基本情 報技術者試験 試験 平成 21年春

自然数 n に対して、次のように再帰的に定義される 次のように再帰的に定義される関数 関数f（ f n ）を考 を考える える。f 。f（5） の値はどれか。 f（ n ）: if n ≦ 1 then return 1

else return n+f（n-1） （ n-1）

ア： 6 イ：9 ウ：15 エ：25

解説

f（5）＝ 5 ＋ （4） （ f 4）  

＝5＋4＋ （3） f

 

＝5＋4＋3＋ （2） f

 

＝5＋4＋3＋2＋ （1） f

 

＝5＋4＋3＋2＋1

 

＝ 15

解答：ウ

163  

基本情報技術者 基本情報 技術者試験 試験 平成 26年秋

（4 , 2）の値 の値は幾 は幾らか らか。 。 次の関数f（ n, k ）がある。f（4,

1 （ f n, k ）= f（ n − 1, k − 1）+ f（ n − 1, k ）   1  

ア： 3

第  4 章

（ k= k=0） 0）, （0＜ （0 ＜ k ＜ n ）, （ k=n ）,

ア ル ゴ リ ズ ム と デ ー タ 構 造

イ：4 ウ：5 エ：6

解説

f（4 , 2）＝ （4－ （4, f（4 － 1, 2 － 1）＋ （4－ f（ 4－ 1, 2）  

＝ （3, （3 f , 1）＋ （3, f（3, 2）

 

＝ （2, （2 f , 0）＋ （2, f（2 , 1） 1）＋ （2, （ f 2 , 1） 1 ）＋ （2, （ f 2, 2）

 

＝1＋ （1, （1 f , 0） 0 ）＋ （1, （ f 1 , 1） 1 ）＋ （1, （ f 1 , 0）＋ （1, f（1 , 1）＋ 1

 

＝1＋1＋1＋1＋1＋1

 

＝6 解答：エ

164  

 

 4

4-9

アルゴリ アル ゴリズムの実行 ズムの実行時間 時間

★ ★

9

  アルゴリズムの実行時間 オ

●実行時間を表すO 記法 同じ結果を得ることができるのであれば、実行時間が短いアルゴリズムのほうが

よいアルゴリズムであるといえます。例えば宿題をするときを考えてみても、少な い手間でさっさと終わらせることができるやり方のほうが嬉しいものです。 アルゴリズムの善し悪しを評価するための指標のひとつに、どのくらい計算に時 間がかかるかを表すオーダ 間がかかるかを表す という概念があります。オーダによってアルゴリズムを オーダという概念があります。オーダによってアルゴリズムを 表す記述方法を O 記法 記法といいます。O記法では、データの個数をnとし、それに対 といいます。O記法では、データの個数をnとし、それに対 する計算量を する計 算量を O（ n ）で表し で表します。 ます。 例えば えば、 、 O（ n ）とはど はどう ういう いう意味 意味か かとい というと うと、 「データの個数が 2 倍、3 倍になると、 、 「データの個数が 計算量も 2 倍、3 倍になる」ということです。O（ n2）は、 「 デー データの タの個数 個数が が 2 倍、 倍、3 3 倍になると、計算量は 倍になると、計算 量は 4 倍、9 倍になる」 倍になる」という意味です。O という意味です。O（ （ n ）のアルゴリズム 2

に比べて、O に比べて 、O（ n ）のアルゴリズム のアルゴリズムは、データの個数が多 は、データの個数が多くなってくると くなってくると指数関数 指数関数 的に計算量が増えて遅くなってしまい、実用的とはいえません。 O記法では、大量のデータを扱う場合を考えるため定数や係数は無視します。例 えば、実行時間とオーダは以下のような関係になります。

実行時間

オーダ

Cn（ C は定数）

 

2n2 ＋100n＋1

O（ n ） O（ 2n）

 

●探索アルゴリズムの実行時間 探索アルゴリズムにおける実行時間のオーダは、探索が終了するまでの平均比 較回数に比例すると考えます。 ハッシュ探索法では、衝突が起きない限り、原則1回の比較でデータを見つけ ることができ ること ができるため るため、デー 、データ個数 タ個数に関わ に関わらず らず O（1）となり となります。 ます。 2 分探索法では、1 回比較するごとに探索範囲が半 回比較するごとに探索範囲が半分に絞り込まれていきます。 分に絞り込まれていきます。 線形探索法は、最大でデータ個数の分だけ比較することになるため、データが 多い場合には最も遅いアルゴリズムです。 165  

〈探索アルゴリズムの実行時間〉

アルゴリズムの種類

 

ハッシュ探索法 2分探索法

 

線形探索法

 

平均比較回数

1 log 2n （ n ＋ 1）／2

実行時間（オーダ ）

O（1） O（ log2n ） O（ n ）

第  4 章 ●

ア ル ゴ リ ズ ム と デ ー タ 構 造

●整列アルゴリズムの実行時間 整列アルゴリズムにおける実行時間のオーダは、整列が終了するまでの平均比 較回数に比例すると考えるので、オーダは以下のようになります。 〈整列アルゴリズムの実行時間〉

アルゴリズムの種類

平均比較回数

実行時間（オーダ ）

交換法（バブルソー （バブルソート ト ）   n（ n－ n － 1） 1）／2

O（ 2n）

挿入法

 

n（ n－ n － 1） 1）／2

O（ 2n）

選択法

 

n（ n－ n － 1） 1）／2

O（ 2n）

O記法で計算時間を表したとき、それぞれの値を比較した図が以下になります。 例えば、2 例えば 、2 分探索 分探索法 法（ O（ log 2n ））と線形探索法（ O（ n ））の実行時間を比較すると、 2分探索法のほうが実行時間が小さく、速いアルゴリズムといえます。

小さい（速い） ◀ O（1）

コが コ出る！

▶ 大きい（遅い）

O（ lo log2n ）

O（ n ）

O（ n log2n）

O（ n2）

用語

［ハッシュ探索法 ［ハッシ ュ探索法のオーダ のオーダ ］：O（1） ［2分探索 ［2 分探索法のオ 法のオーダ ーダ ］ ：O（ lo log g2n ） ［線形探索法のオ ［線形探 索法のオーダ ーダ ］：O（ n ）

166  

4-9 アルゴリズムの実行時間

基本情報技術者 基本情 報技術者試験 試験 平成 24年秋

探索方法とその実行時間のオーダの適切な組合せはどれか。ここで、探索す るデータ数を るデータ数 を n とし、ハッシ とし、ハッシュ値が衝 ュ値が衝突する 突する（同じ値に （同じ値になる） なる）確率は無視 確率は無視で で きるほど小さいものとする。また、実行時間のオーダがn2 であるとは、n個 のデータを処理する時間がcn 2（ c は定数）で抑えられることをいう。 2 分探索

 ア

log 2n

線形探索

 

n

ハッシュ探索

1

 イ

n log 2n

 

 ウ

n log 2n

 

 エ

2

解説

n

n

lo g 2n

2

1

1

n

n

ハッシュ探索法では、データの個数にかかわらず原則1回の比較で データを見つけることができるため、実行時間のオーダは1です。

線形探索法は、最大でデータ個数の分だけ比較するので、実行時間のオー ダはnです。2分探索法では、1回比較するごとに探索範囲が半分に絞り 込まれるので、実行時間のオーダはlog2nです。

解答：ア

基本情報技術者 基本情 報技術者試験 試験 平成 21年春

昇順に整列されたn個のデータが配列に格納されている。探索したい値を２ 分探索法で探索するときの、およその比較回数を求める式はどれか。 ア：log2n イ： （ log2n ＋１）／２ ウ： n エ： n 2

解説

２分探索法では、１回比較するごとに探索範囲が半分に絞り込まれ ていきます。平均比較回数は、log 2nです。

解答：ア

167

第  4 章 ●

ア ル ゴ リ ズ ム と デ ー タ 構 造

 

システム開発

 

★ ★

5

1

システム開発の概要

●システム開発の流れ システムとは、特定の仕事を処理してもらうために、ハードウェアとソフトウェ アを組み合わせた仕組みのことです。例えば、銀行のATMや飛行機の座席予約シ ステムなど、私たちのまわりにはさまざまなシステムがあります。システムで使わ れるコンピュータは1台とは限りません。何台ものコンピュータをネットワークで

つないだ大規模なシステムもあります。 システムは発注者からの依頼を受けて企画され、要求に応じて設計・開発されま す。無事完成した後は、定期的な保守を行いながら運用され、役割を終えたら廃棄 されます。このように、システムには企画から廃棄まで一連の流れがあり、これを システムのライフサイクル と呼びます。

この章では、 この章で は、システムの システムの開発がどの 開発がどのように行わ ように行われるのか れるのかを、 を、詳しく見て 詳しく見ていきます。 いきます。 開発工程で行われる各プロセスは、次のような流れになっています。 〈開発プロセス 〈開発プロ セス 〉       



各プロセスでは、以下のことを行います。 ようけんてぎ 

●要件定義

システム開発 システ ム開発の最初の の最初の工程で 工程では、 は、「こう 「こういう目的 いう目的のため のために、こん に、こんなことが なことができ でき るシステムが欲しい」 るシステム が欲しい」という発注者 という発注者のリクエスト のリクエストをもとに、現 をもとに、現状の業務を 状の業務を分析 分析 し、システム要件を整理します。 170  

5-1

こ れ も こ  知っ と

システム開発の概要

非機能要件

要件定義では、システムに必要な機能を定義する機能要件のほ かに、非機能要件も定義します。業務要件の実現に必要な品質 要件、技術要件、運用 要件、技術 要件、運用・ ・操作要件な 操作要件などを明確に どを明確にします。例 します。例えば、 えば、 システム開発で用いるプログラム言語に合わせた開発基準の作 成などです。

●システム設計 要件定義に従って、システムを設計します。システム設計では、システムの目

的や機能を達成するために必要なハードウェアとソフトウェアが何かを考え、 それらをどう組み合わせるかの配置図や計画書を書きます。 ソフトウェアの設計において最初に行うのは ソフトウェア要件定義（外部設計） です。入力画面など、システム見た目の部分を設計したり、システムに必要な データ項目を洗い出して、データ構造を決定したりするといった論理データの 設計を行います。 次がソフトウェア方式設計（内部設計）です。前 です。前工程で 工程で決定した 決定したソフト ソフトウェア ウェア

第  5

要件をもとに、盛り込む機能や処理の流れを決めるといった、内部の仕組みを 設計します。最後がソフトウェア詳細設計（詳細設計）で、プロ で、プログラム グラムの構造 の構造

章 ●

を設計します。多くの人が分担してプログラミング作業をしやすいように、プ

シ ス テ ム 開 発

ログラムをさらに細かいモジュールという単位にまで分割して設計します。 ●プログラミング

設計書に従ってプログラミング 設計書に従ってプログ ラミング（ コーディング ）を行い、各モジュール を行い、各モジュールを完成 を完成 させます。

●テスト 単体モジュール、モジュールを結合したソフトウェア全体が、設計書どおりに

動くかどうかを、段階的にテストします。 ●ソフトウェア受入れ

実際に運用するのと同じハードウェア環境にソフトウェアを導入し、正しく 動作するかを確認します。この確認は発注者が行いますが、販売元のベンダ も発注者に使い方を説明するなど、スムーズに受入れられるようにいろいろ 171  

な手伝いをします。

ココが 出る！

用語

：業務要件の実現に必要な品質・技術・運用・操 ［非機能要件］ 作要件を明確化。例えば、開発基準の作成など ：前工程で決定したソフ ［ ソフ ソフトウ トウェア ェア方式 方式設計 設計（内 （内部設 部設計） 計）］ トウェア要件を、どう実現させるか内部の仕組みを設計 スキル

→開発プロセスの各プロセスでは何を決めて何を行うのか、全 体の流れを理解しておこう。

基本情報技術者 基本情報 技術者試験 試験 平成 21 年春

システム開発の最初の工程で行う作業として、適切なものはどれか。

ア：各プログラムの内部構造を設計する。 イ：現状の業務を分析し、システム要件を整理する。 ウ：サブシステムをプログラム単位まで分割し、各プログラムの詳細を設計 する。 エ：ユーザインタフェースを設計する。

  解説

システム開発において、最初に行うのは、現状の業務を分析し、ど んなシステムを開発するか整理する要件定義です。

解答：イ

基本情報技術者 基本情報 技術者試験 試験 平成 25 年秋

非機能要件定義を説明したものはどれか。 ア：業務要件のうち、システムで実現が難しく、手作業となる業務機能を明

確化する。 イ：業務要件の実現に必要な、品質要件、技術要件、運用要件などを明確化 する。 ウ：業務要件を確定させるために、現行システムで不足している機能を明確 化する。

172  

5-1

システム開発の概要

エ：業務要件を実現するために、新たに導入するパッケージの適合性を明確 化する。 非機能要件では、業務要件の実現に必要な品質・技術・運用・操作

  解説

要件などを明確化します。

解答：イ

基本情報技術者 基本情 報技術者試験 試験 平成 25 年春

開発プロセスにおける、ソフトウェア方式設計で行うべき作業はどれか。 ア：顧客に意見を求めて仕様を決定する。

イ：既に決定 イ： 既に決定している しているソフ ソフトウ トウェア ェア要件を、 要件を、どのよう どのように実現さ に実現させるかを せるかを決める。 決める。

ウ：プログラム1行ごとの処理まで明確になるように詳細化する。 エ：要求内容を図表などの形式でまとめ、段階的に詳細化して分析する。 ソフトウェア ソフト ウェア方式設 方式設計 計（内部 （内部設計） 設計）では、 では、ソフト ソフトウェア ウェアをどの をどのように ように

  解説

組み合わせ実現させるかを決めます。

解答：イ 第  5 章 ●

シ ス テ ム 開 発

173  

 

5

2

★ ★ ★

  システム開発手法

●システム開発の手法 開発の進め方にはいくつか種類があり、主なものに、ウォータフォールモデル、 プロトタイピングモデル 、スパイラルモデルがあります。

●ウォータフォールモデル

「要件定 「要 件定義」 義」→「 シス システム テム設計 設計」 」→「 プロ プログラ グラミン ミング グ 」→「 テス テスト ト 」の順 の順に行 に行う開 う開 発手法をウォータフォールモデル とい といい います ます。 。 「5--1 システム 「5 シス テム開発 開発の概 の概要 要」で説

明したのはこの開発手法です。最初から順番に進んでいくので、進行状況を把 握しやすいという特徴があります。その反面、いったん次のプロセスに進んで しまうと、前のプロセスに戻って修正するのは難しいので、前の工程への手戻 りが発生しないように、それぞれの工程が終了する際には、しっかりとチェッ クを行う必要があります。 〈ウォータフォールモデル 〈ウォータフ ォールモデル 〉 



 

    



 

  

こ れ も こ  知っ と

修復に要するコスト

ウォータフォールモデル型の開発において、運用テストで誤り が発見された場合、開発プロセスの上流工程に起因するものほ ど修復に要するコストが高くなります。

174  

5-2 システム開発手法

●プロトタイピングモデル

最初に試作品 最初に 試作品（ プロト プロトタイプ タイプ ）を作成 を作成して、 して、利用者 利用者（発注 （発注者） 者）に出来 に出来具合い 具合いや使 や使 い勝手を確認してもらいながら開発を進めていく手法を、 プロトタイピングモ デルといいます。発注者と開発者の間に勘違いや誤解があっても、早い段階で

確認して修正できるので、開発ミスや手戻りを少なくすることができます。 ●スパイラルモデル

大規模なシステムになると、システムをすべてウォータフォールモデルの流れ 作業で進めるのは大変ですし、プロトタイプを作るのも簡単ではありません。 このようなケースでは、システムをいくつかのサブシステムに分割して、開発 サイクルを繰り返す スパイラルモデルで開発を進めます。完成したサブシステ ムはプロトタイプを作って利用者に評価してもらい、それを部品としてさらに

大きなサブシステムを開発します。こうして徐々にサブシステムが大きくなっ 

ていく過程が螺旋（ スパイラル ）をイメージさせるので をイメージさせるので、スパイラルモデルと 、スパイラルモデルと 呼ばれています。 ＜スパイラルモデル＞

第  5 章 

  

こ れ も こ  知っ と



●



シ ス テ ム 開 発

アジャイル開発

アジャイルと アジャ イルとは は「機敏 「機敏な」 な」という という意味で 意味です。スパ す。スパイラル イラルモデル モデル の派生型の開発手法で、週単位での短い期間の開発サイクルを 繰り返しながら、段階的に機能を完成させていきます。開発期 間を短縮したり、仕様変更に柔軟に対応できるメリットがあり ます。

175  

ココが 出る！

用語

：要件定義→システム設計→プロ ［ ウォ ウォータ ータフォ フォール ールモデ モデル ル］ グラミング→実装→テストの順に開発 ：試作品を作りながら開発 ［プロトタイピン ［プロト タイピング グ］ ：開発サイクルを繰り返して開発 ［スパイラルモデ ［スパイ ラルモデル ル］

基本情報技術者 基本情報 技術者試験 試験 平成 21 年春

システム開発におけるウォータフォールモデルの説明はどれか。

ア：一度の開発ですべてを 一度の開発ですべてを作るのではなく、基本的なシステムア 作るのではなく、基本的なシステムアーキテク ーキテク チャの上に機能の優先度に応じて段階的に開発する。 イ：開発工程を設計、実装、テストなどに分け、前の工程が完了してから、

その成果物を使って次の工程を行う。 ウ：試作品を作り、利用者の要求をフィードバックして開発を進める。 エ：複雑なソフトウェアを全部最初から作成しようとするのではなく、簡単 な部分から分析、設計、実装、テストを繰り返し行い、徐々に拡大して いく。 ウォータフォールモデルは、開発工程を設計、実装、テストなどに

  解説

分け、この順番に作業を行う開発手法です。

解答：イ

基本情報技術者 基本情 報技術者試験 試験 平成 23 年秋

要求分折から実装までの開発プロセスを繰り返しながら、システムを構築し ていくソフトウェア開発手法はどれか。

ア：ウォータフォールモデル

イ：スパイラルモデル

ウ：プロトタイピングモデル

エ：リレーショナルモデル

解説

開発サイクルを繰り返すことによってシステムを構築していく開発 手法は、スパイラルモデルです。

解答：イ

176  

5

 

★ ★ ★

3

5-3

業務のモデル化

業務のモデル化

●モデル化の手法 システム開発を始めるにあたり、まずはシステム化しようと考えている業務の流 れ（ビジ （ビジネスプ ネスプロセス ロセス ）や、取 や、取り扱う り扱う情報 情報（デー （データクラ タクラス ス ）の関係 の関係をわか をわかりやす りやすく図 く図 解します。この作業を 業務のモデル化といいます。モデル化の際に使われる図解方 法について見ていきましょう。 ィエィ

● DFD（デー データフロー タフロー図） 図）   

フ ロ 

ダ イ ア グ ラ ム

DFD（ Data Flow Diagram ）は、データの流れに着目して は、データの流れに着目して、対象業務を分析す 、対象業務を分析す

るときに使う図解 るときに 使う図解手法です。 手法です。データの データの流れ 流れ（ データフ データフロー） ロー）と、データ と、データを処理す を処理する る プロセスを図にすることで、業務内容を確認しやすいというメリットがあります。 第  5 章

ただし、DFDは処理のタイミングなど時間的な表現はできません。 DFDで使用される記号は、次の4種類です。

●

〈DFDで使う記号〉

記号

名称

 

意味

データストア

ファイル・帳票やデータベースなど、 データの蓄積

データフロー

データの流れ。データフローの上に はデータ名を記述する

プロセス

データの処理や変換

データの発生 データの 発生源 源（源 （源泉） 泉） データの デー タの行先 行先（吸 （吸収） 収）

データの発生源または最終的な行先

177  

〈DFDの作図例〉



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





 



 

  

            

   









●E-R図 エンティティ リ レ  シ ョ ン シ ッ プ

ダ イ ア グ ラ ム

E-R図 （ Entity-Relationship Diag agrram ）は、 データ ータの構 の構造を 造を 実体（エンティティ）

シ ス テ ム 開 発

と、実体同士の関係（ リレーシ リレーションシッ ョンシップ プ ）の 2 つの概念 つの概念で表現した で表現したもので、デ もので、デー ー タ間の関連分析に用いられます。 E-R ER 図で 図では、 は、 「実体」 「実 体」を長 を長方形 方形で描 で描き、 き、 「実体間 「実 体間の関 の関連」 連」を直 を直線、 線、また または矢 は矢印で 印で表し 表し ます。関連の違いによって、次の4種類に分けられます。 〈E-R図〉 



 









 









 

 



 







例えば、「顧客が 「顧客が注文を行う 注文を行う」 」という、 という、もっとも もっとも単純なビジ 単純なビジネスプロ ネスプロセスを、E セスを、E-R -R 図で描い 図で 描いてみ てみます ます。 。 「顧客」 「顧 客」から「注 「注文」 文」の方 の方向を 向を考え 考えてみ てみると ると、1 、1 人の 人の顧客 顧客は複 は複数の 数の 注文をするので1対多の関係です。 178  

5-3

業務のモデル化

反対に、 反対 に、 「注文」 「注 文」から「顧 「顧客」 客」の方 の方向を 向を考え 考えてみ てみると ると、1 、1 つの つの注文 注文は は 1 人の 人の顧客 顧客から から なされるので1対1の関係になります。 よって、以下のようなE-R図の表記になります。 〈E-R図の具体例〉  

 

せんい

●状態遷移図 状態遷移図は、時間の経過や制御信号などの状態を変化させるきっかけと、変化 に伴って実行する動作を記述するときに用いる図です。DFDが苦手とする、リア

ルタイム性のあるシステムの分析や設計に便利です。システム開発では、業務の変 化や画面の遷移などを表すのに用いられています。 〈150 円のジュ 円のジュー ースを販売する スを販売する自動販 自動販売機の 売機の状態遷 状態遷 移図〉

 

  



 

第  5 章



●



 



 





シ ス テ ム 開 発

 

  

コが コ出る！



 

用語

［DFD］ ：データの流れに注目して表現する ［E-R図］ ：実体 ：実 体（ エン エンティ ティティ ティ） ）と実 と実体間 体間の関 の関連 連（ リレ リレーシ ーション ョン

シップ ）に着目してデータの構造を表現 に着目してデータの構造を表現する する ［状態遷移図］：システムの状態の推移を表現。リアルタイムシ

ステムに適用される

179  

基本情報技術者 基本情報 技術者試験 試験 平成 27 年春

E-R図の説明はどれか。

ア：オブジェ オブジェクト指向 クト指向モデルを表 モデルを表現する図 現する図である。 である。 イ：時間や行動などに応じて、状態が変化する状況を表現する図である。 ウ：対象とする世界を実体と関連の二つの概念で表現する図である。 エ：データの流れを視覚的に分かりやすく表現する図である。

  解説

E-R図は、実体と実体間の関連に着目して情報を表現した図です。 解答：ウ

基本情報技術者 基本情 報技術者試験 試験 平成 25 年春

設計するときに、状態遷移図を用いることが最も適切なシステムはどれか。

ア：月末及び決算時の棚卸資産を 月末及び決算時の棚卸資産を集計処理する在庫棚卸システム 集計処理する在庫棚卸システム イ：システム資源の日次の稼働状況を、レポートとして出力するシステム資

源稼働状況報告システム ウ：水道の検針データを入力として、料金を計算する水道料金計算システム エ：設置したセンサの情報から、温室内の環境を最適に保つ温室制御シス テム 状態遷移図は、温室制御システムのようなリアルタイムシステムの

  解説

設計に適しています。

解答：エ

180  

5

 

4

★ ★ ★

5- 4 ソフ ソフトウェア要 トウェア要件定 件定 義（外 （外部設 部設 計）

ソフトウェア要件定義 （外部設計）

●ヒューマンインタフェースの設計 システム シス テムの見 の見た目 た目の部 の部分を 分を設計 設計する するソフ ソフトウ トウェア ェア要件 要件定義 定義（外 （外部設 部設計） 計）では では、 、ユー ザに対する情報の表示方法や、ユーザが実際に操作する画面を設計します。この ような、ユーザとコンピュータをつないでいる部分のことをヒューマンインタ といいます。ヒュー す。ヒューマンイン マンインタフェース タフェースは、 は、「 ユーザに ユーザにとって使い とって使いやすい やすい フェースといいま かどうか かど うか」 」を考 を考えて えて設計 設計する する必要 必要があ がありま ります。 す。 「使いや 「使 いやすさ すさ」 」のこ のことを とを ユーザビリ ティといいます。

ココが 出る！

用語

［ ヒュー ヒューマンイ マンインタフ ンタフェース ェース ］ ：ユーザビリティを考えて設計

する

第  5 章 ●

ユ

● GUI ジユアイ

グ ラ フ ィ カ ル

ユ  ザ

インフェス

現在普及している GUI（ Graphical User Interface ）も、ユーザビリテ も、ユーザビリティを考 ィを考 慮したものです。GUIとは、ユーザに対する情報の表示にイラストを使用するユー ザインタフェースのことです。以前のコンピュータは文字で表示され、操作も文字 入力で行っていたの 入力で行 っていたので、 で、専門知識 専門知識のある人で のある人でないと操作 ないと操作できません できませんでした。 でした。しかし、 しかし、 GUIは、文字ではなくイラストで表示され、マウスを使って操作できるので、直感 的に操作することができます。 〈GUI〉

 

 

 

 

 



 

 

181  

●GUIの画面設計 GUIの画面設計では、開発システムの操作内容をメニュー形式で表示させること ができます。どの画面でも共通するボタンやメニューは、できるだけ形や位置を同 じにして、ユーザビリティに配慮します。 また、ユーザがデータを入力する画面では、あらかじめ選択肢を用意しておくな どの工夫をすることによって、ユーザの入力の手間を省くことができます。具体的 には、以下のような部品を設計することができます。 〈GUIの画面設計〉



   

         



       

   

 

         

 

 

   

    

  

    

シ ス テ ム 開 発

 



こ れ も こ  知っ と

  

        

マクロ機能

一連のコマンドをひとまとめにして、ひとつのコマンドで実行 する機能をマクロ機能といいます。定型的な作業を頻繁に行う ユーザの操作数を少なくする目的で用いられます。

ココが 出る！

用語

［プルダウンメニュー］：ボタンをクリックすると選択項目が一

覧表示される ：選択肢の中から、複数を選択できる ［チェックボック ［チェッ クボックス ス］

182  

5- 4 ソフ ソフトウェア要 トウェア要件定 件定 義（外 （外部設 部設 計）

ココが 出る！

用語

［ラジオボ ［ラ ジオボタン タン ］ ：選択肢の中から、1つのみを選択できる ［リストボ ［リ ストボックス ックス ］ ：選択肢がメニューで表示される ［マクロ機能］：一連のコマンドをひとまとめにして実行

基本情報技術者 基本情 報技術者試験 試験 平成 25 年秋

ある商店では、約200品目の商品を取り扱っている。商品データの新規登 録画面の入力項目のうち、入力方式としてプルダウンメニューを用いるのが 適しているものはどれか。 項目

様式と規則

ア   商品番 商品番号 号

5 けたの けたの英数字 英数字項目で 項目で、商品 、商品ごとに ごとに付番す 付番する。 る。

イ   商品 商品名 名

40字以内の日 40字以内 の日本語 本語項目 項目で、 で、商品 商品ごと ごとに命 に命名す 名する。 る。

ウ   商品区分 商品区分

10字以内の日本語項 10字以内の日 本語項目で、 目で、5 5 区分あ 区分ある。 る。

エ   価格

6けたの数字 6けたの 数字項目 項目で、 で、範囲 範囲は は 10 10,0 ,000 00～1 ～100 00,0 ,000円で 00円である ある。 。

第  5

  解説

プルダウンメニューは、ボタンをクリックすると選択項目が一覧表

章

示されます。そのため、選択項目の数が限られた商品区分の入力方

●

式に適しています。

解答：ウ

基本情報技術者 基本情報 技術者試験 試験 平成 26 年春

ヒューマンインタフェースの機能のうち、定型的な作業を頻繁に行う利用者 の操作数を少なくする目的で用いるものはどれか。

ア：一連のコ 一連のコマンドを マンドをひとまとめ ひとまとめにしたマク にしたマクロ機能 ロ機能 イ：最後の画 最後の画面でまと 面でまとめて入力エ めて入力エラーを表示 ラーを表示する機能 する機能 ウ：全工程のうち，現在どこまで 全工程のうち，現在どこまで進んでいるかを表示する機能 進んでいるかを表示する機能 エ：操作を誤ったときに前の状態 操作を誤ったときに前の状態に戻すことができる機能 に戻すことができる機能

  解説

一連の作業をまとめて一度に実行するマクロ機能を使うと、利用者 の操作数を減らすことができます。

解答：ア

183  

 

5

★ ★ ★

5 

ソフトウェア詳細設計

●プログラム構造化設計 ソフトウェア詳細設計では、プログラムを モジュールというひとまとまりの機能 をもった単位に分割します。これを、 プログラム構造化設計 といいます。プログラ ムを複数のモジュールに分割することで、大勢の人間で分担してプログラムを開発 できるようになります。また、モジュール単位でテストできるので、もし問題が起 こっても原因を特定しやすく、修正はモジュール内だけで済みます。 〈プログラムの構造化設計〉



 

  



シ ス テ ム 開 発

●モジュールの独立性 プログラムの信頼性と保守性を高めるには、1つのモジュールに入れる機能をで きるだけ少なくし、各モジュールの独立性を高くします。独立性が高ければ、ある モジュールが故障したり、変更されたりしても、他のモジュールへの影響が少なく なるからです。モジュールの独立性は、 モジュール強度とモジュール結合度 で評価 します。 ●モジュール強度

1つのモジュール内の機能どうしの関連の強さを示すものを、 モジュール強度 といいます。モジュールどうしの関連のしかたによって、次の7種類に分類さ れます。モジュール強度が強いほど、モジュールの独立性は高くなります。

184  

5-5

ソフトウェア詳細設計

〈モジュール強度〉

独立性 強度

名称

概要

低い   弱い  暗号的強度   内部の機能どうしに関連性がない 論理的強度   関連した複数の機能をもち、その中からどれか1つ

を選択するようなモジュール 時間的強度   機能が時間順に実行されるモジュール 手順的強度   機能が順番に実行されるモジュール  

連絡的強度   内部の機能どうしがデータを共有するモジュール 情報的強度   データを共有する機能を1つにまとめたモジュール

高い   強い  機能的強度   1つの機能だけからなるモジュール

●モジュール結合度

モジュールどうしの関係の強さを示すものを、モジュール結合度といいます。 モジュールどうしの関係のしかたによって、次の6種類に分類されます。モ ジュール結合度が弱い方が、モジュールの独立性は高くなります。 〈モジュール結合度〉

第  5 章

●

独立性 結合度

名称

概要

低い   強い  内部結合

 

他のモジュールの内容を直接参照する

共通結合

 

共通領域に定義したデータを参照する

外部結合

 

外部宣言しているデータを共有する

制御結合

 

シ ス テ ム 開 発

ひきすう

 

制御パラメタを引 数として渡し、モジュールの実行 順序を制御する

スタンプ結合   データ構造を引数として受け渡す

高い   弱い  データ結合   データ項目だけを引数として受け渡す

185  

モジュール強度と結合度については、試験では最強または最弱の いずれかが問われることが多いため、最強、最弱のものについて は、特にしっかりと内容まで理解しておきましょう。また、問題 で問われているのが強度なのか結合度なのかについては、問題文 をよく読み、間違えないように注意しましょう。

ココ が 出る！

用語

［モジュール強度］：最も強いのは機能的強度、最も弱いのは暗

号的強度。強い方がモジュールの独立性が高い ［モジュール結合度］ ：最も 最も強い 強いのは のは内部 内部結合 結合、 、最も 最も弱い 弱いのは のはデー デー

タ結合。弱い方がモジュールの独立性が高い

基本情報技術者 基本情 報技術者試験 試験 平成 20 年春

モジュールの独立性を高 モジュールの 独立性を高めるには、 めるには、モジュール結 モジュール結合度を弱く 合度を弱くする必要があ する必要がある。 る。 モジュール間の情報の受渡し方法のうち、モジュール結合度が最も弱いもの はどれか。

ア：共通域に定義したデータを、関係するモジュールが参照する。 イ：制御パラメタを引数として渡し、モジュールの実行順序を制御する。 ウ：データ項目だけをモジュール間の引数として渡す。 エ：必要なデータを外部宣言して共有する。

解説

結合度の強い順に並べると、アの共通結合、エの外部結合、イの制

御結合、ウのデータ結合となり、ウのデータ結合が、モジュール結 合度が最も弱いものになります。 解答：ウ

 

186  

★

5

6

5-6 プログラミング

  プログラミング

●プログラミングとは ソフトウェア詳細設計で分割されたモジュール単位に、専用の言語を使ってプロ グラムを作成していきます。この作成作業をプログラ プログラミング ミング（ コーディ コーディング ング ）とい います。 こ れ も  知っ  知 っ と  とこ こ

プログラミングの標準化

プログラムの処理内容を理解しやすくすることを目的に、変数 名やコメントなどのつけ方などに一定の規則を決めることを プ ログラミングの標準化 といいます。プログラムが読みやすくな

り、プログラマの犯しやすい誤りを未然に防止する効果があり ます。 第  5 章

●プログラム言語

●

プログラムを書くための専用の言語を プログラム言語といいます。プログラム言 語には、さまざまな種類があります。コンピュータがより理解しやすいプログラム 言語を低水準言語といい、人間に理解しやすいプログラム言語を 高水準言語といい ます。 低水準言語には、機械語、アセンブラ言語などがあります。一方、高水準言語に コ

ボ

ル

フ ォ  ト ラ ン

シ

ベシック

パ ス カ ル

シプラスプラス

ジ ャ バ

は、C は、 COBOL、FORTRAN、C、BASIC、Pascal、C + +、 +、J Javaなどがあります。

●言語プロセッサ コンピュータは機械語で書かれたプログラムしか理解できません。そのため、人 間が記述したプログラムである原始プログラム（ ソースプ ソースプログラム ログラム ）は、その は、そのまま まま ではコンピュータ上で実行できません。そこで 言語プロセッサという翻訳プログラ ムを使って、 ムを使 って、機械語 機械語のプロ のプログラム グラムである である 目的プログラムに翻訳する必要があります。

187  

〈言語プロセッサの役割〉  





言語プロセッサは、翻訳の仕方によって、 アセンブラ、コンパイラ、ジェネレー タ、インタプリタに分類できます。 〈言語プロセッサの種類〉

 











●アセンブラ

シ ス テ ム 開 発

アセンブラは、アセンブラ言語で書かれた原始プログラムを、目的プログラム

に翻訳する言語プロセッサです。アセンブラ言語は機械語に記号を割り当てた もので、命令は原則1対1で機械語に翻訳されます。アセンブラで翻訳するこ とをアセンブルといいます。 ●コンパイラ コンパイラは、高水準言語で書かれた原始プログラムを一括して目的プログラ

ムに翻訳する言語プロセッサです。コンパイラで翻訳することを コンパイルと いいます。 ●ジェネレータ ジェネレータは、入力・処理・出力などの必要な条件を設定値であるパラメタで

指示することで、処理の目的に応じたプログラムを自動的に生成する言語プロ セッサです。 188  

5-6 プログラミング

●インタプリタ インタプリタは、高水準言語で書かれた原始プログラムを1行ずつ解釈し、実

行する言語プロセッサです。機械語の目的プログラムは作成されないため、実 行するたびに解釈が必要でプログラムの実行速度は遅くなります。インタプリ タは、プログラ プログラムの途中 ムの途中で文法ミ で文法ミスなどが スなどがあっても あっても、 、その直前 その直前まで実行 まで実行できます できます。 。

ココが 出る！

用語

：アセンブラ言語で書かれた原始プログラムを、 ［アセン ［アセ ンブラ ］ 機械語に翻訳 ：原始プログラムを、一括して機械語に翻訳 ［コンパ ［コ ンパイラ イラ ］ ［ジェネレ ［ジェ ネレータ ータ ］ ：パラメタから指示して、処理の目的に応じ

たプログラムを自動的に生成 ：原始プログラムの命令を1つずつ解釈して ［インタプ ［イン タプリタ リタ ］ 実行

こ れ も こ  知っ と

トランスレータとエミュレータ トランスレータとは、ある処理系用に書かれた原始プログラム

を、他の処理系用の原始プログラムに変換するプログラムのこ とです。エミュレータは、他のコンピュータ用のプログラムを

第  5 章 ●

シ ス

テ ム 開 発

解読し、実行するマイクロプログラムです。

●ソフトウェア実行までの手順 コンパイラ方式の高水準言語で書かれたプログラムが、ソフトウェアとなって実 行されるまでの手順を見ていきます。 〈ソフトウェア実行までの手順〉  

 

 



 

189  

①コンパイル

まず、高水準言語で書かれた原始プログラムを、 コンパイラによって、機械語 の目的プログラムに翻訳します。このとき、原始プログラムを解析し、実行時 の処理効率を高めるために 最適化が行われます。 ②リンク

プログラムを作成するときは、コンパイルをしただけの目的プログラム単体で は実行できません。目的プログラムからライブラリモジュールのプログラムを 呼び出したり、他の原始プログラムに書かれた処理を呼び出す必要があるため です。ライブラリモジュールとは、ある特定の機能をもったプログラムを他の プログラムから利用できるように部品化したプログラムの集まりです。 そこで、コンパイラによって翻訳された目的プログラムに、必要なライブラリ モジュールなどを付け加えて、実行可能なプログラムである ロードモジュール を生成します。この作業を リンクといい、リンクを行うプログラムを リンカと いいます。 リンクには、静的リンクと動的リンクがあります。静的リンクは、プログラム を実行する前に、リンカによってあらかじめ必要な目的プログラムやライブラ リモジュールをリンクする方法です。動的リンクは、プログラム実行中に別の プログラムモジュールの機能が必要となったとき、そのプログラムを随時リン クする方法です。動的リンクを前提としたソフトウェアモジュール群をまとめ たライブラリファイルを DLL（動的リン （動的リンクライブ クライブラリ ラリ ）といいます。

③ロード

ロードモジュールを実行するために主記憶上にもってくる作業を ロー ロード ド とい い、ローダと呼ばれるプログラムが担当します。

ココが 出る！

用語

［最適化］ ：コンパイル時、原始プログラムを解析し、実行時の 処理効率を高めた目的プログラムを作成 ［ リン リ ンク ］ ：目的プログラムやライブラリモジュールを組み合

わせて、ロードモジュールを生成 ［ロード ［ロ ード ］ ：ロードモジュールを主記憶上に配置

190  

5-6 プログラミング

ココが 出る！

用語

［動的リンク ［動的リ ンク ］ ：アプリケーションの実行中、必要に応じて動 的リンクライブラリを呼び出して、プログラム本体と結合

こ れ も こ  知っ と

リファクタリング

ソフトウェアの保守性を高めるために、外部仕様を変更するこ となく、プログラムの内部構造を変更することを リファクタリ ングといいます。

●プログラムの性質 速く、正確に動くプログラムはよいプログラムだといえますが、そのようなよい プログラムを作るには、プログラムの4つの性質を理解しておくことが大切です。 ●逐次再使 逐次再使用可能 用可能（リユー （リユーザブル ザブル ）

第  5 章

いったん実行が終わった後も、再度主記憶にロードし直さなくても実行できる

●

プログラムを再使用可能なプログラムといいます。

シ

そのうち、同時には1つのタスクだけしか使用できないプログラムを、 逐次再

ス テ ム

使用可能プログラム といいます。

開 発

●再入可能（リエント （リエントラント ラント ）

再使用可能なプログラムのうち、2つ以上のタスクから同時に呼び出しても正 しく動作するプログラムを 再入可能なプログラム といいます。再入可能なプロ グラムは、コー グラムは 、コード ド（手続 （手続き） き）部分とデ 部分とデータ部 ータ部分が別の 分が別の記憶領 記憶領域に分 域に分かれてい かれている る ため、データ部分をタスクごとに用意することで並列して実行できます。 ●再配置可 再配置可能 能（リロケ （リロケータブル ータブル ）

主記憶上のどこの位置にロードしても実行できるプログラムを、 再配置可能な プログラムといいます。

191  

●再帰的（リカーシ （リカーシブ ブ）

実行中に自分自身を呼び出せるプログラムを 再帰的なプログラムといいます。

こ れ も こ  知っ と

リバースエンジニアリング

プログラムのソースコードを解析して、プログラムの仕様や設 計情報を復元することを、 リバースエンジニアリング といいま す。例えば、実際に稼働しているデータベースシステムの定義 情報から、E-R図作成ツールを使って 情報から、E-R 図作成ツールを使って、E-R 、E-R 図で表現した設計 書を生成したり、プログラムから UML のクラス図を生成し たりすることが、これにあたります。

ココが 出る！

用語

［逐次再使用可能］：1回ロードすれば何度でも実行できる。1

つのタスクしか使用できない ［再入可能］：複数のタスクで同時に使用できる ［再配置可能］ ：主記憶上のどこの位置にロードしても実行できる ［再帰的］ ：自分自身を呼び出せる ［リバースエン ［リバー スエンジニア ジニアリング リング ］ ：ソースコードを解析して、内部

仕様や構造を復元

基本情報技術者 基本情報 技術者試験 試験 平成 22 年春

あるプログラムAの処理が終了していないときに、別のプログラムから再 度呼び出されても正しく動作するとき、このプログラムAの性質を何と呼 ぶか。

ア：再帰的

  解説

イ：再使用可能

ウ：再入可能

エ：再配置可能

同時に2つ以上のプログラムから呼び出されても実行できるのは再 入可能なプログラムです。 解答：ウ

192  

5-6 プログラミング

基本情報技術者 基本情 報技術者試験 試験 平成 21 年春

図はプログラムを翻訳して実行するまでの流れを示したものである。コンパ イラ、リンカ、ローダの入出力の組合せとして、適切なものはどれか。 

  



a



 



b





c

ア   目的プログラム

ライブラリモジュール

ロードモジュール

イ   ライブラリモジュール

ロードモジュール

目的プログラム

ウ   ロードモジュール

目的プログラム

ライブラリモジュール

エ   ロードモジュール

ライブラリモジュール

目的プログラム

原始プログラムをコンパイラにより翻訳すると、 原始プログラムをコンパイラ により翻訳すると、 「目的プログラム 」

  解説

ができます。 ができ ます。さらに さらに、 、「目的 「目的プログ プログラム ラム 」はリン はリンカによ カによって って「 ライブ

ラリモジュール ラリモジュ ール 」を組み込 を組み込んで、実 んで、実行可能な 行可能な「ロー 「ロードモジュー ドモジュール ル 」になり、 ローダによって主記憶上に配置されます。

解答：ア

第  5 章 ●

基本情報技術者 基本情 報技術者試験 試験 平成 26 年秋

プログラムからUMLのクラス図を生成することを何と呼ぶか。

シ ス テ ム 開 発

ア：バック バックトラッ トラッキング キング イ：フォワードエンジニアリング ウ：リエンジニアリング エ：リバースエンジニアリング

  解説

UMLのクラス図は、オブジェクト指向のプログラム設計図です。 プログラムを解析し、内部仕様や構造を取り出すことを、リバース

エンジニアリングといいます。

解答：エ

193  

5

 

 7

★ ★ ★

オブジェクト指向

●オブジェクト指向とは 従来のシステム開発では、 「データ 」や「処理」の流れに注目して、 「データ 」と「処 理」を別々の単位 を別々の単位でとらえて、 でとらえて、システムを設 システムを設計する手法 計する手法がとられてき がとられてきました。コン ました。コン ピュータの基 ピュー タの基本的な 本的な動作が 動作が、 、 「 データ 」に対し に対して て「何ら 「何らかの処 かの処理をす 理をする」 る」という という形で 形で 構成されているからです。 一方、現実世 一方、 現実世界では 界ではまず人 まず人や物が や物があり、 あり、それら それらが が「 データ 」と「処理 「処理」 」をもっ をもってい てい ます。例えば、車は、色や車種というデータをもち、走る・止まるといった処理を 行います 行い ます。こ 。このよ のように うに、 、 「データ 「デ ータ 」と「処 「処理」 理」をひ をひとま とまとま とまりの りの「オ 「オブジ ブジェク ェクト ト 」とい う単位でとらえ、システム上で表現する手法が オブジェクト指向 です。オブジェク ト指向では、 「 データ（属性） 」と、データを操作する「 メソッド（手続き） 」をまとめ たオブジェクト単位でプログラムを作り、それらを組み合わせてシステムを開発し ていきます。 〈オブジェクト指向のシステム開発〉

   







●カプセル化 データ（属性） （属性）とデー とデータを操作 タを操作するメソ するメソッド ッド（手続 （手続き） き）を、1 つのオ つのオブジェク ブジェクトに トに まとめて、内部仕様を外から見えないように隠ぺいすることを カプセル化といいま す。他のオブジェクトが直接内部データにアクセスできないので、オブジェクトの 内部仕様を変更しても、他のオブジェクトに影響を与えません。オブジェクト同士 は、メッセージを送ることで協調して動作します。

194  

5-7 オブジェクト指向 〈カプセル化と情報隠ぺい〉       

 



 



  

●クラスとインスタンス オブジェクトの設計図をクラス といいます。クラスには、オブジェクトの名前、 データの構造、メソッドの処理内容などが書かれています。 このクラスという設計図をもとに作られた1つ1つのオブジェクトのことをイン スタンスと呼びます。

例えば、 例えば 、 「自動車」 「自動 車」という というオブジ オブジェクト ェクトのクラ のクラスには スには、自動 、自動車とは 車とは何か、 何か、何でで 何ででき き ていて、どのような構造をしているのかが書かれているだけで、それに乗ってドラ イブできるわけではありません。一方、インスタンスは、設計図をもとに作られた 1台の自動車で、実際に動作します。 〈クラスとイ 〈クラス とインスタン ンスタンス ス〉





   

第  5 章 ●

シ ス テ ム 開 発



     

     

●クラスの階層構造 はんか とっか オブジェクト指向では、他のクラスで流用できるように、クラスも部品化されて います。部品化の仕方には 汎化－特化と集約－分解があります。

●汎化－特化

いくつかのクラスに共通している事柄をまとめて、1つの別のクラスを作るこ 195  

とを汎化（抽 （抽象化 象化） ）といいます。 例えば、バス、タクシー、トラックをそれぞれクラスと考えると、これらには どれも どれ も「自動 「自動車であ 車である」 る」という という共通 共通点があ 点がありま ります。 す。 「 ハン ハンドルが ドルがあって あって、タイ 、タイヤ ヤ が 4 つあって、エンジンがあって……」というような、自動車ならどれにでも 共通している事柄 共通して いる事柄をまとめて をまとめて「自動車 「自動車」 」というク というクラスを作 ラスを作るのが汎化 るのが汎化なのです。 なのです。 「自動車 「自 動車」 」とい というク うクラス ラスを使 を使えば えば、バ 、バスや スやタク タクシー シーのク のクラス ラスには には、 、 「自動車 「自 動車」 」以外 の特徴を書き加えるだけで済みます。 〈汎化－特化〉 







 

これとは逆に、汎化したクラスから個々のクラスを考え出すことを 特化といい ます。 「自動車」 「自動 車」という というクラス クラスから、 から、トラッ トラックやバ クやバスはも スはもちろん ちろん、電気 、電気自動車 自動車と と いうクラスを考え出すことが特化です。 クラスAとクラスBが汎化－特化の関係にあるとき、汎化されたクラスAのこ とを基底クラス（ スーパクラス ）といい、特化されたクラス といい、特化されたクラスB B のことを派生ク ラス（サ （サブク ブクラス ラス ）とい といいま います。 す。 派生クラスを作るときには、基底クラスに決められた手続きやデータを受け継

ぎます。これを継承（ インヘリタンス ）といいます。バス、タクシ 、トラッ 、トラッ クなどの派生クラスは、自動車クラスを継承しているというわけです。 ●集約－分解

クラスの部品化のもう1つの方法は、集約－分解です。これもまた自動車の例 で考えてみます。自動車は、タイヤ、ハンドル、ブレーキなどいくつかの部品 を集めて組み合わせたものです。これはすなわち、自動車というクラスは、タ イヤ、ハンドル、ブレーキといったクラスを 集約したものであるといえます。 逆に、タイヤ、ハンドル、ブレーキというクラスは、自動車というクラスを 分 解したものです。 196  

5-7 オブジェクト指向

集約－分解の関係においては、継承はありません。分解されたクラスはあくま でも集約されたクラスの構成部品の一部にすぎないからです。 〈集約－分解〉



  





 

ココが 出る！

用語

［メソッ ［メ ソッド ド］ ：オブジェクトのもつ振る舞いを記述 ［カプセル化］ ：データ（属性）とメソッド（手続き） を 1 つにして，

オブジェクト内部に隠ぺい ［クラス ［ク ラス ］ ：オブジェクトのデータやメソッドを定義した情報

第  5 章 ●

［インスタン ［イン スタンス ス］ ：クラスの定義に基づいて生成される実体 ［継承 ［継 承（ インヘ インヘリタン リタンス ス） ］ ：基底クラスのデータとメソッドを

派生クラスに継承する スキル

→オブジェクト指向の特徴を理解しておこう。 →汎化－特化、集約－分解について、具体的な事例で関係性を

シ ス テ ム 開 発

判断できるようにしておこう。

ユエエ

●UM L 「5-3 「53 業務の 業務のモデル モデル化」 化」で、図解の 図解の方法と 方法として、 して、DFD や E-R 図を紹 図を紹介しま 介しましたが したが、 、 オブジェクト指向を用いた開発では、オブジェクトの構成や関係性などをモデル化 し、プログラムの設計図を作成します。その際に使われるモデリング言語をUML ユニファイド

モ  リ ン グ

ラ

ン

ゲ



ジ

（ Unied Modeling Language ）といいます。UML にはさまざまな図法がありま すが、ここでは代表的なものを紹介します。 197  

●クラス図

クラスの属性と操作、クラス間の関係を表した構造図です。クラス図には、ク ラス名、属性、操作、ロール名のほか、クラス間の関係性が記述されます。 〈クラス図〉

 

 







 













   

こ れ も こ  知っ と

オブジェクト図

クラスの定義に基づいて生成されるインスタンス間の関係を表 した構造図です。クラス図に似ていますが、属性には具体的な 値が入っています。

こ れ も っ とこ  知

多重度

関連するクラス間の数量的な関係を表現したものを 多重度とい います。例えば、組織と社員の関係について多重度を表記する 場合、１つの組織には複数の社員が所属している関係となるた め、会社側に め、 会社側に1、 1、社員側に 社員側に1..* 1..* と記述します。＊は複 と記述します。＊は複数を表し、 数を表し、 1..*は1かそれ以上という意味を表しています。

  〈多重度の読み方〉



 



●ユースケース図

システムが提供する機能とサービスの範囲を表した図です。ユースケース図に は、提供機能を示すユースケース、ユーザを示すアクター、これらの関連性が 記述されます。

198  

5-7 オブジェクト指向

〈ユースケース図〉

 



 

 



 



●シーケンス図

オブジェクト間の相互作用を時系列で表した図です。各オブジェクトの生存期 間を表すライフライン、アクション期間を表すアクティベーション、オブジェ クト間でやりとりされるメッセージなどが記述されます。 〈シーケンス図〉



        

ココが

  

  

第  5 章



●





         

シ ス テ ム 開 発





用語

出る！

［UML］ ：オブジェクト指向開発で使用されるモデル化の統一

表記法 ［クラス図］：操作、属性、ロール名を記述 スキル

→クラス図の記号や多重度の表記から、クラス間の関係性が読 み取れるようにしておこう。

199  

基本情報技術者 基本情報 技術者試験 試験 平成 26 年春

オブジェクト指向に基づく開発では、オブジェクトの内部構造が変更されて も利用者がその影響を受けないようにすることができ、それによってオブジ ェクトの利用者がオブジェクトの内部構造を知らなくてもよいようにするこ とができる。これを実現するための概念を表す用語はどれか。

ア：カプセル化 ウ：構造化

  解説

イ：クラス化 エ：モジュール化

オブジェクト指向開発で、オブジェクトの内部構造を隠ぺいするこ とをカプセル化といいます。

解答：ア

基本情報技術者 基本情報 技術者試験 試験 平成 27 年春

オブジェクト指 オブジェ クト指向の考え 向の考え方に基 方に基づくと づくとき、一般 き、一般に に“自動 “自動車” 車”のサブク のサブクラスと ラスと いえるものはどれか。

ア：エンジン

  解説

イ：製造番号 イ：製造番 号

ウ：タイヤ

エ：トラック エ：トラ ック

サブクラスは特化した個々のクラスです。自動車を特化したものは トラックです。

解答：エ

基本情報技術者 基本情報 技術者試験 試験 平成 26 年春

UMLにお Lにおけ け る 図の

の 中に 記 述す る ものは どれ か 。

ア：関連名

  解説

イ：クラス名

ウ：集約名

問題の図はクラス図です。クラス図の 述します。

エ：ユースケース名 には、クラス名を記 解答：イ

200  

5

 

8

5-8 システムのテスト

★ ★ ★

システムのテスト

●プログラムのバグとテスト プログラムは人の手によって書かれるため、いくら注意しても間違いは発生して しまいます。プログラムの間違いのことを バグといいます。バグがそのまま残らな いよう、プログラミングを行ったら、そのつど綿密なテストを行い、バグを発見し、 修正していくことが大切です。テストは、一般的に細かい部分から段階的に行いま す。ここでは、テストの流れについて説明します。

●単体テスト ソフトウェア詳細設計時に分割したモジュールごとに、正しく動作するかをテス トします。これを単体テストといいます。単体テストには、 ホワイトボックステス トとブラックボックステスト があります。

ホワイトボックステストは、モジュールの内部構造に注目して、1つひとつの処

第  5 章

理が正しく動作しているかどうかをテストします。一方、ブラックボックステスト

●

は、モジュールの内部構造は考慮せず、モジュールの機能仕様やインタフェースの 仕様に基づいて、入力データに対して正しく出力されるかだけをテストします。そ

シ ス テ

のため、対象となるプログラムに冗長なコードがあっても見つけることはできませ ん。

ム 開 発

〈ホワイトボックステス 〈ホワイトボッ クステストとブラックボックステス トとブラックボックステスト ト〉

















ホワイトボックステストにおけるテストケースの設計方法には、以下の4つがあ ります。

201  

〈ホワイトボックステストにおけるテストケースの設計方法〉

設計方法

説明

 

命令網羅

全命令を最低1回は実行

判定条件 判定 条件網羅 網羅（分 （分岐網 岐網羅） 羅）   分岐の判定において、真と偽の分岐を少なくとも1回は実行

 

条件網羅

複数条件網羅

こ れ も こ  知っ と

 

分岐の判定文が複数ある場合に、それぞれの条件が真と偽 の場合を組み合わせ 判定文の条件が取りうるすべてのパターンを網羅

テストカバレージ分析

ホワイトボックステストにおいて、コード中のどれだけの割合 の部分を実行できたかを評価するために行う分析を、 テストカ バレージ分析といいます。

●結合テスト 単体テストが終わった複数のモジュールを組み合わせ、正しく動作するかをテス トします。これを結合テストといい、モジュールの間のデータのやりとりや、他の モジュールの呼出しが正しく行われているかを確認します。 結合テストは、テストする順序によって、 ボトムアップテスト 、トップダウンテ ストがあります。 ●ボトムアップテスト

下位のモジュールから上位のモジュールへ順にテストする方法を ボトムアップ テストといいます。上位には、 ドライバと呼ばれるダミーモジュールを使用し

ます。ダミーモジュールとは中身が何もなく処理を行わないため、他に影響を 及ぼさないモジュールです。

〈ボトムアップテスト 〈ボトムア ップテスト〉 〉



 







202  

5-8 システムのテスト

●トップダウンテスト

上位のモジュールから下位のモジュールへ順にテストします。下位には、 スタ ブと呼ばれるダミーモジュールを用意します。 〈トップダウンテスト 〈トップダウンテス ト〉









●システムテスト 結合テストが完了したら、システム全体をテストする システムテストを行い、要 求された仕様のとおりにシステムが動作するかをチェックします。

こ れ も こ  知っ と

ストレステスト

システムに通常以上の負荷をかけて、要求されている処理能力 の限界状態における動作が正常かを確認するために行うテスト を、ストレステストといいます。

●運用テスト 利用者に提供する視点で、運用環境と同じ条件で動作確認を行います。システム が要件定義の要求を満足していることを確認します。

第  5 章 ●

シ ス テ ム 開 発

こ れ も こ  知っ と

リグレッションテスト

プログラムにバグが見つかり、修正を行った場合は、その修正 がほかの部分に影響を及ぼしていないかどうかをテストしま す。それをリグレッ リグレッションテ ションテスト スト （退行テスト （退行テ スト ）といいます。

203  

こ れ も こ  知っ と

静的テストツール

テスト支援ツールを活用することで、テストの一部を自動化・ 効率化することができます。そのひとつである 静的テストツー ルは、ソースコードを解析して、プログラムの誤りを検出する

ツールです。

こ れ も こ  知っ と

アサーションチェック

プログラム実行中の特定の時点で成立する変数間の関係や条件 を記述した論理式を埋め込んで、そのプログラムの正当性を検 証する手法をアサーションチェックといいます。

こ れ も こ  知っ と

信頼度成長曲線

テストを始めると、最初は多くのバグが発見されますが、テス トを続けるにつれて次第にその数は減っていきます。テスト項 目の消化件数と検出されたバグの件数を表したグラフを 信頼度 成長曲線（ ゴンペル ゴンペルツ曲線） ツ曲線）といいます。十分なテストを行い、

バグが減ってきたらテスト終了の合図です。曲線が収束しない 場合、まだ多くのバグが内在している可能性があります。

    

 

 



204  

5-8 システムのテスト

ココが 出る！

用語

［単体テス ［単 体テスト ト］ ：モジュール単位でテスト ［ ホワイ ホワイトボッ トボックステ クステスト スト ］ ：モジュールの内部構造に注目し

てテスト ［テストカバレージ分析］：ホワイトボックステストで、全コー

ドのうち実行した割合を評価 ［ブラックボック ［ブラッ クボックステスト ステスト ］ ：入力と出力だけに注目してテスト ［結合テス ［結 合テスト ト］ ：モジュールを組み合わせてテスト ［ボトムアップ ［ボトムア ップテス テスト ト］ ：上位モジュールにドライバを使って

テスト ［トップダウン ［トップダ ウンテス テスト ト］ ：下位モジュールにスタブを使ってテ

スト ［システム ［シ ステムテスト テスト ］ ：システム全体をテスト ［運用テ ［運 用テスト スト ］ ：利用者に提供する視点で、システムが要求を

満たしていることを確認 ［ リグレッショ リグレッション ン（退行）テスト ］ ：修正が他の部分に影響を及

ぼしていないかをテスト ［ストレステ ［ストレ ステスト スト ］ ：システムに要求された処理能力の限界状

態の動作を確認するテスト

第  5 章 ●

シ ス テ ム 基本情報技術者試 基本情報 技術者試験 験 平成 23 年特別

ホワイトボックステストの説明として、適切なものはどれか。

ア：外部仕様に基づいてテストデータを作成する。 イ：同値分割の技法を使用してテストデータを作成する。 ウ：内部構造に基づいてテストデータを作成する。 エ：入力と出力の関係からテストデータを作成する。

開 発

ホワイトボックステストは、プログラムの内部構造に基づいてテス

  解説

トします。

解答：ウ

205  

基本情報技術者 基本情報 技術者試験 試験 平成 25 年秋

トップダウン方式で結合テストを行うとき、特に必要となるものはどれか。

ア：エミュレータ

イ：スタブ

ウ：デバッガ

エ：ドライバ

  解説

トップダウン方式で結合テストを行うときには、下位モジュールに スタブを使ってテストします。

解答：イ

基本情報技術者 基本情報 技術者試験 試験 平成 26 年秋

ソフトウェアのテストの種類のうち、ソフトウェア保守のために行った変更 によって、影響を受けないはずの箇所に影響を及ぼしていないかどうかを確 認する目的で行うものはどれか。

ア：運用テスト

イ：結合テスト

ウ：システムテスト

エ：リグレッションテスト

  解説

修正によって他の部分に影響していないかを確認するのは、リグ レッショ レッ ション ン（退 （退行） 行）テス テストで トです。 す。

解答：エ 解答 ：エ

基本情報技術者 基本情報 技術者試験 試験 平成 25 年春

ストレステストの目的はどれか。 ア：システムに要求されている処理能力の限界状態における動作を確認する。

イ：実際に利用者に使ってもらうことによって、システムの使いやすさを評 価する。 ウ：標準的なプログラムの実行時間を計測することによって、他のコン ピュータと性能を比較する。 エ：プログラムの修正又は変更によって他の機能が意図しない影響を受けて いないことを確認する。

ストレステストでは、システムに負荷をかけ限界状態において正常

  解説

に動作するかを確認します。

解答：ア

206  

5-8 システムのテスト

基本情報技術者 基本情報 技術者試験 試験 平成 27 年春

図は、テスト項目消化件数Xにおいて、目標値として設定したバグ累積件数 に到達したことを示す。この図の状況の説明として、適切なものはどれか。       

  



ア：テスト工程が順調に終了したことを示す。 イ：テスト前段階での机上チェックやシミュレーションが十分にされている ことを示す。 ウ：まだ多くのバグが内在している可能性があることを示す。 エ：目標のバグ累積件数が達成されたので、出荷後にバグが発生する確率が 低いことを示す。

  解説

第  5 章

曲線が収束していないため、まだ多くのバグが内在している可能性

●

があります。

シ ス テ ム 開 発

解答：ウ

207  

5

 

9

★ ★

レビュー手法

●レビューの種類 レビューとは、システム開発の各プロセスにおいて、問題点を洗い出したり、各

工程が終わったといえるかどうかの判定を行ったりするために実施される会議で す。人間の目や手によってプログラムの仕様やプログラムそのものに誤りがないか どうかをチェックして、次の工程に問題を残さないようにします。レビューには デ ザインレビューとコードレビューがあります。

●デザインレビュー デザインレビュー は、要求定義、外部設計、内部設計などの設計段階で行われ

るレビューで、仕様の不備や誤りを早い段階で見つけて、できるだけ手戻りを 少なくするために行われます。 ●コードレビュー コードレビューは、プログラミングの段階で行われるもので、プログラムのミ

スを発見するために実施されます。

●レビューの手法 レビューのやり方には、次のようなものがあります。 ●ウォークスルー

レビュー対象物の作成者が主催者となって、ほかの関係者に説明するレビュー のやり方をウォークスルーといいます。少人数で短時間で行い、エラーの早期 発見を目指します。 ●インスペクション

レビュー対象物の作成者でも関係者でもない、第三者が議長となって行うレ ビューを インスペクション といいます。客観的なレビューを行うことが可能 です。 208  

5-9

ココが 出る！

レビュー手法

用語

［デザインレビュー］：設計上の問題点を発見

：プログラム上の問題点を発見 ［コードレビュー］ ［ウォークスルー］ ：レビュー対象物の作成者が主催者になりレ ビューを行う

基本情報技術者 基本情 報技術者試験 試験 平成 20 年春

デザインレビューを実施するねらいとして、適切なものはどれか。

ア：開発スケジュールを見直し、実現可能なスケジュールに変更する。 イ：仕様の不備や誤りを早期に発見し、手戻り工数の削減を図る。 ウ：設計工程での誤りの混入を防止し、テストを簡略化して、開発効率の向 上を図る。 エ：設計の品質を向上させることで、開発規模見積りの精度の向上を図る。 デザインレビューは、仕様の不備や誤りを早期に発見し、手戻り工

  解説

数の削減を図る目的で実施されます。

解答：イ

第  5 章 ●

設計上の誤りを早期に発見することを目的として、作成者と複数の関係者が

シ ス テ ム 開

設計書をレビューする方法はどれか。

発

基本情報技術者試 基本情報 技術者試験 験 平成 23 年特別

ア：ウォークスルー イ：机上デバッグ ウ：トップダウンテスト エ：並行シミュレーション 設計書の不備や誤りを早期に発見し、品質向上を図るために、作成

  解説

者と関係者で実施されるレビューはウォークス 者と関係者で実施され るレビューはウォークスルーです。 ルーです。 解答：ア

209

 

コンピュータ システム

 

6

★ ★ ★

1

システムの処理形態

●システムの構成方法 システムの構成方法には、1台のコンピュータだけに処理をさせる 集中処理 集中処理と、 と、 複数のコンピュータに分散して処理をさせる分散処理 複数のコンピュータに分散して処理をさせる 分散処理があります。それぞれに長所 があります。それぞれに長所 と短所があるので、用途に合わせて構成方法を選択します。 〈集中処理と分散処理〉



     

  

 

          

              

●処理のタイミング システムは、システムの目的によって処理を行うべきタイミングが異なります。 例えば銀行のATMは、利用者が操作したらすぐに処理されないと振込み金額と口 座残高に差異が生じてしまいます。一方、企業における売上データの集計などは、 1日1回やひと月に1回など、集計できるだけのデータが集まった段階で処理をし ます。要求された処理をすぐに行う方法をリアルタイム処理 ます。要求された処理をすぐに行う方法を リアルタイム処理、ある程度まとまった 、ある程度まとまった データを一括して処理する方法をバッチ処理 データを一括して処理する方法を バッチ処理といいます。 といいます。

212  

6-1 システムの処理形態

こ れ も こ  知っ と

ハードリアルタイムシステムとソフトリアルタイムシステム

リアルタイム処理を行うシステムは、決められた時刻までに処 理を終了させることが要求されますが、その厳密性により次の 2つに分けられます。 ハードリアルタイムシステムは、決められた時刻までに処理を ハードリアルタイムシステム は、決められた時刻までに処理を 終了できなかった場合に、システムやそれを扱う人に致命的ダ メージが発生するシステムで、例えばエアバッグ制御システム が挙げられます。ソフトリアルタイムシステム が挙げられます。 は、決められた ソフトリアルタイムシステムは、決められた 時刻までに終了できなくても致命的な問題とはならないシステ ムで、座席予約やバンキングシステムなどがあります。

ココが る！ 出

用語

［リアルタイム処理］ ：データが入力されたら、すぐその場で処理 ［バッチ処理］：入力されたデータは、後でまとめて一括処理 スキル

→ハードリアルタイムシステムとソフトリアルタイムシステ ムの具体例を把握しておこう。 第  6 章 基本情報技術者 基本情 報技術者試験 試験 平成 21年春

リアルタイムシステムをハードリアルタイムシステムとソフトリアルタイム システムとに分類したとき、ハードリアルタイムシステムに該当するものは どれか

ア：Web 配信システム

イ：エアバッグ制御システム

ウ：座席予約システム

エ：バンキングシステム

解説

ハードリアルタイムシステムは、処理を決められた時刻までに終了 できなかった場合にシステムやそれを扱う人に致命的ダメージが発

生するものをいいます。エアバッグ制御システムは、決められた時刻まで にエアバッグが作動しなければ搭乗者の保護ができません。他の選択肢は すべて、ソフトリアルタイムシステムです。

解答：イ

●

コ ン ピ ュ ー タ シ ス テ ム

213  

6

 

2

★ ★ ★

  クライアントサーバシステム

●クライアントサーバシステム システムの構成には、集中処理型と分散処理型があるというお話をしました。分 散処理型の代表的なシステムは、クライアントサーバシステム 散処理型の代表的なシステムは、 クライアントサーバシステムです。処理の要求を です。処理の要求を 送信するクライアント 送信する クライアントと、要求に応答する と、要求に応答するサーバ サーバで構成され、互いに協調して処理 で構成され、互いに協調して処理 を実現します。 〈クライアントサーバシステ 〈クライアント サーバシステム ム〉 





 



●サーバの種類 サーバは サーバ は 「1つのシ 「1 つのシステム ステムに に 1 つ」という というわけで わけではあり はありません ません。 。システ システム内に ム内には、 は、 さまざまな種類のサーバが設置されます。代表的なものは以下のとおりです。 〈サーバの種類〉

サーバの種類

機能

 

ファイルサーバ

複数のクライアントに、ネットワーク経由でファイ ルを共有させる

 

プリントサーバ

 

データベースサーバ

複数のクライアントに、ネットワーク上のプリンタ を共有させる データベースを管理する

コミュニケーションサーバ   通信の制御を行う。別称ゲートウェイサーバ メールサーバ Webサーバ

   

メールの送受信を行う Webサイトを公開する

214  

6-2

クライアントサーバシステム

●クライアントサーバシステムの特徴 サーバの設置方法は、種類の異なるサーバ機能を1台のコンピュータにもたせ ることもできますし、逆に1つのサーバ機能を何台かのコンピュータに分散さ せることもできます。サーバ機能ごとに、1つずつコンピュータを割り振る専 用サーバの場合は、個々のサーバの性能を向上させることが比較的簡単です。 サーバ機能を複数台のコンピュータに分散した場合には、データやプログラム の管理対象が増えるので、セキュリティ対策が難しくなるという欠点や、特定 のコンピュータに負荷が集中すると、システム全体の性能が低下するという欠 点もあります。

● 3 層クライアン 層クライアント トサーバシ サーバシステ ステム ム クライアントサーバシステムを構築する場合、かつてはクライアント層とサー バ層からなる2層構造が主流でした。しかし、2層構造だと、クライアント層では OSなどの環境を統一する必要があります。システムを変更する際には、1つ1つ のクライアントすべてに変更を反映させなくてはならず、大きなコストがかかって しまうという問題点がありました。 〈2層構造の問題点〉     

第  6 章 ● 





そのため最近では、クライアント層とサーバ層の間にもう1つ階層を設けて役割 を分担する3層クライアントサーバシステム を分担する 3層クライアントサーバシステムが主流となっています。 が主流となっています。

コ ン ピ ュ ー タ シ ス テ ム

215  

〈3 層クライアン 層クライアントサ トサーバシ ーバシステ ステムの構 ムの構造〉 造〉

 

   













3層クライアントサーバシステムでは、各階層の役割が独立しており、クライア ント側の環境が異なっても同じ機能を提供します。また、アプリケーションを変更 する際にも、ファンクション層だけを変更すればよく、修正や追加が頻繁に発生す るシステムにも適応できます。 〈3 層クライアン 層クライアントサ トサーバシ ーバシステ ステムの構 ムの構造〉 造〉

 

階層名

対象

1   プレゼンテーション層   クライアン クライアント ト 2   ファンクション層

 

入力チェック 入力チ ェックや画面 や画面表示を 表示を行う 行う

ア プ リ ケ ー 検索条件の組立てやデータの加工を

（アプリケーション層） ションサーバ 3   データ層

役割

行う

データベース データベース管理システムを運用 サーバ し、データへアクセスする

3層の分割はあくまでも論理的なものなので、アプリケーションサーバとデータ ベースサーバを同じコンピュータで稼働させる場合もあります。また、最近では、 クライアント側に汎用的なWebブラウザを利用して、Webサーバ側でデータの加 工やデータベースアクセスを行うWebアプリケーションが主流です。

こ れ も こ  知っ と

シンクライアントシステム

クライアント側では外部記憶装置をもたず、最低限の処理を行 い、サーバ内のアプリケーションやデータを使用するシステム を シンクライアントシステム シンクライアントシステムといいます。ウイルス対策など といいます。ウイルス対策など サーバ側で集中管理できるメリットがあります。

216

 

6-2

こ れ も こ  知っ と

クライアントサーバシステム

クラウドコンピューティング

従来はクライアント端末に導入していたアプリケーションやデ ータなどのコンピュータ資源を、ネットワーク経由で提供する 方式を、クラウドコンピューティング 方式を、 といいます。拡張性や可 クラウドコンピューティングといいます。拡張性や可 用性の高いサービスを利用できるメリットがあります。

●ストアドプロシージャ クライアントサーバシステムにおいて、クライアントが頻繁にデータベースサー バとやり取りをすると、クライアントとサーバをつなぐネットワークの負担が増加 し、処理速度が低下します。 そこで、やり取りの回数を減らす方法が考えられました。よく使う命令をあらか じめまとめてサーバ側に用意しておき、その命令群に対してクライアントが要求を 出すという方法です。これを ストアドプロシージャといいます。これにより、クラ 出すという方法です。これをストアドプロシージャ といいます。これにより、クラ イアントとサーバ間のデータベース問合せの通信負荷を下げることができます。 〈ストアドプロシージャの仕組み〉  

  



第  6 章



●



ココが 出る！



用語

［ クラウ クラウドコン ドコンピュー ピューティン ティング グ］ ：コンピュータ資源をネット ワーク経由で提供し，拡張性や可用性の高いサービスを実現 ［ストアドプロシージャ］：よく利用する命令群をサーバに用意 し、通信負荷を軽減 スキル

→クライアントサーバシステムのしくみや特徴を理解してお こう。

217

コ ン ピ ュ ー タ シ ス テ ム

 

基本情報技術者 基本情報 技術者試験 試験 平成 24年春

クラウドコンピューティングの説明として、最も適切なものはどれか。

ア：あらゆる電化製品をインテリジェント化しネットワークに接続すること によって、いつでもどこからでもそれらの機器の監視や操作ができるよ うになること イ：数多くのPCの計算能力を集積することによって、スーパコンピュータ と同程度の計算能力を発揮させること ウ：コンピュータの資源をネットワークを介して提供することによって、利 用者がスケーラビリティやアベイラビリティの高いサービスを容易に受 けられるようになること エ：特定のサーバを介することなく、ネットワーク上の PC 同士が対等の 関係で相互に通信を行うこと

解説

クラウドコンピューティングは、アプリケーションやデータなどを

ネットワ ーク経由で提供する ネットワーク経由 で提供する方式です。 方式です。そのため そのため、 、利用者は拡 利用者は拡張性 張性・ 可用性の高いサービスを受けることができます。 解答：ウ

基本情報技術者 基本情報 技術者試験 試験 平成 25年秋

クライアントサーバシステムにおいて、利用頻度の高い命令群をあらかじめ サーバ上のDBMSに用意しておくことによって、データベースアクセスの ネットワーク負荷を軽減する仕組みはどれか。

ア：2相コミットメント イ：グループコミットメント ウ：サーバプロセスのマルチスレッド化 エ：ストアドプロシージャ

解説

よく利用する命令群をサーバに用意し、通信負担を軽減する仕組み はストアドプロシージャです。

218  

解答：エ

6

 

★ ★ ★

3

6-3

高信頼化システムの構成

高信頼化システムの構成

●信頼性と性能を高めるシステム構成 システムで最も大事なのは、必要なときに必要な機能を利用できるという信頼性 です。正しく処理をしてくれなかったり、故障ばかりしていたり、処理が遅かった りすると、システムを安心して使えません。システムの信頼性を高める構成方法に は、次のようなものがあります。 〈信頼性と性能を高めるシステム構成〉

 

  



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

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 

 

 



第  6 章

● 2 系統のシ 系統のシス ステム構成

●

信頼性を高める方法の1つに、システムが故障したときに備えて予備のシステ ムを用意する方法があります。予備のシステムの構成方法には デュアルシステム デュアルシステムと と デュプレックスシステムという2つの種類があります。 デュプレックスシステム という2つの種類があります。 ●デュアルシステム 同じ構造のシステムを2つ用意して、2つのシステムで同じ処理を行います。 なおかつ、処理結果が正しいかどうかお互いに確かめ合うことによって、常に 同じデータをもつようにします。こうすることで、お互いが相手に対する予備 となり、一方が故障しても、もう一方で処理をし続けることが可能です。

219  

コ ン ピ ュ ー タ シ ス テ ム

〈デュアルシステ 〈デュ アルシステム ム〉   

  

    

   

   

●デュプレックスシステム 



正規のシステ 正規の システム ム（現用系）で処理を で処理を行い、も 行い、もう う 1 つのシス つのシステム テム（待機系 機系） ）は予 は予備 備 として待機させておく方法です。稼働中のシステムに故障が発生したら待機し ていたシステムに切り替えて稼働させます。 〈デュプレック 〈デュ プレックスシステ スシステム ム〉     



   



 

●デュプレックスシステムのスタンバイ方式 デュプレックスシステムは待機系の運用方法によって、次の3つの方式に分け られます。 〈デュプレックスシステムのスタンバイ方式〉

方式

ホットスタンバイ方式

待機系の業務システムを常に起動状態にしておい

（ホットサイ （ホッ トサイト ト）

て、障害時にはすぐに自動で切り替える方式。最も 素早く切り替えできる

ウォームスタンバイ方式 （ウォームサ （ウォ ームサイト イト ）

待機系はOSだけ起動しておき、業務システムは起

220  

待機系の運用方法

動しないで待機させておく方式

6-3

方式

高信頼化システムの構成

待機系の運用方法

コールドスタンバイ方式

待機系は通常、電源を切った状態か、バッチ処理な ど別の処理を行っており、障害が起きたときに現用

（コールドサ （コー ルドサイト イト ）

系と同じ処理に切り替える方式。切り替えに最も時 間がかかる 〈デュプレックスシステムのスタンバイ方式〉



  

  



    

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  

     



 

ふかぶんさん

●負荷分散のシステム構成 システムは信頼性だけでなく処理速度も重要なポイントとなります。いくら常に 故障なく、正確に処理をしてくれるシステムでも、いつまでたっても処理が終わら

●

ないシステムでは使いものになりません。 システムの処理速度を上げるには、処理速度低下の原因となっているハードウェ

コ

アへの負荷を軽減してあげることが有効です。これを負荷分散 アへの負荷を軽減してあげることが有効です。これを 負荷分散といいます。負荷分 といいます。負荷分

ン ピ ュ ー タ シ ス テ ム

散によってシステム全体の処理能力を向上させ、同時に信頼性も向上させるシステ ム構成には、マルチプロセッサシステム ム構成には、 マルチプロセッサシステムと とクラスタリング クラスタリングがあります。 があります。

●マルチプロセッサシステム マルチプロセッサシステムは、複数の マルチプロセッサシステムは 、複数の CPU（プロセッサ ）を用意するシステムで す。1つのCPUに集中していた処理を分散させ、それぞれ同時並行で異なる処理 を進めることで、システム全体の処理時間を短縮します。マルチプロセッサシステ みつけつごう

ムは、主記憶を共有するかしないかによって、密 ムは、主記憶を共有するかしないかによって、 密結合マルチプロセッサシステム 結合マルチプロセッサシステムと と 221  

第  6 章

そけつごう

疎結合マルチプロセッサシステム 結合マルチプロセッサシステムに分けられます。 に分けられます。 ●密結合マルチプロセッサシステム 複数のCPUが1つの主記憶を共有し、単一のOSで制御される方式です。主 記憶を共有するため、CPUの数が増えると競合が発生しやすくなります。タ スクは基本的にどのCPUでも同じように実行できるので、できるだけ細かい 単位に分けて負荷を分散することで、処理能力を向上させます。 〈密結合マルチ 〈密結 合マルチプロセッサシス プロセッサシステ テム 〉   

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  

 

  

 

  

  

  

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●疎結合マルチプロセッサシステム CPUごとに自 CPU ごとに自分専用の 分専用の主記憶を 主記憶をもち、 もち、それぞれ それぞれが独立した が独立したOSで OSで制御されま 制御されます。 す。 CPUの独立性が高く競合が起こりにくいため、いくらでも簡単にCPUの数を 増やすことができます。ジョブと呼ばれるひとまとまりの仕事単位で負荷を分 散し、処理能力を向上させます。 〈疎結合マ 〈疎結 合マルチプロセ ルチプロセッサシ ッサシステ ステム ム〉   

  



 

  





 

  

222  

6-3

高信頼化システムの構成

こ れ も こ  知っ と

クラスタリング

複数のコンピュータを組み合わせて信頼性の高いシステムを構 築する方式をクラスタリング 築する方式を といいます。システムの一部で障 クラスタリングといいます。システムの一部で障 害が発生しても、ほかのコンピュータに処理を肩代わりさせる ことによって、システム全体の停止を防止します。

ココが 出る！

用語

［デュアルシステ ［デュア ルシステム ム ］：2つのシステムで同一処理 ［ デュ デュプレ プレック ックスシ スシステ ステム ム ］：一方の現用系が稼働し、もう一 方の待機系は待機 ［ ホット ホットスタン スタンバイ方 バイ方式 式（ ホット ホットサイト サイト ） ］：待機系も起動状態。 障害時には、すぐに自動で切替え ［密結合マルチプロセ ［密結合マ ルチプロセッサシステ ッサシステム ム ］：CPUが主記憶を共有、 単一のOSで制御、タスク単位で分散 ［疎結合マルチプ ［疎結合 マルチプロセッサ ロセッサシステム システム ］：CPUごとに主記憶をも ち、独立したOSで制御、ジョブ単位で分散

基本情報技術者 基本情 報技術者試験 試験 平成 26年秋

バックアップシステム構成におけるホットサイトに関する記述として、適切

●

なものはどれか。

ア：共同利用型のサイトを用意しておき、障害発生時に、バックアップして

コ

おいたデータやプログラムの媒体を搬入してシステムを復元し、業務を

ン ピ ュ ー タ シ ス テ ム

再開する。 イ：待機系サイトとして稼働させておき、ネットワークを介して常時データ やプログラムの更新を行い、障害発生時に速やかに業務を再開する。 ウ：予備のサイトにハードウェアを用意して、定期的にバックアップした データやプログラムの媒体を搬入して保管しておき、障害発生時にはこ れら保管物を活用してシステムを復元し、業務を再開する。 エ：予備のサイトをあらかじめ確保しておいて、障害発生時には必要なハー ドウェア、バックアップしておいたデータやプログラムの媒体を搬入し てシステムを復元し、業務を再開する。 223  

第  6 章

解説

ホットサイトは、待機系サイトを起動しておき、障害時にすぐ切り 替える方式です。

解答：イ

基本情報技術者試験

平成23年特別

コンピュータシステムの構成に関する記述のうち、密結合マルチプロセッサ システムを説明したものはどれか。

ア：通常は一方のプロセッサは待機しており、本稼働しているプロセッサが 故障すると、待機中のプロセッサに切り替えて処理を続行する。 イ：複数のプロセッサが磁気ディスクを共用し、それぞれ独立したOSで制 御される。ジョブ単位で負荷を分散することで処理能力を向上させる。 ウ：複数のプロセッサが主記憶を共用し、単一のOSで制御される。システ ム内のタスクは、基本的にどのプロセッサでも実行できるので、細かい 単位で負荷を分散することで処理能力を向上させる。 エ：並列に接続された2台のプロセッサが同時に同じ処理を行い、相互に結 果を照合する。1台のプロセッサが故障すると、それを切り離して処理 を続行する。

解説

密結合マルチプロセッサシステムは、複数のCPUが主記憶を共用 し、単一のOSで制御されます。なお、イは疎結合マルチプロセッ

サシステムの説明です。

解答：ウ

224  

6

 

★ ★ ★

6-4 システムの信頼性設計

4

  システムの信頼性設計

●信頼性の高いシステムとは システムは常に正常に稼働していることが理想です。システムが故障したり、停 止したりしてしまうと、システムが提供するサービスの内容によっては、私たちの 生活や企業活動に大きなダメージを与える可能性があるからです。しかし、絶対に 故障しないシステムというのはあり得ませんから、そういった障害とどう向き合う かが、システムの信頼性を考えるうえでのポイントとなります。

●障害対策の基準 システムの信頼性を保つための障害対策には、大きく分けて2つの考え方があり ます。1つは障害そのものを回避するために、事前に対策を行っておく方法、もう 1 つは、障害が起こっても継続してシス 障害が起こっても継続してシステムを稼働できるようにしてお テムを稼働できるようにしておく方法です。 く方法です。 前者をフォールトアボイダンス 前者を フォールトアボイダンス（ fault avoidance） avoidance ）といいます。例えば、シス テム構築にあたって、故障実績の少ないハードウェアを選ぶのはフォールトアボイ ダンスです。 後者をフォールトトレラント 後者を フォールトトレラント（ fault tolerant ）といいます。障害が といいます。障害が発生した場 発生した場 合には、予備機に切り換えたり、機能を低下させることで、完全にシステムが停止

●

しないように設計しておきます。

コ ン ピ ュ ー タ シ ス テ ム

〈障害対策の基準〉    

第  6 章

 

225  

フォールトトレラントには、以下のような3つの考え方があります。

●フェールセーフ 故障が発生したときに、被害を最小限にとどめられるよう、安全性を重視した 対策を行っておくという考え方をフェールセーフ 対策を行っておくという考え方を フェールセーフ（ fail safe ）といいます。 例えば、工場において、作業範囲に人間が入ったことを検知するセンサが故障 した場合、ロボットアームを強制的に停止させるようにしてあります。これに より、事故を防止しています。これがフェールセーフにあたります。 ●フェールソフト 故障が発生したときに、故障した部分を切り離すなどして、正常な部分だけで 稼働を続けられるような対策を行っておくという考え方を、フェールソフト 稼働を続けられるような対策を行っておくという考え方を、 フェールソフト （ fail soft ）といいます。これは稼働を重 といいます。これは稼働を重視した対策方法です。 視した対策方法です。 例えば、複数のサーバによるクラスタ構成のシステムで、あるサーバが故障し ても、他のサーバでアプリケーションを引き継いで機能を提供するようにして あるのがフェールソフトです。 ●フールプルーフ ユーザが誤った操作を行っても、危険にさらされたり、システムが誤作動して 故障したりすることのないように対策を行っておくという考え方を、 フールプ ルーフ （ fool proof ）といいます。 例えば、電池が正しい向きにしか入らないように設計してあることや、電子レン ジはドアを閉めなければ加熱できないようにしてあるのはフールプルーフです。

ココが 出る！

用語

［ フォ フォール ールトア トアボイ ボイダン ダンス ス ］：障害を回避するため事前に対策 を行っておく ［ フォ フォール ールトト トトレラ レラント ント ］：故障が発生しても稼働するような 対策を行っておく ［フェールセ ［フェ ールセーフ ーフ ］ ：システムの安全性を重視する ［フェールソ ［フェ ールソフト フト ］ ：システムを稼働し続けることを重視する ［フールプル ［フー ルプルーフ ーフ ］ ：誤った 誤った操作を 操作をしても しても、 、システ システムが壊 ムが壊れたり れたり、 、 危険が生じたりしないようにしておく 226  

6-4 システムの信頼性設計   

●磁気 磁気デ ディスクの信 クの信頼 頼性を上げる 性を上げるR RAID

磁気ディスクはハードウェアの中でも故障することが多い装置です。磁気ディス クのフォールトトレラントを考慮した仕組みに RAID があります。 RAIDとは、複数台のハードディスクを組み合わせて1台のハードディスクと レイドゼロ

して使用することです。RAIDは、高速性や信頼性のレベルによりRAID0から レイドシックス

RAID6に分かれています。ここでは代表的なものを見ていきましょう。 ● RAID0 RAID0は、複数のディスクにデータを分散して書き込む方式です。 RAID0 は、複数のディスクにデータを分散して書き込む方式です。ストライ ストライ ピングとも呼ばれます。1台でもディスクが故障すると読み書きができなくな ピング とも呼ばれます。1台でもディスクが故障すると読み書きができなくな るため信頼性は向上しませんが、処理を高速化できます。 〈RAID0〉 







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



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

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 

 ワ

● RAID1 RAID1 は、同じデータを複数台のディスクにコピーして書き込む方式で す。読み書きを制御するRAIDコントローラを共有する方式をミラーリング す。読み書きを制御するRAIDコントローラを共有する方式を ミラーリング、 、 RAIDコントローラも複数使用する方式をデュプレキシング RAIDコントローラも複数使用する方式を デュプレキシングといいます。信頼 といいます。信頼

〈RAID1〉   





  

●

コ ン

性は向上しますが、多重化した分、余分にディスクが必要になります。



第  6 章



227  



● RAID5 ブロック単位に分 ブロック 単位に分割したデ 割したデータ領域 ータ領域に に「 パリティ」 パリティ」と呼ばれ と呼ばれるエラー るエラーを検出す を検出す

ピ ュ ー タ シ ス テ ム

るための符号をもたせ、データとパリティを別々のディスクに分散して書き込 む方式です。ディスクが1台故障しても、復旧することが可能です。パリティ の合計容量がディスク1台分となるため、実際のデータを書き込める容量は 「 ディスク台数－ ディスク台数－1 1 台分」になります。パリティディスクを分散しているた になります。パリティディスクを分散しているため、 め、 RAID4などと比べて高速になります。 〈RAID5〉

  



ココが 出る！





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  

用語

［RAID0］ ：データを分散して記録する（ストライピング ） →アクセスの高速化 ［RAID1］ ：別の磁気ディスクにも同じデー ：別の磁気ディス クにも同じデータを書き込む タを書き込む（ ミ ラーリング ラーリン グ ）→システ →システムの高信 ムの高信頼化 頼化 ［RAID5］ ：データとパリティ情報を分散して記録する →アクセスの高速化・システムの高信頼化

228  

6-4 システムの信頼性設計

基本情報技術者試験

平成23年特別

システムの信頼性設計のうち、フールプルーフを採用した設計はどれか。

ア：オペレータが不注意による操作誤りを起こさないように、操作の確認な どに配慮した設計 イ：システムの一部に異常や故障が発生したとき、その影響が小さくなるよ うな設計 ウ：障害の発生を予防できるように、機器の定期保守を組み入れた運用シス テムの設計 エ：装置を二重化し、一方が故障してもその装置を切り離してシステムの運 用を継続できる設計

解説

フールプルーフ設計では、ユーザが誤った操作を行っても誤動作を 起こさないように配慮します。

解答：ア

基本情報技術者 基本情 報技術者試験 試験 平成 27年春

図に示すように、データを細分化して複数台の磁気ディスクに格納すること を何と呼ぶか。ここで、bO～b15 はデータがビットごとにデータディスクに 格納される順番を示す。 第  6 章



●



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 

   

 

   

 

   

ア：ストライピング

イ：ディスクキャッシュ

ウ：ブロック化

エ：ミラーリング

解説

 

コ ン ピ ュ ー タ シ ス テ ム

   

各ディスクに対してデータを分散して記録する方式は、ストライピ ング（ RA RAID ID0） 0）です です。 。

解 答：ア 解答： ア

229  

6

 

5 

★ ★

システムの性能評価

●システムの性能評価とは 一般に、利用者がシステム性能を評価するときには、処理速度が注目されます。 ただ、一言でシステムといっても、バッチ処理システム、リアルタイム処理システ ムなど、処理内容や形態が異なるシステムが存在します。そのため、性能評価の指 標にもいくつかの種類があります。

●ターンアラウンドタイム バッチ処理システムなどの性能を測る指標で、利用者がシステムに処理の要求を 入力し始めてから、すべての結果の出力が終了するまでにかかる時間を ターンアラ ウンドタイムといいます。これには処理を開始するまでの待ち時間なども含まれま ウンドタイム といいます。これには処理を開始するまでの待ち時間なども含まれま す。値が小さいほど性能がよいといえます。

●レスポンスタイム リアルタイム処理システムの性能を測る指標で、利用者がシステムに処理の要求 を入力し終わってから、出力が開始するまでにかかる時間をレス を入力し終わってから、出力が開始するまでにかかる時間を レスポン ポンスタ スタイム イム（応 答時間）といい といいます。 ます。値が小 値が小さいほ さいほどシス どシステムの テムの反応が 反応がよく、 よく、性能が 性能がよいと よいといえま いえます。 す。 〈ターンアラウンドタイ 〈ター ンアラウンドタイムとレ ムとレスポ スポンスタイ ンスタイム ム〉      

      



 



   

  

230  

6-5

システムの性能評価

●スループット 単位時間（例えば 1 秒間）あたりにどれだけ あたりにどれだけの仕事量をこなせ の仕事量をこなせるかを表す指標 るかを表す指標を を スループットといいます。この値は、大きいほどより多くの仕事をこなせるため、 スループット といいます。この値は、大きいほどより多くの仕事をこなせるため、

すなわち性能がよいことになります。 例えば、プリンタへの出力を一時的に磁気ディスク装置へ保存する スプーリング は、ス は、 スルー ループッ プットの トの向 向上に 上に役立 役立ち ちます（「22-2 2 タス タスク ク管理 管理」 」参照 参照） ） 。

●ベンチマーク コンピュータシステムの性能は、他のシステムと比べることでも評価できます。 ベンチマークは、使用目的に合わせて選定した標準的なプログラムを、複数のシス テムで実行させ、その実行時間を比較することで、システムの性能を評価する手法 です。 〈ベンチマーク 〈ベンチ マーク〉 〉

  



 

 

 

第  6 章



●



ココが 出る！

コ ン ピ

用語

［ ター ターンア ンアラウ ラウンド ンドタイ タイム ム ］：システムに処理の要求を入力し 始めてから結果の出力が終了するまでにかかるすべての時間 ［ レス レスポン ポンスタ スタイム イム ］：入力が終わってから出力が始まるまで の時間 ［スループッ ［スル ープット ト ］：単位時間あたりに処理される仕事の量 ［ ベン ベンチマ チマーク ークテス テスト ト］ ：標準的なプログラムを実行させ、そ の処理性能を測定し比較 231  

基本情報技術者 基本情報 技術者試験 試験 平成 25年春

コンピュータシステムによって単位時間当たりに処理される仕事の量を表す 用語はどれか。

ア：スループット

ュ ー タ シ ス テ ム

イ：ターンアラウンドタイム ウ：タイムスライス エ：レスポンスタイム

解説

単位時間当たりに処理される仕事量を表すのは、スループットです。 解答：ア

基本情報技術者 基本情報 技術者試験 試験 平成 25年秋

コンピュータシステムのベンチマークテストの説明として、最も適切なもの はどれか。

ア：1命令の実行に要する平均時間から、コンピュータの性能を測る。 イ：システムが連続して稼働す イ： システムが連続して稼働する時間の割合を測定し、 る時間の割合を測定し、他の製品と比較する。 ウ：想定されるトランザクション量にシステムが耐えられるかどうかを判定 する。 エ：測定用のソフトウェアを実行し、システムの処理性能を数値化して、他 の製品と比較する。

解説

ベンチマークテストは、測定用のプログラムを実行したときの処理 性能を測定し、比較して評価する方法です。

解答：エ

232  

6

 

6

★ ★ ★

6-6

  信頼性の基準と指標

信頼性の基準と指標

●信頼性の基準 システムの信頼性の基本的な考え方としては、以下5つの要素の頭文字を表した レイシス

ラス

RASIS という概念があります。試験には、最初の3項目だけを表した RAS とい う用語で出題されることもあります。 〈RASIS〉

概念

説明

計る指標

リライアビリティ

信頼性 信頼 性（ Reliab eliability） ility）

エムティービーエフ

 

故障しにくいこと

M TBF

ア ベ イ ラ ビ リ テ ィ

かどう

可用性 可用 性（ Avail vailabil ability ity ）   使い 使いたい たいとき ときに使 に使える える状態 状態であ であるこ ること と

稼 働率

サ ー ビ サ ビ リ テ ィ

エムティーティーアール

保守性 保守 性（ Serviceability） erviceability）    故障から迅速に復旧できること

M TTR

インテグリティ

完全性 完全 性（ Integ ntegrity rity） ）

 

改ざんなどが行われていないこと、デー タに整合性があること。保全性ともいう

セ キ ュ リ テ ィ

機密性 機密 性（ Secur ecurity ity ）

 

不正アクセスされにくいこと

●信頼性の指標 システムは故障が少なく、稼働している時間が長いほど、性能のよいシス エムティービーエフ

ミーン

テ ム で あ る と い え ま す 。 正 常 に 稼 働 し て い る 時 間 の 平 均 を M T B F（ Mean タイム

ビトウィーン

フェイリャーズ

Time Between Failures：平均故障間隔）といい、故障している時間の平均を エムティーティーアール

ミーン

タイム

ツー

リペアー

M T T R（Mean Time to Repair：平均修復時間）といいます。システム障害の 予防保守を行うことで、システムの信頼性が高まり 予防保守を行うことで、システムの信頼性が 高まり MTBF は長くなります。ま は長くなります。また、 た、 エラーログ機能などを備えたシステムは保守性が高く、MTTR は短くなります。 稼働している時間を計るための指標としては、全運転時間のうちどれだけ稼働し ているかを表す稼働率 ているかを表す 稼働率があり、MTBFとMTTRを組み合わせた以下の式で計算さ があり、MTBFとMTTRを組み合わせた以下の式で計算さ れます。 《計算式：稼働率》

 

  MTBF  ————  —— ———— ———— ———  —  稼働率＝ MTBF＋MTTR

233  

例えば、下図のシ 例えば、下 図のシ ステム の場合、稼 の場合、稼働率は、4 働率は、40 0 ÷（4 （40 0 ＋ 15 15） ）≒ 0. 0.73 73です。 です。 MTBFの値が大きいほど、また、MTTRが小さいほど稼働率が高くなります。 〈MTBFとMTTR〉 

第  6 章 ●

コ ン ピ ュ ー タ シ ス テ ム

























   

     

 

     

MTBF 40 8  ——   — —  ≒ 0.7  ——  ——   稼働率＝ 稼働率 — ＝ ————————  — ＝ ———— ＝ 0.73 3 MTBF＋MTTR 40＋15 11

●複数システムの稼働率 規模の大きいシステムでは、複数のシステムを接続して利用します。複数のシス テムを接続している場合、全体の稼働率は、システムの接続方法によって求め方が 異なります。 下の図のように、システム同士を直線上に接続したシステムを 直列システム 直列システムとい とい います。直列システムは、どれか1つが故障すると、システム全体が稼働しなくな ります。 〈直列システ 〈直列シス テム 〉  

 

直列システムの稼働率は、以下の式で求められます。 《計算式：直列システムの稼働率》

 

稼働率＝システムAの稼働率×システムBの稼働率

例えば、システムAとシステムBの稼働率がいずれも0.9であった場合、全体の 稼働率は0.9×0.9＝0.81となります。

234  

6-6

信頼性の基準と指標

一方、次の図のようにシステム同士を並列に接続したシステムを、 並列システム といいます。並列システムはいずれか1つが稼働していれば、システム全体は稼働 します。そのため、各システムの稼働率が同じ場合は、直列システムより並列シス テムの方がシステム全体の稼働率は高くなります。 〈並列システ 〈並列シス テム 〉

  



並列システムの稼働率は、以下の式で求められます。 《計算式：並列システムの稼働率》

 

稼働率＝ 1 －（1 －システム A の稼働率）×（1 －システム B の稼働率）

システムAとシステムBの稼働率がいずれも0.9であった場合、全体の稼働率は 1 －（1 － 0.9 0.9） ）×（1 － 0.9 0.9） ）＝ 0.9 0.99 9 となり となります。 ます。 第  6 章 ●

コ ン ピ ュ ー タ シ ス テ ム

235  

こ れ も こ  知っ と

バスタブ曲線

ハードウェアやソフトウェアに故障が発生する確率は、時間の 経過とともに変化します。故障率と時間の関係をグラフに表す と、以下のような曲線を描き と、以下のよう な曲線を描きます。この曲線 ます。この曲線は、形が浴槽 は、形が浴槽（ バ スタブ ）を横から見た形に似ているの を横から見た形に似ているので、 で、バスタブ曲線 バスタブ曲線と呼ば と呼ば れます。

    

   

    





①初期故障期： ①初期故障期 ： ソフトウェアのバグ、ハードウェア初期不良などにより故障率 が高くなる ②偶発故障期： ②偶発故障期 ： 初期故障が修正されて安定稼働するため、故障率はほぼ一定に なる ③摩耗故障期： ③摩耗故障期 ： 時間経過による物理的な機器の摩耗などにより故障率が高くな る このように、故障率だけでなく故障内容もシステム運用期間に ともなって変化します。そのため、システムの信頼性を比較す るために稼働率を測定する場合は、安定運用されている② るために稼働率を測定する場合は、安定運用されている ②の期 間が適切です。

ココが 出る！

用語

［RASIS］ ：信頼性 ：信 頼性、可 、可用性 用性、保 、保守性 守性、完 、完全性 全性（保 （保全性 全性） ） 、機密性 、機 密性 スキル

→MTBF、MTTR、稼働率の関係を理解し、それぞれを計算 して求められるようにしておこう。 →並列システム、直列システムの稼働率を求められるようにし ておこう。 236  

6-6

信頼性の基準と指標

基本情報技術者 基本情 報技術者試験 試験 平成 20年春

コンピュータシステムの高信頼化技術は、目標とする特性からRASISと呼 ばれる。 RASISを構成する五つの要素 RASIS を構成する五つの要素はどれか。 はどれか。

ア：信頼性、可用性、保守性、保全性、機密性 イ：信頼性、経済性、拡張性、再現性、操作性 ウ：正確性、可用性、拡張性、保全性、機密性 エ：正確性、経済性、保守性、再現性、操作性

解説

RASIS は、信 は、信頼性、 頼性、可用 可用性、保 性、保守性、 守性、完全 完全性 性（保 （保全性） 全性）、機 、機密性の 密性の 英語の頭文字を取ったものです。

解答：ア

基本情報技術者試験

平成23年特別

装置aとbのMTBFとMTTRが表のとおりであるとき、aとbを直列に接続 したシステムの稼働率は幾らか。   

















ア：0.72

解説

イ：0.80

ウ：0.85

第  6 章

エ：0.90

●

a、bそれぞれの稼働率を求めると

80 80  ——  — ————  a の稼働 の稼働率＝ 率＝ ＝ ———  ＝ 0.8 80＋20 100 180 180 b の稼働 の稼働率＝ 率＝ ——————  —— ＝ 0.9 180＋20 ＝ — 200 aとbを直列に接続するので 0.8×0.9＝0.72

解答：ア

237  

基本情報技術者 基本情報 技術者試験 試験 平成 21年春

システムの信頼性を比較する目的で稼働率を測定するのに適切な時期はど れか。

ア：システムの運用を開始した直後に発生したトラブルが解決されて安定し てきた時期 イ：システムの運用を開始した時 ウ：システムリリースの可否を判断する時期

コ ン ピ ュ ー タ シ ス テ ム

エ：長期間のシステム利用を経て、老朽化によるトラブルが増え始めた時期 解説

システムの信頼性を比較する目的で稼働率を測定する場合、運用開 始後の初期トラブルが解決されて、システムが安定稼働してきた時

期（偶 （偶発故 発故障期 障期とい といいま います） す）が適 が適切で 切です。 す。

解答 ：ア 解答：ア

基本情報技術者 基本情報 技術者試験 試験 平成 27年春

稼働率が最も高いシステム構成はどれか。ここで、並列に接続したシステ ムは、少なくともそのうちのどれか一つが稼働していればよいものとする。

ア：稼働率70％の同一システムを四つ並列に接続 イ：稼働率80％の同一システムを三つ並列に接続 ウ：稼働率90％の同一システムを二つ並列に接続 エ：稼働率99％の単一システム

解説

それぞれの稼働率を計算してみます。

ア：1 ア： 1 －（1 － 0. 0.7） 7）×（1 － 0. 0.7） 7）×（1 － 0. 0.7） 7）×（1 － 0. 0.7） 7）＝ 0. 0.99 9919 19 イ：1 イ： 1 －（1 － 0. 0.8） 8）×（1 － 0. 0.8） 8）×（1 － 0. 0.8） 8）＝ 0. 0.99 992 2 ウ：1 ウ： 1 －（1 － 0. 0.9） 9）×（1 － 0. 0.9） 9）＝ 0. 0.99 99 エ：0.99

238  

解答：イ

ネットワーク

 

7

1

★ ★ ★

通信プロトコル

●通信プロトコルとは 離れた場所にあるコンピュータ同士が、ネットワークを使って通信をするには、 あらかじめ、どのような経路や信号を使うか、どのように通信相手を見つけ、どの

ような手順で通信するかといった、約束事が必要です。この約束事を 通信プロトコ ル、または単にプロトコルといいます。 インターネットが普及する以前のコンピュータは、メーカごと、機種ごとにネッ トワーク通信機能の仕組みが異なっていました。そのため、コンピュータごとに使 えるプロトコルが異なり、コンピュータ同士がネットワークを使って通信するには 多大な労力がかかりました。 〈通信プロ 〈通信プ ロトコル 〉

















オエ

● O S I 基本 基本参 参照モデル そこで、もっと簡単に通信が行えるようにコンピュータや通信機器が共通 イオ イ ン   ナ  ョ ナ ル オ  ガ ニ ゼ イ  ョ ン フォ して備えるべき通信機能の仕組みが、I S O（ International Organization f or ンダダイゼイョン

Standardiz tandardization ation ：国際標準化機構）によって定められました。それ によって定められました。それが が OSI基本参 照モデルです。

このモデルに このモ デルに従って 従って、 、コンピ コンピュータ ュータや通信 や通信機器、 機器、ソフト ソフトウェア ウェアを開発 を開発すれば すれば、 、メー カや機種が異なっても、スムーズに通信ができます。

240  

7-1 通信プロトコル

●各層の役割

OSI基本参照モ OSI 基本参照モデルでは、 デルでは、通信の機 通信の機能を 能を7 7 つの階層に つの階層に分けて定め 分けて定めています ています。 。デー タ通信を行う際の各層の役割は次のとおりです。 〈OSI基本参照モデル〉

階層

名称

役割

7

アプリケ アプ リケーシ ーション ョン層 層   メールやファイル転送、Webの閲覧など、具体的 な通信サービスに対応するプロトコルを規定

6

プレゼン プレ ゼンテー テーショ ション層 ン層   文字コードや暗号などデータの表現形式に関する プロトコルを規定

5

セション層

4

トランスポート層

3

ネットワーク層

 

通信経路の選択 通 信経路の選択（ ルーティング ）や中継を行う や中継を行うプロ プロ トコルを規定

2

データリンク層

 

誤り制御（「7-10 誤り制御」参照）や再送要求など、 伝送制御手順に関するプロトコルを規定。隣接機 器間で誤りのないデータ通信を行う

1

物理層

ココが 出る！

 

 

通信の開始・終了などの手順に関するプロトコル を規定  

通信の信頼性を確保するためのプロトコルを規定

コネクタやケーブル、電気信号など、電気・物理 的なレベルのプロトコルを規定

スキル

→OSI基本参照モデルの各層の名前と順番、役割を覚えてお こう。

第  7 章 ●

ネ ッ ト ワ ー ク

241  

基本情報技術者 基本情報 技術者試験 試験 平成 25 年春

OSI基本参照モデルにおけるネットワーク層の説明として、適切なものはど れか。

ア：エンドシステム間のデータ伝送を実現するために、ルーティングや中継 などを行う。 イ：各層のうち、最も利用者に近い部分であり、ファイル転送や電子メール などの機能が実現されている。 ウ：物理的な通信媒体の特性の差を吸収し、上位の層に透過的な伝送路を提 供する。

エ：隣接ノー エ：隣 接ノード間の ド間の伝送制 伝送制御手順 御手順（誤り （誤り検出、 検出、再送制 再送制御など 御など） ）を提供 を提供する。 する。

解説

ネットワーク層では、ルーティングや中継を行います。 解答：ア

基本情報技術者 基本情報 技術者試験 試験 平成 24 年秋

OSI基本参照モデルにおいて、エンドシステム間のデータ伝送の中継と経路 制御の機能をもつ層はどれか。

ア：セション層 イ：データリンク層 ウ：トランスポート層 エ：ネットワーク層

解説

ネットワーク層では、通信経路の選択や中継を行うプロトコルを規 定しています。

解答：エ

242  

 

7

2

★ ★ ★

7-2 インターネット

インターネット

ティシ

●TCP/IP OSI基本参照モデルに対応した通信プロトコルのうち、インターネットで使われ ている TCP/IP というプロトコルが、世界中の多くのコンピュータやソフトウェ アで、 デファクトス アで、デファ クトスタンダ タンダード ード（事実 （事実上の業 上の業界標準 界標準） ）として として使われ 使われていま ています。 す。 TCP/IPは、複数のプロトコルの集まりです。重要なプロトコルであるトラン

スポート層のTCPとインターネット層のIPを中心にして構成されているので、 TCP/IPと呼ばれています。TCP/IPに含まれる各プロトコルは、OSI基本参照モ デルに以下のように対応しています。 〈 TCP TCP/IPと /IPと OSI 基本参照モデ 基本参照モデルの対応〉 ルの対応〉

階層 OSI基本 SI基本参照 参照モデ モデルの ルの階層 階層

TCP/ TC P/IPの IPの階層 階層

TCP TC P/I /IPの主な Pの主なプロ プロトコ トコル ル イチティティピ フティピ

7   アプリケーション層

アプリケーション層

HT T P 、F T P 、 ムティピ TELNET、SMTP、 テ ル ネ  

6   プレゼンテーション層

ポプリ

ヌティピ  ヌムピ

POP3、NTP、S N M P

5   セション層

ティピ ユィピ

4   トランスポート層

トランスポート層

3   ネットワーク層

インターネット層

TCP、 U D P イピ

PI ピピピ

2   データリンク層 1   物理層

ネ ッ ト ワ ー ク イ ン タ P PP、イーサネット フェース層

第  7 章

●ポート番号

●

ポート番号とは、トランスポート層のTCP、UDPにおいて識別される情報です。 IP アド アドレス レス（「7 「7-4 -4 IPアド IP アドレス レス 」参照 参照） ）が個 が個々の 々のコン コンピュ ピュータ ータを識 を識別す 別するの るのに対 に対し、 し、

ポート番号は個々のアプリケーションを識別します。例えば、1台のコンピュータ で複数のアプリケーションを用いて通信を行うときに、それぞれのパケットがどの アプリケーシ アプリ ケーションの ョンのもので ものであるか あるかを示し を示します。 ます。ポート ポート番号の 番号のうち、 うち、0～1 0～1023 023は はウェ ルノウンポートと呼ばれ と呼ばれ、 、 よく使われるプロ よく使わ れるプロトコル用に トコル用に予約されて 予約されています。例 います。例えば、 えば、

HTTPは80番です。1024以降は、クライアント側の送信元ポートとしても割り 当てられます。 243  

こ れ も こ  知っ と

ポートスキャナ ポートスキャナとは、ネットワークに接続されたコンピュータ

の通信可 の通 信可能な 能なポー ポート番 ト番号を 号を調べ 調べるこ ることで とです。 す。主に 主に、 、イン インター ターネッ ネッ トからアクセス可能なWebサーバ等において、不要なポート が有効でサービスが稼働していないか、セキュリティ上の設定 を検査する目的で実施します。

TCP/IP /IP のプロ のプロト トコル ● TCP インターネットで利用できるサービスである電子メールやWebサイトなどは、

ネ ッ ト ワ ー ク

TCP/IPのプロトコルによって実現されています。それぞれのサービスを支えてい るプロトコルは次のとおりです。 〈インターネッ 〈インターネ ットの主 トの主なプロト なプロトコルとサービ コルとサービス ス〉

プロトコル名 ハ イ パ  テ キ  

サービスの説明  ラ ン  フ ァ 

HTT P（ H ypertext T ransfer プ ロ  コ ル Protocol） ファイル  ラ ン  フ ァ 

Webページを送受信するプロトコル

プ ロ  コ ル

FTP FT P（ File Transfer Proto rotocol col ）   各種ファイルの転送を行うプロトコル。デー タ転送用と制御用に異なるポート番号を使用 TELNET

   ン プ ル

メ  ル

離れたところにあるコンピュータにログイン し、遠隔操作をするプロトコル ランファ

SMT P（ S imple M ail T ransfer メールサーバ間でメールの転送を行うプロト プ ロ  コ ル Protocol） コル ポ  

オ フ ィ 

プ ロ  コ ル

POP3（ P ost O ffice P rotocol メールサーバ上のメールをメーラが受信する POP3（ バ  ジ ョ ン リ Version 3 ） ためのプロトコル ネ   ワ  ク

 イ ム

プ ロ  コ ル

NT P（ Network Time Proto rotocol col） ）   インターネット上で複数のコ インターネット上で複数のコンピュータの時 ンピュータの時 刻を同期させるプロトコル 

ン

プ

ル

ネ   ワ  ク

S N M P（ P（ S i m p l e N e t w o r k マ ネ ジ メ ン  プ ロ  コ ル Management Proto rotocol col ）

244

ネットワークの管理を行うプロトコル

 

基本情報技術者 基本情報 技術者試験 試験 平成 24 年春

Web環境での動的処理を実現するプログラムであって、Webサーバ上だけ で動作するものはどれか。

ア：JavaScript イ：Javaアプレット ウ：Javaサーブレット エ：VBScript

解説

サーバ上だけで動作するWebアプリケーションはJavaサーブレッ トです。

解答：ウ

基本情報技術者 基本情 報技術者試験 試験 平成 21 年秋

Ajaxの説明はどれか。

ア：HTTPプロトコルを用いて、XML形式やHTML形式のデータがファイ

アウォールを通過できるようにした通信方式 イ：スタイルシートを適用することによって、デザインを統一したり、保守 性を高めたりする仕組み ウ：ブラウザからの要求に対してWebサーバが応答し、テキスト・画像・ 音声・動画などをやり取りするための通信方式 エ：ブラウザとWebサーバとがXML形式のデータを用いて非同期の通信 をし、動的に画面を再描画する仕組み

解説

キーワー キー ワードは ドは「非 「非同期 同期の通 の通信」 信」です です。 。   解答：エ

252  

7

 

4

7-4 IP アドレ ドレス ス

★ ★ ★

  IP IP アドレス



● I P アドレ ドレスとは スとは ティピイピ

インターネットでは、T C P / I P という というプロト プロトコルを コルを使って 使って通信が 通信が行われ 行われていま ていま す。TCP/IPのネットワークでは、通信相手を特定するために、コンピュータや通 信機器1つ1つにそれぞれ世界中で一意の認識番号が割り振られています。この番 号を IPアドレスといいます。言わばTCP/IPネットワーク世界での住所です。 広く普及しているのは、32 ビットの IPv4 で、32 けたの 2 進数で表現されます。 通常は私たち人間にわかりやすいよう、8ビットごとにドットで区切ったうえで、 2進数を10進数に計算し直した1～3けたずつ4組の数字で書き表されます。 〈 IP アドレス 〉







こ れ も こ  知っ と



第  7 章

ピ  

ping ping は、ネットワーク疎通を確認したい相手に対してデータ

を送り、相手からの応答が返ってくることで、正常に接続して

ネ

いるかを確認するコマンドです。到達不能の場合、障害が発生

ッ ト ワ ー ク

していると考えられます。

253  

ィエヌエ

● DNS 前ページで説明し 前ページ で説明したように、IP たように、IP アドレス アドレスは は「203.216.24 「203.216.247.249」 7.249」のような のような表 表 記になりますが、それでもやはりすぐには覚えられません。 そこで、さらに分かりやすく、 そこで、さらに 分かりやすく、文字や数字を 文字や数字を使って 使って「 yahoo.co.jp yahoo.co.jp」 」のような別 名をつけることにしました。これが ドメイン名（ホ （ホスト スト名） 名）です です。 。 IPアドレスとドメイン名は、対応していないと混乱してしまいます。IPアドレ  メ イ ン

ネ



ム

  テ ム

スとドメイン名の対応付けを管理する仕組みを DNS（ Domain Name System） といいます。 〈 IP アドレ ドレスと スとドメ ドメイン名〉 イン名〉





●













ココが 出る！

用語

［ping］：IPネットワークで、通信相手との接続性を確認する

コマンド ［DNS］：IPアドレスとドメイン名の対応付けを管理する仕

組み

●グローバル ●グローバ ル IP アドレ ドレスとプ スとプライ ライベー ベート ト IP アドレ ドレス ス 32ビットの2進数であるIPアドレスで管理できるコンピュータや通信機器の台 数は、最大約 43 43億台で 億台です。 す。しかし しかし、 、 インターネッ インタ ーネットに接 トに接続する 続するコンピ コンピュータ ュータの数は の数は、 、 今も世界中で爆発的に増え続けていて、1台に1つずつIPアドレスを割り当てて いくと、IPアドレスが足りません。 そこで、IPアドレスを節約するために、IPアドレスを グローバルIPアドレスと プライベートIPアドレス に使い分けることにしました。

グローバルIPアドレスは、直接インターネットに接続するコンピュータだけに ニク

ネ   ワ  ク

インフォメョン

セ ン  

割り振られるIPアドレスです。NIC（ Network Information Cente enterr ）という機 という機関 関 254  

7-4 IP アドレ ドレス ス

が、世界中で重複しないようにアドレスを発行しています。 これに対して、プライベートIPアドレスは、インターネットに直接接続しない ラ

ン

コンピュータが使うIPアドレスです。家庭や企業内LANなどの私的なネットワー ク内のコンピュータは、ネットワーク内ではプライベートIPアドレスを使って通 信を行います。そして、インターネットに接続するときは、グローバルIPアドレ スをもった通信機器を通じて接続します。このように複数のコンピュータで1つの グローバルIPアドレスを共用することで、IPアドレスを節約しているのです。 プライベートIPアドレスの範囲は以下の通り、あらかじめ決められています。 〈プライベー 〈プライ ベート ト IP アドレ ドレスの範囲〉 スの範囲〉

クラスA クラスB クラスC

こ れ も こ  知っ と

     

10.0.0.0 ～ 10.255.255.255 172.16.0.0 172.16.0. 0 ～ 172.31.2 172.31.255.255 55.255 192.168.0.0 ～ 192.168.255.255

ループバックアドレス

先頭の1バイトが127で始まるIPアドレスは、ループバック

アドレスといい、自分自身を指す特別なアドレスとして決めら

れています。そのため、グローバルIPアドレスとして使用す ることはできません。

ココが 出る！

スキル

→IPアドレスから、グローバルIPアドレスとプライベートIP アドレスを見分けられるようにしておこう。

第  7 章 ●

ナ  

ナ





● NATとNAP APT T（ IP マスカ スカレー レード ド） プライベートIPアドレスを割り振られたコンピュータがインターネットに接続 する際に、プライベートIPアドレスとグローバルIPアドレスの相互変換を行う技 術が、NAT と NAPT（ IP マスカレード ）です。アドレスの相互変換は、通常、ルー タという通信機器によって行われます。

255  

     











● NA NAT T（ Network Address Transl ranslation ation） ） NAT は、プライベートIPアドレスとグローバルIPアドレスを1対1で相互変

換します。そのため、ルータがもっているグローバルIPアドレスが少ないと、 インターネットに接続できないコンピュータが出てくる可能性があります。 〈NATの仕組み〉   

 

      

     

● NAPT（ IP マスカレード ） 







一方、NA NAPT PT（ Network Address Port Translation）は、複数 複数のプ のプライ ライベー ベー トIPアドレスを1つのグローバルIPアドレスに、多対1で変換します。その ため、グローバルIPアドレスが1つあれば、複数のコンピュータを同時にイ ンターネットに接続することができます。

ネ ッ ト ワ ー ク

〈NAPTの仕組み〉   

 

     

      

ィエチシ

●動的に ●動 的に IP アドレスを割 を割り り当て 当てる る DHCP ネットワークに接続するときだけコンピュータにIPアドレスを自動的に割り当 ダ イ ナ ミ  ク

  

て、終了時には同じく自動的に回収するプロトコルを DHCP（ Dynamic Host コンフィギュョン

プ ロ  コ ル

Conguration Protocol ）といいます。DHCP といいます。DHCPを使えば、コンピュータの数が多 を使えば、コンピュータの数が多 くなっても手動で設定する必要がないため、IPアドレスを効率的に管理できます。

256  

7-4 IP アドレ ドレス ス

   













 れ も こっ と  とこ こ  知

 

 

   



ピ

IPv6 世界中でインターネットが使われるようになり、IPアドレス

不足を解消するた 不足を解 消するため、 め、次世代の 次世代のプロトコル プロトコルが考え出さ が考え出されました。 れました。 これを IPv6 といいます。IPv6では、IPアドレスは128ビッ 

トで構成され、約340澗（3 （340兆の 40兆の 1 兆倍の 1 兆倍）個の IP アドレスが使えるようになります。アドレス表記法として、ア ドレスの ドレス の 16 進数表 進数表記を 記を 4 文字（16 ビット ）ずつコ ずつコロン ロン（：）で 区切る方法があります。

ココが 出る！

用語

［NAT］ ：プライベートIPアドレスとグローバルIPアドレス

を1対1で変換 ［ NAPT（ IP マス マスカレー カレード ド） ］：プライベートIPアドレスとグ

ローバルIPアドレスを多対1で変換 ［DHCP］：IPアドレスを自動的に割り当てるプロトコル

第  7 章 ●

［IPv6］：次世代のプロトコル。IPアドレスは128ビット

ネ ッ ト ワ ー ク

257  

基本情報技術者 基本情報 技術者試験 試験 平成 26 年春

TCP/IPネットワークでDNSが果たす役割はどれか。

ア：PCやプリンタなどからのIPアドレス付与の要求に対し、サーバに登録 してあるIPアドレスの中から使用されていないIPアドレスを割り当て る。 イ：サーバにあるプログラムを、サーバのIPアドレスを意識することなく、 プログラム名の指定だけで呼び出すようにする。 ウ：社内のプライベートIPアドレスをグローバルIPアドレスに変換し、イ ンターネットへのアクセスを可能にする。 エ：ドメイン名やホスト名などとIPアドレスとを対応付ける。

解説

DNSは、ドメイン名やホスト名とIPアドレスとの対応付けをしま す。

解答：エ

基本情報技術者 基本情報 技術者試験 試験 平成 27 年春

IPv4のグローバルIPアドレスはどれか。

ア：118.151.146.138

イ：127.158.32.134 ウ：172.22.151.43 エ：192.168.38.158

解説

ウとエはプライベートIPアドレスです。イは、先頭の１バイトが 127なので、ループバックアドレスです。

解答：ア

258  

7-4 IP アドレ ドレス ス

基本情報技術者 基本情 報技術者試験 試験 平成 24 年春

プライベートIPアドレスの複数の端末が、一つのグローバルIPアドレスを 使ってインターネット接続を利用する仕組みを実現するものはどれか。

ア：DHCP イ：DNS ウ：NAPT エ：RADIUS

解説

複数のプライベートIPアドレスを一つのグローバルIPアドレスに 変換する仕組みはNAPTです。

解答：ウ

基本情報技術者 基本情 報技術者試験 試験 平成 25 年春

IPv4アドレス表記として、正しくないものはどれか。

ア：10.0.0.0 イ：10.10.10.256 ウ：192.168.0.1 エ：224.0.1.1

解説

IPv4アドレスは、8ビットごとにドットで区切った2進数を10進 数にしたものです。8ビットで表される範囲は0～255のため、イ

の256は正しくありません。

解答：イ

基本情報技術者 基本情 報技術者試験 試験 平成 27 年春

IPv6のIPアドレスは何ビットか。

●

ア：32

ネ ッ ト ワ ー ク

イ：64 ウ：128 エ：256

解説

IPv6のIPアドレスの長さは128ビットです。  

解答：ウ

259  

7

 

5 

第  7 章

★ ★ ★

クラスとサブネット

●ネットワーク部とホスト部 IPアドレスの仕組みや使われ方について、もう少し詳しく見ていきましょう。 32 ビットの ビットのIP IP アドレスは、2 つの部分に分けられま つの部分に分けられます。前半を す。前半をネットワーク部、 後半をホスト部といいます。ホストとは、ネットワークにつなげるコンピュータの ことです。 IP アドレスを TCP/IP TCP/IPネットワーク上の ネットワーク上の「住所氏名」 「住所氏名」に例えるなら、ネット に例えるなら、ネットワー ワー ク部が個 ク部 が個々の 々のホス ホストの トの「場 「場所」 所」を表 を表し、 し、ホス ホスト部 ト部が が「名 「名前」 前」を表 を表しま します。 す。 〈ネットワーク部とホスト部〉



 

 



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   

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● IP アドレ ドレスのクラ スのクラス ス IPアドレスは、3つのクラスに分けられています。大規模ネットワーク用の クラ ス A、中規模ネットワーク用の クラスB、小規模ネットワーク用の クラスC です。

それぞれのクラスご それぞれ のクラスごとに、I とに、IP P アドレス アドレス32 32ビットのう ビットのうち、何ビ ち、何ビット目まで ット目までをネット をネット ワーク部に割り当てるかが決められているため、ネットワーク内で使えるIPアド レスの数が異なります。 ●クラスごとの構成の内訳

クラス A は、先頭 1 ビット ビットが が 2 進数の「0」から始 から始まる まる IP アドレ アドレスで、 スで、ネット ネットワー ワー ク部8ビット、ホスト部24ビットで構成されます。クラスBは、先頭2ビッ 260  

7-5 クラスとサブネット

トが 2 進数の「10」から始まる から始まるIP IP アドレスで、ネットワ アドレスで、ネットワーク部 ーク部 16 ビット、ホ スト部16 スト部 16ビットで ビットで構成されま 構成されます。 す。クラス クラスC C は、先頭 先頭3 3 ビットが 2 進数の「110」 から始まるIPアドレスで、ネットワーク部24ビット、ホスト部8ビットで構 成されます。 〈 IP アドレ ドレスのク スのクラス ラス 〉   

  

  



 

   

 

  

   

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     





  

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  



 



●サブネットマスクによる分割 IPアドレスをクラス単位のネットワークで運用すると、1つのネットワークに膨 大な数のホストを接続することになります。しかし、同じネットワーク内で多くの

ホストが 斉にデ タをやりとりすると通信速度が遅くなり、管理も大変です。そ こで、サブネットマスク という仕組みを使って、ネットワークを細分化して管理し ます。 サブネットマスクを使うことで、ネットワーク部とホスト部のビット数の割合を 自由に変更することができるため、 自由に変更するこ とができるため、ネットワークを ネットワークをさらに小さなネッ さらに小さなネットワーク トワーク（ サ ブネットワーク ブネット ワーク ）に分割で に分割できます。 きます。

第  7 章 ●

サブネットを用いて、IP アドレスのクラスにおけるネットワーク部のビット数 を増やすことで、ネットワーク部を拡張することができます。また、IPアドレス とサブネットマスクを 2 進数に直して、ビットごとに AND をとる（ 「3-6 論理演算 と論理回路」 と論理回 路」参照）と、サブ と、サブネットワ ネットワークのアド ークのアドレスを取り レスを取り出すことが 出すことができます。 できます。

261  

〈サブネットマスク トマスク〉 〉 〈サブネッ  

  





 





 

 

 



 





 



サブネットマ サブネ ットマスクに スクには、 は、「1」と「0」を合計 32 個並べ 個並べる書き る書き方以外 方以外にも、 にも、スラッ スラッ シュ（ / ）によ による表 る表記が 記があり あります ます。I 。IP P アド アドレス レスの右 の右側に 側に「 / 」を書 を書き、 き、その その後に 後にサブ サブネッ ネッ

ネ ッ ト ワ ー ク

トマスク トマ スクの の「1 「1」 」の個 の個数を 数を付け 付け加え 加える方 る方法で 法です。 す。 例えば、サブネットマスクが「 例えば、サブネットマスクが 「11111111 11111111 11111111 1111 000 00 00」の場合 場合に に、これ これを を「 /28 28」 」と短 と短縮し 縮し、 、IP アドレ ドレス スの右 の右側に 側にく くっつ っつけて けて、 、 「2 02. 「20 218.13.138/28」というふうに 10 進数で表記します。

サブ ネ ット マ ス クの 表 記 は、 「255.255.255.240」 「255.255.2 55.240」のよ う に 10進数で出題されることが多いです。

262  

7-5 クラスとサブネット

●ネットワークアドレスとブロードキャストアドレス ホスト部 ホス ト部のビ のビット ットがす がすべて べて「0 「0」 」のア のアドレ ドレス、 ス、およ およびす びすべて べて「1 「1」 」のア のアドレ ドレスは スは、特 、特 別な働きをするために予約されたアドレスで、ホスト用の 別な働きをするために予約された アドレスで、ホスト用の IP アドレス（ ホストアド レス ）としては使 としては使用できま 用できません。 せん。 ホスト部 ホス ト部がす がすべて べて「0 「0」 」のア のアドレ ドレスを スを、 、ネットワークアドレス といいます。ネット ワーク自体を表すアド ワーク自体 を表すアドレスとして レスとして使用されま 使用されます。一方 す。一方、ホスト部 、ホスト部がすべて がすべて「1」のア ドレスを、ブロードキャストアドレス といいます。同じネットワーク内のすべての ホストに一斉送信するために使われます。 つまり、どんなネットワークでも、ホスト部のアドレスのうち2つはあらかじめ 使用することができないので、各ネットワークの使用可能なホストアドレス数は、 「2 ホスト部のビット数－ 2」となり となります。 ます。 《ホストアドレス数の計算方法》

 ホストアドレス数=2

ココが 出る！

ホスト部のビット数

−2

用語

［サブネット ［サブネ ットマス マスク ク］ ：ホストアドレス部を分割し、複数のサブ

ネットワークに細分化する情報 スキル

→IPアドレスとサブネットマスクからネットワーク部とホス ト部を区別し ト部を 区別し、 、ホストが所属 ホストが所属するネ するネッ ットワー トワークア クアドレス ドレスやブロ やブロー ー 第  7 章

ドキャストアドレスを求められるようにしておこう。

●

ネ ッ ト ワ ー ク

263  

基本情報技術者 基本情 報技術者試験 試験 平成 26 年春

IPv4で192.168.30.32/28のネットワークに接続可能なホストの最大 数はどれか。

ア：14

解説

イ：16

ウ：28

接続可能なホストの最大数＝2

エ：30 ホスト部のビット数

－2で計算できます。

/28の表記は、ネットワーク部が28ビットということなので、ホ 4

スト部は32－28＝4ビット。よって、2 －2＝16－2＝14。 解答：ア

基本情報技術者 基本情報 技術者試験 試験 平成 20 年秋

192. 2.16 168. 8.0. 0.x x でサ ブネ ット マスク が 25 255. 5.25 255. 5.25 255. 5.0 0の IPア ドレ スが 19 TCP/IPネットワークで、ブロードキャストアドレスはどれか。

ア：192. 192.168. 168.0.0 0.0 イ：192.168.0.255 ウ：192. 192.168. 168.255. 255.0 0 エ：192.168.255.255

解説

IPアドレスが192.168.0.xでサブネットマスクが255.255.

255.0の場合、最後の8ビットの部分がホスト部となります。ブ ロードキャストアドレスは２進数表記でホスト部のビットがすべて1、

10進数に変換すると255になります。よって、ブロードキャストアド レスは192.168.0.255です。

解答：イ

264  

7-6

★ ★

7

LAN

  LAN

6 

ン

● LAN は小 は小規模 規模ネ ネットワーク 家庭内や会社内など、同じ建物の中のような狭い空間に構成される小さな規模の ロカル

 リ 

ネワク

ネットワークを LAN（ Local Area Network ）といいます。LAN に接続したコン ピュータ間では、ネットワーク経由でデータをやりとりしたり、プリンタや記憶装 置を共有したりすることができます。

●LANの接続形態 ケーブルのつなぎ方によって、LA ケーブルのつなぎ方によって 、LAN N の形が異なります の形が異なります。代表的な接続形態は次 。代表的な接続形態は次 の3つです。 〈LANの接続形態〉

名称

バス型  

形態

バスと呼ばれる1本のケーブルから、ケーブルを分岐させて端末や機器を つなぐ形態

スター型   ケーブルを束ねる集線装置を中心に、各ケーブルをつなぐ形態 リング型   環状に配置したケーブルに機器を接続する形態

〈バス型 〉

〈スタ

型〉

〈リング型 〉

第  7 章



●



ネ ッ ト ワ ー ク

● LAN のアクセス セス制御方式 制御方式

LANには、入出力を行うコンピュータである端末が多数接続し LANには、入出力を行うコンピュータ である端末が多数接続していますが、こ ていますが、こ

れらの端末が、てんでばらばらにデータを送信すると、ネットワークが混乱してし まいます。共有している伝送路を使って通信するためには、データを送るルールが 必要です。特に、バス型やリング型のLANでは、1本の伝送路をすべての機器や 265  

端末で共有するので、送信する信号がぶつからないような仕組みが必要です。どの 端末に優先してデータ送信させるかを決めるルールを、 アクセス制御方式といいま す。代表的なアクセス制御方式は、次のとおりです。 エエエ 

●CSMA/CD方式

ケーブルが使用中かを調べ、使用中でなければ送信する方式が CSMA/CD方 式です。もし他の端末とバッティングして信号の衝突を検出した場合は、お互

いにしばらく待っ いにしば らく待ってタイミン てタイミングをずら グをずらして再送し して再送します。 ます。端末の台 端末の台数が増え 数が増えると、 ると、 衝突回数が増えて 衝突回数 が増えて待つ時間が 待つ時間が多くなる 多くなるため、 ため、処理速度 処理速度が低下しや が低下しやすくなり すくなります。 ます。

ココが ！ 出る

用語

［CSMA/CD方式］ ：衝突 衝突した した場合、 場合、しばら しばらく待 く待って ってから再 から再送 送

基本情報技術者 基本情報 技術者試験 試験 平成 27 年春

CSMA/CD方式のLANに接続されたノードの送信動作として、適切なも のはどれか。

ア：各ノードに論理的な順位付け 各ノードに論理的な順位付けを行い、送信権を順次受け渡し を行い、送信権を順次受け渡し、これを受 、これを受 け取ったノードだけが送信を行う。 イ：各ノードは伝送媒体が使用中かどうかを調べ、使用中でなければ送信を 行う。衝突を検出したらランダムな時間経過後に再度送信を行う。

ウ：各ノードを環状に接続して、送信権を制御するための特殊なフレームを 巡回させ、これを受け取ったノードだけが送信を行う。 エ：タイムスロットを割り当てられたノードだけが送信を行う。

解説

CSMA/CD方式では、伝送媒体が使用中でなければ送信し、衝突 した場合、しばらく待ってから再送します。

解答：イ

266  

7

7-7

★ ★ ★

 7

LAN間接続装置

  LAN間接続装置

● LA LAN N で利 で利用す 用するネ るネッ ットワーク機器 端末やプリンタをLANに接続したり、LAN同士を接続したりするためには、接 続するためのネットワーク機器が必要です。それぞれのネットワーク機器は役割に よって、 よっ て、OS OSII 基本 基本参照 参照モデ モデル ル（ 「7-1 「7 -1 通信 通信プロ プロトコ トコル ル 」参照 参照） ）のど のどの階 の階層の 層のプロ プロトコ トコル ル を使うかが異なります。

●リピータ 弱くなった信号波形を増幅することで、伝送距離を延長するネットワーク機器で す。OSII 基本参照 す。OS 基本参照モデル第 モデル第1 1 層である 層である物理層の 物理層のプロトコ プロトコルを使い ルを使います。 ます。 〈リピ 〈リ ピータ 〉  

 



 

●ブリッジ あて先のMACアドレスを見て、同一ネットワーク内でデータを中継するネット

ワーク機器です。特に、LANケーブルの接続ポートを複数もち、宛先MACアドレ スが存在するLANポートだけに転送するものを、 スイッチ スイ ッチング ングハブ ハブ（レ （レイヤ イヤ2ス 2スイッ イッ

第  7 章 ●

チ ）といいます。OSI基本参照モデル第2層であるデータリンク層のプロトコルを ネ ッ ト ワ ー ク

使います。      

〈ブリッジ 〈ブリ ッジ 〉

     



267  

こ れ も こ  知っ と

  

MAC アドレス MACアドレスとは、ハードウェアが工場から出荷されるとき

に、機器1台1台に割り振られる48ビットの識別番号です。 先頭の24ビットはOUIと呼ばれるベンダ固有のIDで、後続 の24ビットは、ベンダが割り当てた固有製造番号です。

●ルータ データのあて先 IP アドレスを見て、異なるネットワークにデータを 異なるネットワークにデータを中継するネッ 中継するネッ トワーク機器です。OSI基本参照モデル第3層であるネットワーク層のプロトコル を使います。 〈ルータ〉

   

 

 

 

●ゲートウェイ OSI基本参照モデルの第4層から第7層のプロトコルが異なるネットワーク同士 を接続するネットワーク機器です。

〈ゲートウェ 〈ゲー トウェイ イ〉  

 

 







268  

7-7

こ れ も こ  知っ と

  





LAN間接続装置



ARPとRARP

あて先までデータを届けるためには、相手の端末のMACアド レスとIPアドレスの両方が必要です。そこで片方のアドレス が分かっている場合に、もう片方を取得するプロトコルが用意 されています。IPアドレスからMACアドレスを取得するもの 







ゾ

    

を ARP（ Address Resolution Protocol ）、MAC ア ド レ ス 







  

からIPアドレスを取得するものを RARP（ Reverse ARP ）と いいます。

が コ出 コ る！

用語

［リピー ［リ ピータ タ］ ：信号を増幅することによって伝送距離を延長する ［ブリッ ［ブ リッジ ジ］ ：あて先MACアドレスを基にして、データを中継 ［ルータ ［ル ータ ］：あて先IPアドレスを基にして、データを中継 ［ゲートウェ ［ゲート ウェイ イ ］：第4～7層のプロトコルが異なるLAN同士

を接続 ［ MACアドレ Cアドレス ス ］：ベンダIDと固有製造番号から構成される

48ビットの物理アドレス ［ARP］：IPアドレスからMACアドレスを取得 ［RARP］ ：MACアドレスからIPアドレスを取得 スキル

→各接続装置がOSI基本参照モデルのどの階層に対応してい るかを覚えておきましょう。

第  7

章 ●

基本情報技術者 基本情報 技術者試験 試験 平成 26 年春

OSI基本参照モデルの各層で中継する装置を、物理層で中継する装置、デー タリンク層で中継する装置、ネットワーク層で中継する装置の順に並べたも のはどれか。

ア：ブリッジ、リピータ、ルータ

イ：ブリッジ、ルータ、リピータ

ウ：リピータ、ブリッジ、ルータ

エ：リピータ、ルータ、ブリッジ

269  

解説

物理層はリピータ、データリンク層はブリッジ、ネットワーク層は ルータです。

解答：ウ

基本情報技術者 基本情報 技術者試験 試験 平成 22 年秋

ルータがパケットの経 ルータがパ ケットの経路決定に 路決定に用いる情報 用いる情報として、 として、最も適切な 最も適切なものはどれ ものはどれか。 か。

ア：あて先 IP アドレス イ：あて先MACアドレス ウ：発信元IPアドレス エ：発信元MACアドレス

解説

ルータが経路決定のために参照するのは、あて先IPアドレスです。  

解答：ア

基本情報技術者 基本情報 技術者試験 試験 平成 24 年春

通信を要求したPCに対し、ARPの仕組みを利用して実現できる通信可否 の判定方法のうち、最も適切なものはどれか。

ア：PC にインストールされ にインストールされているソフトウェアを ているソフトウェアを確認し、登録されている 確認し、登録されている ソフトウェアだけがインストールされている場合に通信を許可する。 イ：PCのMACアドレスを確認し、事前に登録されているMACアドレス である場合だけ通信を許可する。 ウ：PCのOSのパッチ適用状況を確認し、最新のパッチが適用されている 場合だけ通信を許可する。

ネ ッ ト ワ ー ク

エ：PCのマルウェア対策ソフトの定義ファイルを確認し、最新になってい る場合だけ通信を許可する。

解説

ARP は、IP アドレスから MAC アドレスを取得するプロトコル アドレスを取得するプロトコルです。 です。 そのため、PCのMACアドレスを確認して通信の可否を判定する

ことが可能です。

解答：イ

270  

7

7-8 WAN

★ ★

8

WAN

● WAN は広 は広域ネ 域ネッ ットワーク ワ イ 

 リ 

LANは狭い域内用のネットワークでした。それに対して、WAN（ Wide Area ネワク

Networ etwork k ）は、地理的に離れた場所にあるLAN 同士を接続した広域ネットワーク のことです。WAN のことです。 WANを構築する場合には を構築する場合には、私有地を越えて勝 、私有地を越えて勝手にケーブルを敷設 手にケーブルを敷設す す ることはできないため、NTTやKDDIといった電気通信事業者によって提供され る電気通信サービスを利用します。

●WANの形態 WANサービスは、接続と通信の形態によって次のように分類されます。 ●専用線方式 専用線方式では、接続したいLAN同士や端末同士を、専用の通信回線で接続

します。回線を独り占めできるので、セキュリティが高く、通信速度は安定し ます。決まった相手 ます。決ま った相手先と大量の 先と大量のデータを交 データを交換する場合 換する場合に利用さ に利用され、 れ、通信料金は 通信料金は、 、 距離や通信速度によって決まります。 〈専用線方式〉 

第  7 章 ●

●回線交換方式

通信ごとに交換機を通して相手と接続して、物理的に回線を確保してから通信 する方式が回線交換方式です。通信中は回線が占有されるため、他の端末が接 続しようとしてもつ 続しようと してもつながりませ ながりません。 ん。公衆電話回 公衆電話回線はこの方 線はこの方式です。 式です。料金は通常 料金は通常、 、 接続時間に応じて課金される従量制です。

271  

〈回線交換方式〉 

  



●パケット交換方式

データをパケットと呼ばれる小さな単位に分割し、共有回線を経由して相手に 送る方式がパケット交換方式です。パケット交換方式では、複数の端末が回線 を共有することができるため効率的ですが、通信速度は遅くなります。通信費 用は、パケット単位での従量制か、固定料金制です。 〈パケット交換方式〉       

  

● ATM交換方式 ATM交換方式は、回線交換方式とパケット交換方式、両方のいいところを取

り入れた方法です。あらゆる種類のデータを、固定長（53 （53バイト バイト ）のセルと よばれる単位に区切り、それぞれにあて先を付けたうえで送信します。

ネ ッ ト ワ ー ク

ココが 出る！

用語

［パケット交換方式］：データをパケットに分割し、あて先情報

を付与して送信 ［ATM交換方式］：データをセルと呼ばれる固定長のブロック に分割して送信

272  

7-8 WAN

●WANサービスの種類 現在、個人向けや会社向 現在、個人向 けや会社向けに、さまざ けに、さまざまな種類の まな種類のWAN WANサービスが サービスが提供されてい 提供されてい ます。よく出題される代表的なWANサービスを説明します。 エエエ        



      

 

● A D S L（A symmetric Digital Subscriber Line） ADSL は、既存のアナログ電話回線を利用した高速データ通信サービスで、

上り（送信 （送信） ）よりも よりも下り 下り（受信 （受信） ）の速度 の速度の方が の方が速いと 速いという通 いう通信速度 信速度の非対 の非対称が特 称が特 徴です。アナログ電話とデータ通信とで使用する周波数帯域を分けるため、電 話とインターネット接続を同時に使うことができます。 ADSLでは、音声信号とデータ信号の分離や合成には スプリッタを使い、ア ナログ信号とディジタル信号の変換にはADSLモデムを用います。各機器の 接続は以下のようになります。 〈ADSL〉   



 

  



エ   ュ ニ  









     

● C A T V（C ommunity Antenna Televi elevision sion） ） CATV はケーブルテレビの回線を利用して、インターネット接続を行うサー

ビスです。ADSL同様、下り速度が速く、上り速度が遅いのが一般的です。 接続には、CATVモデムが必要になります。 エフエ ファ ツ 



  

● F T T H（Fiber To The Home）

第  7 章 ●

FTTH は光ファイバー回線を各家庭まで引き込み、電話やケーブルテレビ、

インターネットを統合した通信を実現する、高速データ通信サービスです。

273  

ココが 出る！

用語

［ADSL］ ：既存の電話回線を使う通信サービス。上りと下り

で速度が異なる ［スプリ ［スプ リッタ ］ ： ADSL 通信で、音声信号と 通信で、音声信号とデータ信号とを データ信号とを分 分

離する装置 ［CATV］ ：ケーブルテレビの回線を利用する通信サービス ［モデム ［モ デム ］ ： ディジタ ディジタル信号と ル信号とアナログ信 アナログ信号を交換 号を交換する装置 する装置

基本情報技術者 基本情報 技術者試験 試験 平成 22 年春

既存の電話回線を利用したADSLサービスで、ADSLモデムと電話機を接 続する装置Aはどれか。     



ア：スプ スプリッ リッタ タ イ：ターミナルアダプタ ウ：ダイヤルアップルータ エ：ハブ

解説

ADSLモデムと電話機を接続する装置はスプリッタです。音声信号 とデータ信号とを分離します。

解答：ア

ネ ッ ト ワ ー ク

274  

7

 

9

7-9 ネットワークの伝送速度

★ ★ ★

  ネットワークの伝送速度

●データ伝送速度 これまでにさまざまな通信方法を見てきましたが、通信方法を評価する基準の1 つに、通信速度があります。通信速度とは、データの伝送速度のことをいいます。 具体的には1秒間に何ビット分のデータを送ることができるかで表し、単位はビッ ピ パ 

セ カ ン 

ト／秒（ b p s：bit per second ）を用います。つまり、通信速度が を用います。つまり、通信速度が速いというのは、 速いというのは、

短い時間でより多くのデータを運ぶことができるということです。例えば、1秒間 メガ

に100万ビットを伝送できる伝送路の伝送速度は、1M ビッ ビット／ ト／秒 秒（1M （1Mbps bps ）と なります。 〈ネットワークの伝送速度〉          

 

●データ伝送時間の計算方法

第  7 章 ●

あるデータを送るのにかかる時間を、データ伝送時間 といいます。例えば、 10Mビット／秒の回線経由で、5Mバイトの画像ファイルを送る場 10Mビット／秒の回線経由で 、5Mバイトの画像ファイルを送る場合、伝送時 合、伝送時間 間

ネ ッ ト

は次のように計算できます。1バイトは8ビットですので、バイトをビットに換算 するときには8をかけます。

 5M  5 M × 8（ビット ）÷ 10 10M M（ビット／秒）＝ 4（秒） しかし、実際の伝 実際の伝送時間は 送時間はこの計算ど この計算どおりにはな おりにはなりません りません。送られる 。送られるデータには データには、 、 275  

あて先やエラーチェックのための制御情報が付けられていて、その分だけデータ量 が多くなります。また、相手がデータを受け取った際には応答確認のデータがやり とりされるなど、純粋に送りたいデータの送信だけに100％回線を使うことがで きるわけではありません。回線容量に対して、伝送可能なデータの容量の割合のこ とを回線利用率といい、伝送時間を求める際には、この回線利用率を考慮する必要 があります。 《データ伝送時間の求め方》

 データ伝送時間＝デー  データ伝送時 間＝データ伝送量 タ伝送量÷ ÷（回線速 （回線速度×回線 度×回線利用率） 利用率）

〈回線利用率70％の場合〉 

  



   

ココが 出る！

  



スキル

→データ伝送時間を計算できるようにしておこう。

基本情報技術者 基本情報 技術者試験 試験 平成 27 年春

10Mバイトのデータを100,000ビット／秒の回線を使って転送するとき、 転送時間は何秒か。ここで、回線の伝送効率を50％とし、１Mバイト＝ 106 バイトとする。

ワ ー ク

ア 200

イ 400

ウ 800

1,600

データ転送時間＝ データ転 送時間＝転送データ 転送データ量÷ 量÷（回線速 （回線速度×回線 度×回線利用率） 利用率） 解説

＝（1 （10 0 × 1, 1,00 000, 0,00 000 0 ×８（ビ （ビット ット ））÷（1 （100 00,0 ,000 00 × 0. 0.5 5 ）＝

1,600（秒）

解答：エ

276  

7

 

7-10 誤り制御

★ ★ ★

10

  誤り制御

●データ誤りの検出 ネットワークの伝送路は電磁波などの影響でデータを送っている途中で信号が変 形してしまい、データの値が変わってしまうことがあります。これを ビット誤りと いいます。こうしたビット誤りの検出や訂正を行うため、 パリティチェック、ハミ ル

ング符号方式、CRC といったチェック方法があります。 ●奇数パリティ・偶数パリティ

送信するデータのビット列に、 パリティと呼ばれる検査用のビットを付けるこ とで誤りを検出する方法を、パリティチェックといいます。パリティチェック には、奇数パリティと偶数パリティがあります。 〈奇数パリティと偶数パリティ〉

名称

方法

奇数パリティ   ビ ビッ ット列の「1」の数が奇数個になるように、「0」か「1」を付け 加える 偶数パリティ   ビ ビッ ット列の「1」の数が偶数個になるように、「0」か「1」を付け 加える

例えば、偶数パリテ 例えば、偶 数パリティを適用 ィを適用し、7 し、7 ビットの「0110000」というビ というビット列を ット列を 送信する場合 送信す る場合を考え を考えてみま てみます。 す。 「1」の数が 2 個ある 個あるのです のですでに偶 でに偶数です 数です。よっ 。よっ て、パリ て、 パリティ ティビッ ビットは トは「0 「0」 」を付 を付け加 け加えま えます。 す。 データ送信中 データ 送信中にビッ にビット誤り ト誤りが発生 が発生して値 して値が変わ が変わってし ってしまい、 まい、 「01110 「01 110000 000」 」と いうデータを受信したとします。偶数パリティを適用しているにも関わらず、 受信したデー 受信し たデータの タの「1」の個数 の個数が奇数 が奇数のため のため、受信 、受信側はビ 側はビット誤 ット誤りであ りであること ることを を 発見し、再送を要求します。

第  7 章 ●

ネ ッ ト ワ ー

ただし、もし同時に２ビット以上の誤りが発生した場合には、誤りが検出でき る場合とできない場合があります。パリティチェックで確実に誤りが検出でき るのは、誤りが１ビットの場合のみです。

277  

●垂直パリティ・水平パリティ

パリティビットを垂直・水平のどちらの方向に付け加えるかで、 垂直パリティ と水平パリティの2種類の方式に分かれます。さらに、両方を組み合わせた 水 平垂直パリティとい という方 う方式も 式もあり あります ます。 。いず いずれも れも、 、偶数 偶数パリ パリティ ティか奇 か奇数パ 数パリテ リティ ィ

と組み合わせて用いられます。 〈垂直パリティと水平パリティ〉

名称

方法

垂直パリティ

 

水平パリティ

 

1文字ごとにパリティを付け加える 各文字の同じ位置のビットをまとめたものを1つのブロッ クと見なし、そのブロックごとにパリティを付け加える

水平垂直パリティ   垂直パリティと水平パリティを組み合わせる

〈水平垂直パリティ〉

     







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









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







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























    

水平垂直パリティでは、1ビットのビット誤りが発生した場合、誤り位置を特 定し、訂正できます。

ク

278  

7-10 誤り制御

〈偶数パリテ 〈偶数 パリティを併用するときの ィを併用するときの1ビッ 1ビットの誤り検出と トの誤り検出と訂正 訂正〉 〉

















 







 







    

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

 





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

 

















 









  

 

ただし、水平垂直パリティでは、２ビット以上のビット誤りが発生した場合に は、誤りが検出できる場合とできない場合があり、検出できても位置が特定で きるとは限りません。 ●ハミング符号方式 ハミング符号方式は、同一のデータに対して、複数の方法でチェックコードを

付ける方法です。メモリの誤り制御方式として用いられ、2ビットの誤り検出 と1ビットの誤り訂正ができます。 ● CR CRC C（巡 （巡回冗 回冗長検 長検査） 査） 

      

   

CRC（ Cyclic Redundancy Chec eck k ）は、ある生成 多項式 で割っ た余り を

チェックコードとして付け加える方法です。1ビットの誤りしか訂正できない パリティ方式に比べて、連続したビット誤りであるバースト誤りやランダム誤 りを検出できるため信頼性が高い方法です。

ココが 出る！

スキル

→ビット列から、奇数パリティ・偶数パリティを計算して、正 しい位置に付加できるようにしておこう。

第  7 章 ●

ネ ッ ト ワ ー ク

279  

こ れ も こ  知っ と

チェックディジット チェックディジット は、入力したコードの値の誤りなどを検出

するために元のコードに付加される数字や文字のことです。一 定の計算式によって最終けたが正しいかをチェックし、入力ミ スを検出できます。

ココが 出る！

用語

［垂直パリティ］：1文字ごとにパリティを付け加え、1ビット

の誤りを検出できる ［ハミング符号方式］：同一のデータに、複数の方法でチェック

コードを付ける ［CRC］：ビット列を生成多項式で割った余りで誤りをチェッ クする ［ チェ チェック ックディ ディジッ ジット ト ］：一定の計算式によって元のコードに

数字を付加し、入力値の誤りを検出できる

パリティの問題では、文字コードが16進数で出題される場合も あるので、16進数から2進数への変換が確実にできるようにし ておこう。

基本情報技術者試 基本情報 技術者試験 験 平成 20 年春

7ビットの文字コードの先頭に1ビットの偶数パリティビットを付加すると き、文字コード30、3F、7Aにパリティビットを付加したものはどれか。 ここで、文字コードは16進数で表している。

ア：30、3F、7A

イ：30、3F、FA

ウ：B0、3F、FA

エ：B0、BF、7A

280  

7-10 誤り制御

解説

30、3F、 30、 3F、7A 7Aを を 2 進数で表 進数で表すと すと011 011 0000、011 0000、011 1111、111 1111、111 1010となります。偶数パリティでは、全体の1の個数が偶数にな

るように先頭のパリティビットを決めます。したがって先頭に1ビットの 偶数パリティを付加すると、文字コードは0011 0000→30、0011 1111 111 1 → 3F、 3F、111 1111 1 101 1010 0 → FA FAとなり となります。 ます。 解答：イ 解答： イ

基本情報技術者 基本情 報技術者試験 試験 平成 22 年秋

送信側では、ビット列をある生成多項式で割った余りをそのビット列に付加 して送信し、受信側では、受信したビット列が同じ生成多項式で割り切れる か否かで誤りの発生を判断する誤り検査方式はどれか。

ア：CRC 方式 イ：垂直パリティチェック方式 ウ：水平パリティチェック方式 エ：ハミング符号方式

解説

ビット列を生成多項式で割った余りで誤りをチェックするのは、 CRC方式です。

解答：ア

基本情報技術者 基本情 報技術者試験 試験 平成 24 年春

チェックディジットを利用する目的として、適切なものはどれか。

ア：数値項目へ入力したデータに、 数値項目へ入力したデータに、英字や記号が混入した誤りを検 英字や記号が混入した誤りを検出する。 出する。 イ：入力したコードの値の誤りを検出する。 ウ：入力したコードの桁数の誤りを検出する。 エ：入力したデータ値が、定められた範囲内に収まっていない誤りを検出す る。

解説

チェックディジットを利用すると、一定の計算式によって最終桁が 正しいかをチェックすることで、入力コードの値の誤りを検出する

第  7 章 ●

ネ ッ ト ワ ー ク

ことができます。

解答：イ

281

 

データベース

 

8

★ ★

1

データベースの基礎

●データベースとは 住所録や顧客情報な 住所録や 顧客情報など、 ど、大量のデ 大量のデータを一定 ータを一定の規則に従 の規則に従って整理し って整理したものを、 たものを、デー タベースといいます。ただデータを並べただけのものとは異なり、必要なデータを

検索したり抽出したりできるのが特徴です。たくさんのデータを簡単に管理・利用 するために使います。

●データベースの種類 データベースは、データ構造の違いによって、3つの種類に分けられます。 ●階層型データベース 階層型データベースは、データを木のような形の階層構造で表します。例えば

住所録であれば、氏名、電話番号、住所といったような１人分のデータのこと をレコードといいますが、子レコードは、1つの親レコードしかもちません。 ●ネットワーク型データベース ネットワーク型データベース は、データを網の目のような構造で表します。子

レコードは複数の親レコードをもつことができます。 ●関係データベース 関係データベース は、データを行と列による2次元の表で表し、複数の表を

組み合わせてデータを管理します。関係データベースは リレーショナルデータ アールディービー リ レ ー シ ョ ナ ル

デ ー タ ベ ー ス

ベース（ R D B：Relational Datab atabase ase ）ともいわれ ともいわれます。 ます。

284  

8-1

データベースの基礎

＜データベースの種類＞   

   



第  8 章 ●

デ

 

こ れ も こ  知っ と



 

スキーマ データベースのデータ構造や性質、形式などの定義を スキーマ といいます。例えば、関係データベースのスキーマは、データ を行と列で表し、データ同士の関連を定義します。

ココが 出る！

用語

［階層型デー ［階層 型データベー タベース ス ］：データを木のような形の階層構造で

表現する ［ ネット ネットワーク ワーク型デー 型データベー タベース ス］ ：データを網の目のような構

造で表現する ［関係データベー ［関係デ ータベース ス］ ：データを表形式で表現する ［スキー ［ス キーマ マ ］：データベースの構造や性質、形式などの定義

ー タ ベ ー ス

285  

基本情報技術者 基本情報 技術者試験 試験 平成 25 年秋

関係データベースのデータ構造の説明として、適切なものはどれか。 ア：親レコードと子レコードをポインタで結合する。 イ：タグを用いてデータの構造と意味を表す。 ウ：デー ウ： データと タと手続 手続を一 を一体化 体化（カ （カプセ プセル化 ル化） ）して してもつ もつ。 。 エ：データを2次元の表によって表現する。

解説

関係データベースは、データを表形式で表します。 解答：エ

基本情報技術者 基本情報 技術者試験 試験 平成 26 年秋

RDBMSにおけるスキーマの説明として、適切なものはどれか。 ア：実表ではない、利用者の視点による仮想的な表である。 イ：データの性質、形式、他のデータとの関連などのデータ定義の集合で ある。 ウ：データの挿入、更新、 ウ：データの 挿入、更新、削除、 削除、検索など 検索などのデータ のデータベース操作 ベース操作の総称であ の総称である。 る。 エ：データベースの一貫性を保持するための各種制約条件の総称である。

解説

スキーマは、データベースの構造や性質、形式などの定義のことで す。

解答：イ

286  

8

 

2

8-2 関係データベース

★ ★ ★

関係データベース

第  8 章 ●

●関係データベースの構成 3つのデータベースの種類のうち、その中で一番広く使われているのは関係デー タベースです。関係 です。関係データベー データベースは、 スは、下のよう 下のようなます目 なます目形式でデー 形式でデータを管理し タを管理します。 ます。

これを表（ テーブ テーブル ル ）といい といいます。 ます。また、 また、表の 表の1 1 行に入 行に入力され 力されている1 ている1 件分の 件分のデー デー タを行（ レコード ）、1 列に入力されている同じ項目の 列に入力されている同じ項目のデータを データを列（ フィールド ）と いいます。 〈関係データベースの構成〉

 











  



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  



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  



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

  









●主キー 表から目的のデータを検索したり抽出したりするためには、1件1件のデータで ある行が識別できるようになっていなくてはなりません。行の識別は列の項目で行 うので、その うので 、そのために ためには、 は、 「データ データの値が の値が空でな 空でなく、な く、なおかつ おかつ決して 決して重複し 重複しない列 ない列」 」が 必要になります。 例えば、 例え ば、上の 上の表の 表の例で 例では、 は、 「学籍 学籍番号 番号」 」がそ がその の列に 列にあた あたり ります ます。 。 「氏名 「氏 名」の列 の列でも でも個々 個々 の行を識別できそうですが、同姓同名の人がいた場合に識別できません。重複が無 い状態のことを一意といい、行を一意に識別するための列を 主キーといいます。こ のように、キー値が空でなく重複しない制約を、 主キー制約といいます。

●外部キー 関係データベースの表どうしは、キーを介して関連付けられています。例えば、

デ ー タ ベ ー ス

287  

下の表の例では、 「学生資格取得表」の「資格コード 」は「資格表」の「資格コード 」と 同じものです。 〈外部キー〉



  









 





















  









  



 





表の列のうち、他の表の主キーとしても使われている列を外部キーといいます。 この場合 この 場合、 、 「資格コ 「資 格コード ード 」の列 の列は、 は、 「学生資 「学 生資格取 格取得表 得表」 」の外 の外部キ 部キーで ーであり あり、同 、同時に 時に「資 格表」 格表 」の主 の主キー キーです です。こ 。このと のとき、 き、「学 「学生資 生資格取 格取得表 得表」 」のレ のレコー コードに ドには は「資 「資格表 格表」 」に存 に存在 在 しない資格コードを指定することはできません。このように、関係する表どうしで レコード間の参照の整合性を維持する制約を、 外部キー制約といいます。

ココが 出る！

用語

［主キー］ ：行を一意に識別できる列、重複せず空でない ［外部キー］：他の表の主キーを参照する列 スキル

→参照の整合性を損なう具体的なデータ操作について、理解し ておこう。

288

 

8-2 関係データベース

●表の操作 関係データベースでは、表の操作によって必要なデータを抽出できる仕組みに なっています。表の操作には、いくつかの種類があります。それらのうち表から必 要な行だけを抽出する操作を 選択、必要 必要な列 な列だけ だけを抽 を抽出す 出する操 る操作を 作を射影といいます。

●

デ ー

〈選択と射影〉 

第  8 章

 

        









  





  





  





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



  





  





          

複数の表からデータを抽出することもできます。例えば、下のような2つの表が あるとします。 〈複数の表からのデータ抽出〉

 

 



  

  



「どの資格も取得していない学生」 「どの資格も取得していない学 生」を抽出したい場合、どちらか一方の表だけ を抽出したい場合、どちらか一方の表だけで で は情報が足りません。こういうときには、2つの表から条件に合致する列を取り出 して組み合わせ、新しく1つの表を作る結合という操作を用います。

289

タ ベ ー ス

 

〈結合〉













  









  











  





  





  





  





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  





  











  









  









  









  









  











  







こ れ も こ  知っ と

ココが 出る！

挿入 表に対して行 表に対 して行（レコ （レコード ード ）を追加 を追加するこ することを、 とを、 挿入といいます。

用語

［選択］：検索条件に合う行を検索 ［射影］：検索条件に合う列を検索 ［結合］：複数の表を連結する

290  

 

8-2 関係データベース

基本情報技術者試験

平成23年特別

関係データベースにおいて、外部キー定義を行う目的として、適切なものは どれか。

●

ア：関係する相互のテーブルにおいて、レコード間の参照一貫性が維持さ れる制約をもたせる。 イ：関係する相互のテーブルの格納場所を近くに配置することによって、 検索、更新を高速に行う。 ウ：障害によって破壊されたレコードを、テーブル間の相互の関係から可 能な限り復旧させる。 エ：レコードの削除、追加の繰返しによる、レコード格納エリアの虫食い 状態を防止する。

解説

外部キーを定義することで、表どうしのデータ参照の整合性を維持 する外部キー制約を持たせることができます。

基本情報技術者試験

解答：ア

平成26年春

関係データベースの操作のうち、射影 関係データベースの操作のうち、 射影（ projectio projection n ）の説明として、適切な ものはどれか。 ア：ある表の照会結果と、別の表の照会結果を合わせて一つの表にする。 イ：表の中から特定の条件に合致した行を取り出す。 ウ：表の中から特定の列だけを取り出す。 エ：二つ以上の表の組から条件に合致した組同士を合わせて新しい表を作 り出す。

解説

射影とは、表の中から特定の列を取り出す操作です。  

解答：ウ

291  

第  8 章

デ ー タ ベ ー ス

8

 

3

★ ★ ★

  データの正規化

●正規化とは 関係データベースでは、表をいくつも組み合わせてデータを管理しているので、 それぞれの表の主キーや外部キーのデータが追加、更新、削除されたときには、き ちんと他の表にも反映しなくてはなりません。そうしないと、表のデータに重複や 矛盾が生じてしまいます。 正しくデータが管理できるような表を作ることを 正規化といいます。正規化する ことで、データベースからデータの重複や矛盾を取り除くことができます。 正規化には、第1正規化から第3正規化まであり、次の段階に分けて進められ ます。 〈正規化の流れ〉   

  

    

    

ここでは例として、学生の資格取得状況を管理している表を正規化していき ます。 ます 。

●非正規形 次の表は学生の資格取得状況を管理している表です。この表では、1人の学生が 複数の資格を取得しているため、1つのレコードの資格名と資格コード、取得日に 複数のデータが存在してしまっています。このような繰返し構造をもつ表を 非正規 形といい、関係データベースでは管理できません。

292  

8-3 データの正規化

〈非正規形の表〉 





   

    

  

   



 













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

  













  











 



第  8 章   

そこで、 そこ で、「資 「資格コ 格コード ード 」 「資格名 「資 格名」 」 「取得日 「取 得日」 」のそ のそれぞ れぞれの れのデー データご タごとに とに 1 つず つずつレ つレ コードを作成します。このように繰返しを取り除いた表を第1正規形といいます。 これでまずは、 これでま ずは、関係デー 関係データベースの タベースの表として、 表として、とりあえ とりあえずは使える ずは使える形になりま 形になりました。 した。 〈第1正規形の表〉 



  







  







  



  







 



 

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















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















●第2正規形 しかし、第1正規形の表は、このままでは使い勝手がよくありません。例えば、 新しい資格を追加しようと思っても、誰か学生がその資格を取得するまでは追加 できません。また、資格コードに対応する資格名を変更しようとした場合には、 全データの資格名をいちいち変更しなければなりません。 こういった問題を解決するためには、ある項目が決まれば他の項目も決まるよう になっている列どうしを、新しく表として分割します。前出の になっている列どうしを、新しく 表として分割します。前出の〈第 1 正規形の表〉 では、 「学籍番号」が決まると、 「氏名」 「クラス 」 「担任」が決まります。同様に、 「資 格コード 格コー ド 」が決ま が決まると、 ると、「資格 「資格名」 名」が決ま が決まるので るので、それ 、それぞれ別 ぞれ別の表に の表にします します。この 。このよ よ うに、主キーによって項目が決まるように分割された表を 第2正規形といいます。

293  

デ ー タ ベ ー ス

●第1正規形



●

〈第2正規形の表〉

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

また、主 また 、主キー キーは は 1 つだ つだけと けとは限 は限りま りません せん。 。 「取得日 「取 得日」 」につ について いては、 は、「ど 「どの学 の学生の 生のど ど の資格か」 の資格 か」によっ によって決ま て決まります ります。つま 。つまり、主 り、主キーは キーは「学籍 「学籍番号」 番号」＋「資格 「資格コード コード 」の   組合せとなります。よって、さらに次のように分割します。

〈第2正規形の表〉

 

   

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

このように分割することで、新しい資格が新設された場合、誰も取得していなく ても資格表に事前に追加しておくことができます。また、資格名が変更になった場 合にも、資格表の資格名を変更するだけで、学生の全データに反映させることがで きます。

●第3正規形 「第２正規形①」表では、項目「担任」は、主キ 、主キー ーである「学籍番号」が決まれば「ク ラス 」が決 が決まり まり、 「ク ラス 」が決 、 「クラス が決まれ まれば ば「担 「担任」 任」が決 が決まり まります ます。こ 。こうい ういった った、 「学籍番号」 、 「学籍番号」 →「 クラス 」→「担任 「担任」 」という という決まり 決まり方を、 方を、データ データベース ベース用語で 用語で推移的 推移的関係従 関係従属であ 属であ る、といいます。この推移的関係従属がない状態にした表が、第３正規形です。そ こで、この部分を別表に分割します。

294  

8-3 データの正規化

〈第3正規形の表〉



第  8 章



●



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  

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デ ー タ ベ ー ス



このように、レコードの項目すべてが、主キーのみで決まるように分割された、 推移的関係従属がない状態の表を第3正規形といいます。第2正規形②③の表は、 主キー以外で決定される項目は存在しないため、すでに第3正規形の条件を満た しているといえます。こうして第3正規化までを行って得られた表は、次のよう になります。 〈完全に正規化された表〉

 

 

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

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  





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

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

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



  

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



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 

     







  

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  

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  

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

  

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

  





関係データベースは、正規化を進めることで、データの重複や矛盾を排除するこ とができます。ただし、いくつもの表に切り分けることになるので、必要なデータ を取り出すためには、いちいち表の結合が必要となり、アクセス効率はむしろ低下 します。

295  

ココが 出る！

スキル

→データを効率よく管理するために、どのように正規化すべき か、どの列に主キーを設定すべきかなど、正規化の手順を理解 しておこう。

基本情報技術者 基本情報 技術者試験 試験 平成 26 年秋

関係を第3正規形まで正規化して設計する目的はどれか。 ア：値の重複をなくすことによって、格納効率を向上させる。 イ：関係を細かく分解することによって、整合性制約を排除する。 ウ：冗長性を排除することによって、更新時異状を回避する。 エ：属性間の結合度を低下させることによって、更新時のロック待ちを減ら す。

解説

第3正規形まで正規化することで、データの重複や矛盾を排除し、 更新時異状を回避することができます。ただし、 更新時異状を回避することが できます。ただし、表を分けることで、

整合性制約による更新時のロック待ちが増え、格納効率は低下します。   解答：ウ

296  

8-3 データの正規化

基本情報技術者 基本情 報技術者試験 試験 平成 21 年春

「従業員」表を第 「従業員」 表を第 3 正規形にしたものは 正規形にしたものはどれか。ここで、下線部は主キー どれか。ここで、下線部は主キーを を 表す。

第  8 章 ●

従業員 従業 員（従 （従業員 業員番号 番号、従 、従業員 業員氏名 氏名、 、 ｛技能コ ｛技 能コード ード、技 、技能名 能名、技 、技能経 能経験年 験年数｝ 数｝） （｛ ｝は繰返しを表す） ア：

  従業員番号

従業員氏名

技能コード

イ：

技能名

  従業員番号

従業員氏名

技能コード

ウ：

エ：

解説

技能経験年数 技能コード

技能経験年数

技能名

  従業員番号

技能コード

従業員番号

従業員氏名

技能コード

技能名

  従業員番号

技能経験年数

技能コード

従業員番号

従業員氏名

技能コード

技能名

技能経験年数

与えられた表を順番に正規化していきます。まず、繰返し項目を分 離します 離し ます（第 1 正規化 規化） ）。

 

従業員番号

従業員氏名

技能コード

技能名

技能経験年数

次に複数の主キーによって決まる項目と、そのうちの1つの主キーによっ て特定できる て特定 できる項目が 項目があれば あれば、それ 、それらを分 らを分離しま 離します す（第 2 正規化 正規化） ）。 

 

従業員番号

 

 従業員氏名



①

  従業員番号

技能コード

②

  従業員番号

従業員氏名

③

  技能コード

技能名

 

 技能コード

 

 技能名

技能経験年数

 技能経験年数

最後に、主キー以外の項目で特定できる項目があればそれを分離しま 最後に、主キー以外の項目で特定で きる項目があればそれを分離します す（第 3 正規化）が、今回与えられた表にはそのような項目はない が、今回与えられた表にはそのような項目はないので、第 ので、第2 2 正規 化で分離された3つが、同時に第3正規形の表となっています。 解答：ウ

297  

8

 

★ ★ ★

デ ー タ ベ ー ス

4

  SQLの基本

●SQLとは SQL は、関係 は、関係データベー データベースを扱うた スを扱うための言語で めの言語で、 、「8-2 関係データベー 関係デ ータベース ス 」で説 明した 明し た「選 「選択」 択」 「射影」 「射 影」 「結合」 「結 合」など などの操 の操作に 作によっ よって、 て、表か 表からデ らデータ ータを抽 を抽出し 出したり たりする する

際に使います。 SQLは関係データベースのどんなアプリケーションや機種で SQLは関係データベースのどんなアプリ ケーションや機種でも共通して使える も共通して使える 言語です。英語をベースにした単純な文法によって記述できます。データベースを 操作するための命令文にはさまざまなものがありますが、よく使う主なものを見て いきましょう。

セ

レ





●関係データベースの表から必要なデータを抽出するには、 SELECT文 SELECT文を使います。 ●基本形

SEL ELE ECT 文で 文では、 は、「ど 「どの表 の表から から」 」 「どの どの列 列を」 「どのよ 「ど のよう うな条 な条件で 件で」 」抽出 抽出す するか るかを を 指定します。複数の列名、表名を指定するときには、それぞれ半角コンマ（ , ） でつなぎ、複数の条件式はANDまたはORでつなぎます。  SELECT  列名

→

どの列を抽出するかを指定

 FROM  表名 → どの表から抽出するかを指定    WHERE  条件式 → どのような条件で抽出するかを指定

それでは、実際にSELECT文を使ってデータを抽出してみましょう。

ココが 出る！

スキル

→SELECT文を見て、その文がどのような演算や操作を表し ているのか、分かるようにしておこう。

298  

8-4

●列を抽出する（ FROM ）

SQLの基本

第

「学生 学生表 表」から「氏名 氏名」 」列を 列を抽出 抽出して してみ みます ます。 。

 8 章 ●

 SELECT 氏名FROM 学生表

デ ー タ ベ

＜SELECT 氏名 FROM 学生表＞

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

ス ー



●すべての列を抽出する（  ）

すべての列を抽出するときは、列名 のところに、*（半角アスタリスク ）を記 すべての列を抽出するときは、列名のところに、* 述します。

 SELECT *FROM 学生表

＜SELECT * FROM 学生表＞



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

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

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  





●条件で絞り込む（ WHERE ）

条件を満たすデータだけを抽出するには、WHERE句をつけます。条件には、 比較演算子や論理演算子を使うことができます。

299  

〈比較演算子と論理演算子〉

 

構文

比 A＝B 較 演 A＜＞B 算 子

例

   

意味

価格＝ 100

価格が 100 円

価格＜＞ 10 100

価格が 10 100 円で 円でない

A＞B

 

価格＞ 10 100

価格が 10 100 円よ 円より大きい

A＜B

 

価格＜ 10 100

価格が 10 100 円よ 円より小さい

A＞＝B

 

価格＞＝ 10 100

価格が 10 100 円以 円以上

A＜＝B

 

価格＜＝ 10 100

価格が 10 100 円以 円以下

BETWEEN A AND B   価格 BETWEEN BETWEEN 100 100 価格が100円と200円 AND 200 論 A AND B 理 演 算 子 A OR B

 

価格＞＝100 価格＞＝ 100 AND 価 価格が100円以上200 格＜＝200

 

価格＝100 価格＝ 100 OR 価格＝200

NOT A

 

のあいだ

NOT 価格＝1 ＝10 00

円以下 価 格 が 10 100 円 ま た は 200円 価格が1 が10 00円 0円で ではない

「学生表 「学 生表」 」から から、 、 「クラス 「ク ラス 」が 2A のす のすべて べての行 の行を抽 を抽出し 出してみ てみます ます。 。 2A ’  WHERE クラス = ’  SELECT *FROM 学生表

＜ SEL SELECT ECT * FRO FROM M 学生表 学生 表 WHER WH ERE E クラス= ’ 2A ’＞



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

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  



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  

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  

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

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



300  

8-4

こ れ も こ  知っ と

SQLの基本

あいまい検索 WHERE句で検索条件を指定するときに、LIKE演算子を使う

第  8 章

と、文字列に対してあいまい検索を行い、指定した文字列を含

●

む行を抽出することができます。条件を指定する際には、ワイ

デ ー タ ベ ー ス

ルドカードと呼ばれる特殊な記号を指定します。代表的なもの に、0文字以上の任意の文字列を表す％があります。 例 “BOO “BOOKS” KS”表 か ら 書 名 に “UNIX”を 含 む 行 を す べ て 探 す SQL 文

 SELECT  *FROM BOOKS WHERE

書名  LIKE

'%UNIX%'

●表を結合する

関係データベ 関係デ ータベース ースでは、表 では、表を結合 を結合してデ してデータを ータを抽出 抽出するこ することもで ともできま きます。 す。 「学 生表」と「担任表」を結合し、 「氏名」と「担任」を抽出してみます。表を結合する ときには、FROM ときには、 FROM の後に結 の後に結合したい表 合したい表を、コン を、コンマ マ （ , ）で区切っ で区切って並べます て並べます。 。 2 つの表に つの表に同じ列名 同じ列名がある場 がある場合には、 合には、「表名 . 列名」というよ というように、どち うに、どちらの表 らの表 の列を指すのか、分かるように指定します。  SELECT 氏名 , 担任    

FROM 学生表, 担任表  WHERE 学生表.クラス=担任表.クラス

＜結合＞

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

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

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



301  

基本情報技術者 基本情報 技術者試験 試験 平成 24 年春

“注文”表と“製品”表に対し 表に対して、次の て、次の SQL 文を実行し 文を実行したときに得 たときに得られる結果 られる結果 はどれか。

SELECT SELE CT 製品名, 製品名 , 数量 FROM 注文, 製品  

WHERE WHE RE 注文 注文.. 製品コ 製品コード ード = 製品 製品.. 製品コ 製品コード ード

注文

製品 日付

製品コード

数量

製品コード

製品名

2011-04-10

P2

120

P1

PC

2011-04-15

P1

100

P2

テレビ

2011-04-22

P4

50

P3

掃除機

2011-04-30

P8

80

P4

冷蔵庫

2011-05-06

P1

100

P5

エアコン

2011-05-08

P3

70

P6

電話機

P7

時計

ア

イ 製品名

数量

製品名

数量

テレビ

120

テレビ

120

PC

100

PC

200

冷蔵庫

50

冷蔵庫

50

掃除機

70

掃除機

70

ウ

エ 製品名

数量

製品名

数量

テレビ

120

テレビ

120

PC

100

PC

100

冷蔵庫

50

冷蔵庫

50

PC

100

NULL

掃除機

70

PC

100

掃除機

70

解説

 

80

注文表と製品表で、製品コードの値が一致する行を結合した結果が 表示されます 表示さ れます。GR 。GROUP OUP BY 句（ 「8-5 「85 SQL の応用 の応用」 」参照） 参照）を使っ を使って て

いないの いな いので、 で、 「 PC 」は２ は２行表 行表示さ 示されま れます。 す。

解答：ウ 解答 ：ウ

302  

8

 

5 

★ ★ ★

SQLの応用

8-5

SQLの応用

第  8 章 ●

SQLでは、データをそのまま取り出すだけでなく、集計関数 を使って、データ

デ ー タ ベ ー

の集計結果を表示することもできます。これにより、行数、合計値、平均値などを

ス

●集計関数で集計する

求めることができます。 〈集計関数〉 関数 サ

意味

ム

SUM（列名）

 

指定した列の合計値を求める

 

指定した列の平均値を求める

 

指定した列の最大値を求める

 

指定した列の最小値を求める

エーブイジー

AVG（列名） マックス

MAX（列名） ミ ン

MIN（列名） カ ウ ン ト

COUNT（ * ）

 

行数を求める

●合計値・平均値を求める（ SUM 関数・AVG 関数）

「成績表 「成 績表」 」の「点 「点数」 数」列を 列を合計 合計する するには には SUM関数を、平均を計算するには AVG 関数を使います。列名はそれぞれカッコで囲んで指定します。   FROM 成績表  SELECT SUM（点数）   FROM 成績表  SELECT AVG（点数）

●行数をカウントする（ COUNT() ）

「成績表」 「成績 表」の行数 の行数をカウ をカウントす ントするには るには、 、COUNT()関数を指定します。

 SELECT COUNT(*) FROM 成績表  

303  

＜ SELECT COUNT(*) COUNT(*) FROM 成績表＞ 成績 表＞

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●最小値・最 最小値・最大値を調 大値を調べる べる（ MIN・MAX ）

「成績表」 「成績 表」から、 から、科目 科目が が「数学 「数学」 」である である点数の 点数の最小 最小値を求 値を求める めるには、 には、MIN関数を 指定します。最大値を求める場合は、MIN関数の代わりに MAX関数を指定し ます。  科目 目＝’ 数学’  SELECT MIN(点数) FROM 成績表 WHERE 科

＜ SELECT MIN( MI N( 点数 ) FROM 成績表 成績 表 WHERE WHER E 科目 = ’ 数学’ 数学 ’＞

 

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  

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  

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







 

●グループ ●グル ープ化 化する（ GROUP BY ） 項目ごとに集計したり、平均値を求めたりする場合には、まず列の内容が同じ行 をひとまとまりにします。これをグループ化といい、 GRO GROUP UP BY句 BY 句を使います。 ●グループごとに平均値を求める

「成績表」 「成績 表」で、科 で、科目ご 目ごとの平 との平均点を 均点を求め 求めるには るには、 、「科目 「科目」 」列を GROU GROUP P BY 句で 304  

8-5

SQLの応用

グループ化して、AVG関数を使います。 AVG(点数) FROM 成績表GROUP BY 科目  SELECT 科目,AVG

第  8 章 ●

デ

＜ SELECT 科目 科目 , AVG( AVG( 点数 ) FROM 成績表 GROUP BY BY 科目＞ 科目＞

 





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    

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

 







●グループ グループ化したあ 化したあとの絞り込 との絞り込み み（ HAVING）

グループ化した結果に、さらに条件を付けて絞り込むときには HAVING句を 使います。例えば、グループ化して平均点を求めた後で、平均点が70点以上 の科目のみ取り出す の科目のみ 取り出す場合には、 場合には、SELE SELECT CT 文の最後に 文の最後に、 、HAVI HAVING NG 句を使って「平 均点数が 70 点以上」という条件を指定します。 AVG(点数) FROM 成績表  SELECT 科目,AVG

 

GROUP BY 科目 HAVING AVG(点数)>=70

＜ SELECT 科目～HA 科目～HAVING VING AVG( AVG( 点数 )>= )>=70＞ 70＞

 







    

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



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

305  

オ



ダ

 

●並べ替える べ替える（ ORDER BY ） ●並 SELECT SELE CT 文では、大きい順 大きい順、 、小さい順な 小さい順などにデータ どにデータを並び替 を並び替えることが えることができます。 できます。 これには、ORDER BY句を使います。小さい数から大きい数の順番に並び替える ことを こと を「昇 「昇順」 順」、逆 、逆に大 に大きい きい数か 数から小 ら小さい さい数の 数の順番 順番に並 に並び替 び替える えること ことを を「降 「降順」 順」とい います。

ー タ ベ ー ス

  

●昇順に 昇順に並び替 並び替える える（ ASC ）

点数の低い順、すなわち昇順に並べ替えるときには、ORDER BYの後に列名 とASCを指定します。ORDER BY句では、降順か昇順か指定しないと自動 で昇順に並べ替えられますので、ASCは省略してもかまいません。

 SELECT *FROM 成績表ORDER BY 点数 ASC 





●降順に 降順に並び替 並び替える える（ DESC）

逆に、点数の高い順、すなわち降順に並べ替えたいときは、ORDER BYの後 に列名とDESCを指定します。DESCは省略できません。

 SELECT *FROM 成績表ORDER BY 点数 DESC

●副問合せ SEL SE LEC ECT T 文は 文は入 入れ子 れ子にす にするこ ること とがで ができま きます す。例えば えば、 、 最初に「在 「在庫表 庫表」 」 に問合 問合せ せ（副 問合せ） 問合 せ）した した結果 結果をも をもとに とに条件 条件を指 を指定し 定し、 、 「商品表 「商 品表」 」に問 に問合せ 合せを行 を行いま います。 す。この この結果 結果、 、 在庫表には存在しない商品番号を抽出できます。 SELECT 商品番号FROM 商品表   WHERE 商品番号NOT IN(SELECT 商品番号FROM 在庫表 )  副問合せ

306  

8-5



  

SQLの応用







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  

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









   

第  8 章 ●

デ ー タ



        

ベ ー ス

       

  エ  

  

●ビュー ●ビュ ー表を 表を作る 作る（ CREATE VIEW） データをさまざまな目的に活用するときに、いちいち目的に合った表を新しくつ くるのは大変です。そこで、実際に存在する表をもとに、データの表示内容だけを 定義した仮想的な表である ビュー表が使われます。ビュー表を作ると、もとの表の 値が更新されたとき 値が更新 されたときには、 には、その変更 その変更が反映さ が反映されて常に最 れて常に最新のデータ 新のデータが表示され が表示されます。 ます。 CREATE E VIEW文 VIEW 文を使います。基本形は次のとおりです。 ビュー表の作成には、CREAT ビュー表 ー表名 名（列 （列名… 名…） ） → CREATE VIEW ビュ  AS SELECT 列名    WHERE 条件式

… FROM 表名 →

ビュー表 ビュ ー表を定 を定義 義 →

参照する表と列名を指定

どのような条件で抽出するかを指定 どのような条件で抽出 するかを指定

例えば、 「成績表」 「成績表 」から「科 「科目別 目別平均 平均点」 点」とい という名 う名前の 前のビュ ビュー表 ー表を作 を作成し 成したい たい場合 場合は、 は、 次のように定義します。  CREATE VIEW 科目別  科目別平均点 平均点（科目 , 平均点） 平均 点）    

AS SELECT 成績 AVG（点数）FROM 成績表  成績表 表 . 科目, 成績表. 成績表. GROUP BY 科目

307  

＜ビュー表＞













































  





  





  





ココが 出る！

  

スキル

→集計関数やグループ化、並べ替えを行うSELECT文の意味 が分かるようにしておこう。 →副問合せの入ったSELECT文の意味が分かるようにしてお こう。 →表のデータが更新・削除された場合、ビュー表の表示がどの ように変化するかを理解しておこう。

基本情報技術者 基本情報 技術者試験 試験 平成 18 年秋

“出庫記録” “出庫記 録”表に対す 表に対する る SQL 文のうち、最も大きな値が得 られるものはどれか。

ア：SELECT AVG( 数 量 )

出庫記録 商品番号

日付

数量

NP200

2006 -10 -10

3

FP233

2006 -10 -10

2

NP200

2006 -10 -11

1

FP233

2006 -10 -11

2

FROM  出 庫 記 録  WHERE  商 品 番 号 =

'NP200'

イ：SELECT COUNT(*) FROM 出庫記録 ウ：SELECT MAX(数量)

FROM 出庫記録

エ：SELECT SUM(数量)

FROM 出庫記録  WHERE 日付=   WHERE '2006-

10-11'

308  

8-5

解説

SQLの応用

アは、 アは 、 「商品番 「商 品番号が 号が NP NP20 200 0 であ である商 る商品の 品の数量 数量の平 の平均」 均」なの なので、 で、 （3 ＋ 1）／2 ＝ 2 です。 です。イは、 イは、 「出庫記録 表のレコード件数」 「出庫記録表のレコー ド件数」なので 4 です。

ウは、 ウは 、 「出庫記 「出 庫記録表 録表の数 の数量の 量の最大 最大値」 値」なの なので で 3 です です。エ 。エは、 は、 「日付が 「日 付が '2 '200 006 610-11'' の商品の 10-11 の商品の数量の合 数量の合計」 計」なので1 ＋ 2 ＝ 3 です です。よって 。よって、最も 、最も大き 大き な値はイです。

解答：イ

第  8 章 ●

デ ー タ ベ ー

ス

基本情報技術者 基本情 報技術者試験 試験 平成 24 年秋

“商品 ”表のデ ータが次 の

商品

状態のと 状態 のとき、 き、 〔 ビュ ビュー定 ー定義〕 義〕

商品コード

品名

型式

で示すビュー“収益商品”

S001

T

T2003

の行数が減少する更新処理

S003

S

S2003 200,000 170,000

はどれか。

S005

R

R2003 140,000

売値

仕入値

150,000 100,000

80,000

〔ビュー定義〕   CREATE VIEW 収益商品   AS SELECT *FROM 商品    WHERE 売値 - 仕入値 >= 40000

ア：商品コードが S001 の売値を 130,000 に更新する。 イ：商品コードが S003 の仕入値を 150,000 に更新する。 ウ：商品コードが S005 の売値を 130,000 に更新する。 エ：商品コードが S005 の仕入値を 90,000 に更新する。

解説

問題にあ 問題 にある るビュ ビュー定 ー定義か 義から ら、 「収益 収益商 商品」表は、「売 「売値－ 値－仕 仕入値 入値」 」つま り収益が40,000以上の商品を表示したものなので、現れるのは

以下の2行です。 商品コード

品名

型式

売値

仕入値

S001

T

T2003

150,000

100,000

S005

R

R2003

140,000 14

80,000

アは、商品コードが S001の商品の収益 が30,000になるた め行数が減少します。

よって正解。イは、商品コードがS003の商品の収益が50,000になり、 行数が3行に増えます。ウとエは、それぞれ商品コードがS005の商品 の収益が50,000になりますが行数は変わりません。

解答：ア

309  

8

 

6

★ ★ ★

  データベース管理システム ィエエ

●データベ ータベー ース管 ス管理システ 理システム ム （ D B M S ）とは データベースのデータ量が多くなって、操作や処理が複雑になったり、ユーザの

人数が増えた 人数が 増えたりして りしてくると くると、 、 個々人が直接 個々人 が直接デ デ タベ タ ベ スを操作 ス を操作してい していたので たのでは、 は、デ タの不整合や不具合が起こってきます。そこで必要になってくるのが、データベー デ ー タ ベ ー ス

スを管理するソフトウェアである データベース管理システム（ DBMS：Database マ

ネ

ジ

メ

ン

ト

シ ス テ ム

Management Syst ystem em ） です。DBM DBMSは Sはデータ データベース ベースを効率 を効率よく利 よく利用する 用するために ために、 、 さまざまな機能をもっています。ユーザはDBMSを介してデータベースを操作し ます。 ＜DBMS＞   

  

こ れ も こ  知っ と

 

クエリ実行までの処理の流れ DBMSが受け付けたクエリを実行するまでの流れは次の通り です。 1．構文解析：受け付けたSQLクエリを解析 2．最適化：クエリを最も効率よく実行できる方法を決定 3．コード生成：最適化した方法でデータベースにアクセスす   るコードを生成

●トランザクション管理機能 例えば、「銀行振 「銀行振込をし 込をしている ている最中に障 最中に障害が発 害が発生して、 生して、残高は 残高は減ってい 減っているのに るのに振 振 込は失敗したまま」というようなことがあっては困 込は失敗したまま」 というようなことがあっては困ります。振込が失敗したなら、 ります。振込が失敗したなら、 残高は振込み前の状態に戻さなければ、つじつまが合いません。このように、途中 310  

8-6

データベース管理システム

でエラーが発生すると問題が発生する一連の処理をトランザクションといいます。 DBMSは、データベースに対する操作や処理を、1つ1つの操作単位ではなく、 トランザクション単位で管理しています。 トランザクション処理では、データの一貫性を保証するために4つの要素、 ア ト ミ シ テ ィ

コ ン シ ス テ ン シ ー

アイソレーション

デュラビリティ

Atomicity（原子性） 、Consistency（一貫性）、Isolation（独立性） 、Dur urab abililit ity y（永 続性） 続性 ）が必 が必要で 要です。 す。これ これを を ACID特性といいます。 〈トランザクシ 〈トラ ンザクショ ョンの ACID 特性〉 特性

説明

第  8 章 ●

デ ー タ ベ ー ス

Atomic Ato micit ity y（原子 （原子性） 性）

 

トランザクションが、データベースに対する更新 処理を完全に行うか、まったく処理しなかったか のように取り消すか、のいずれかを保証する

Consis Con sisten tency cy（一貫 （一貫性） 性）   トランザクション処理の前後で、データの矛盾が なく、常にデータベースの整合性が保たれている Isolat Iso lation ion（独立 （独立性） 性）

 

複数のトランザクションを同時に実行しても、順 番に実行しても結果が同じになる

Durabi Dur abilility ty（永続 （永続性） 性）

 

障害が発生しても、正常終了したトランザクショ ンの結果は失われず復旧できる

●排他制御機能 DBMSは、データベースを複数のユーザで共有することを前提に作られていま す。もし複数の人が同時に同じデータを更新しようとしたときには、それを防ぎ、 データの整合性を保持するために 排他制御という機能を備えています。 排他制御では、あるデータに2番目以降にアクセスした人は、最初にアクセスし た人のトランザク た人のト ランザクション ション処理が終 処理が終了するま 了するまで操作が で操作がロック ロック（制限 （制限） ）されます。 されます。ロッ ロッ クには占有ロックと共有ロックがあります。 ●占有ロ 占有ロック ック（専有 （専有ロック ロック ）

データベースを更新する際にかけるロックで、その間、他のユーザは読取りも 更新もできません。最初にロックをかけた人だけがそのデータの使用を独り占 めする、 めす る、まさ まさにデ にデータ ータを を「占 「占有」 有」した した状態 状態です です。 。 ●共有ロック

データベースを参照する際にかけるロックで、2番目以降のユーザも共有ロッ 311  

クをかければ、データを読み取ることが可能です。共有ロックがかかっている 間は、他の人が占有ロックをかけたり、データを更新したりすることはできま せん。 ●デッドロック

ロックは便利な方法ですが、複数のユーザが、互いに相手がロックをかけてい るデータを使いたい場合、永遠に待ち状態に陥ってしまい処理が先に進まなく なってしまうことがあります。これを デッドロックといいます。DBMSによっ

ては、デッドロックを検知して、自動で解除する仕組みを備えているものもあ ります。 〈デッドロック 〈デッ ドロック〉 〉

 

 



  

 

         

   



●障害回復（リカバ カバリ リ ）機能 DBMSは、データベースで何か問題が発生してトランザクションが正常に行わ れなかった場合は、更新履歴を使ってデータを正常な状態に戻します。この作業を リカバリといい、データの更新前後の値を書き出してデータベースの更新記録を

取ったログファイル（ ジャーナルファイル ）を使って行います。データベースの障 害回復処理には、ロールフォワードとロールバックがあります。 ●ロールフォワード

データベースの故 データベ ースの故障など、 障など、物理的な障 物理的な障害が発生し 害が発生したときに たときに行うリカバ 行うリカバリ処理が、 リ処理が、 ロールフォワード です。バックアップ時点の状態に復元した後、ログファイル

の更新後情報を使用して、障害が発生する直前の状態までデータベースを復旧 させます。

312  

8-6

データベース管理システム

＜ロールフォワード＞ 







第  8 章 ●

デ ー タ ベ ー ス  



 







 



●ロールバック

トランザクション処理が途中で異常終了して、データベースに不整合が発生す るなど、 るなど 、論理的 論理的な障害 な障害が発生 が発生したと したときに行 きに行う処理 う処理が がロールバックです。ログファ イルの更新前情報を使用して、トランザクションの開始直前の状態までデータ ベースを復旧させます。 ＜ロールバック＞

  





     

 



 

●再編成機能 データベースに対して更新が繰り返されると、データの物理的な格納位置が不規 則になるなどの理由で記憶効率が悪くなります。それを修復し、アクセス効率を向 上させるための機能を再編成機能といいます。 313  

●インデックス機能 DBMSは、インデックス を使ってデータの検索を高速化する機能をもっていま す。インデックスとは索引のことで、どのデータがどこにあるかを示した一覧表で す。私たちは参考書のどこに調べたい内容が載っているかを探すときに、前から1 ページずつめくって探すのではなく、索引から対象ページを絞り込んで探します。 DBMSでもこれと同じように、インデックスを使うことで、大量のデータから目 的のデータを素早く検索できます。ただし、データを頻繁に追加したり更新したり していると、インデックスもそのつど更新する必要があるため、逆に処理時間が遅 くなってしまいます。

こ れ も こ  知っ と

データディクショナリ データベースに保存しているデータ、利用者、プログラムなど の関係性を管理するためにDBMSが保持するファイルを、デー タディクショナリといいます。

こ れ も  知っ  知 っ と  とこ こ

オプティマイザ SQL文を実行するときに、効率がよいと考えられるアクセス 経路を選択するRDBMSの機能をオプティマイザといいます。

ココが 出る！

用語

［排他制御］：最初にアクセスした人の処理が終了するまで、2

番目以降にアクセスした人の操作を制限する機能 ［デッドロック ［デッドロ ック ］：互いに相手のロックしているデータを要求 し、永遠に待っている状態 ［ログファイ ［ログ ファイル ル］ ：リカバリに使用するデータベースの更新履歴 ［ロールバ ［ロー ルバック ック ］：論理障害時にログファイルを使って処理を

キャンセル ［ ロー ロールフ ルフォワ ォワード ード ］：物理障害時にバックアップとログファ

イルを使って処理を復帰

314  

8-6

ココが 出る！

データベース管理システム

用語

［再編成］ ：データベースを修復しアクセス効率を向上させる機

第  8 章 ●

能 ［インデック ［イン デックス ス］ ：索引によって検索を高速化する機能 ［ デー データデ タディク ィクショ ショナリ ナリ ］：データ、利用者、プログラムなど

の関係性を管理 ［ オプ オプティ ティマイ マイザ ザ ］：SQL実行時、効率がよいアクセス経路を

選択する機能 スキル

デ ー タ ベ ー ス

→DBMSが受け付けたクエリを実行するまでの処理の流れを 理解しておこう。 →排他制御において、占有ロック・共有ロック時に、データが どうロックされるか理解しておこう。

基本情報技術者 基本情 報技術者試験 試験 平成 27 年春

図は、DBMSが受け付けたクエリを実行するまでの処理の流れを表してい る。①～③に入る処理の組合せとして、適切なものはどれか。 クエリ

①

②

③

実行

①

②

③

ア

 

コード生成

構文解析

最適化

イ

 

コード生成

最適化

構文解析

ウ

 

構文解析

コード生成

最適化

エ

 

構文解析

最適化

コード生成

解説

DBMS はクエリを受け付けると、 はクエリを受け付けると、クエリ→構文解析→最適化→ クエリ→構文解析→最適化→コー コー ド生成→実行の順で処理されます。

解答：エ

315  

基本情報技術者 基本情 報技術者試験 試験 平成 22 年春

DBMSにおいて、同じデータを複数のプログラムが同時に更新しようとし たときに、データの矛盾が起きないようにするための仕組みはどれか。 ア：アクセス権限 イ：機密保護 ウ：排他制御 エ：リカバリ制御 キーワー キー ワードは ドは「同 「同時に 時に更新 更新」 」 「 デー データの タの矛盾 矛盾が起 が起きな きないよ いように うに」 」です です。 。 解説

この仕組 この 仕組みは みは「排 「排他制 他制御」 御」です です。 。

解答：ウ 解答 ：ウ

基本情報技術者 基本情報 技術者試験 試験 平成 26 年秋

トランザクションの同時実行制御に用いられるロックの動作に関する記述の うち、適切なものはどれか。 ア：共有ロック獲得済の資源に対 共有ロック獲得済の資源に対して、別のトランザクションか して、別のトランザクションからの新たな らの新たな 共有ロックの獲得を認める。 イ：共有ロック獲得済の資源に対して、別のトランザクションからの新たな 専有ロックの獲得を認める。 ウ：専有ロック獲得済の資源に対して、別のトランザクションからの新たな 共有ロックの獲得を認める。 エ：専有ロック獲得済の資源に対して、別のトランザクションからの新たな 専有ロックの獲得を認める。

解説

共有ロックはデータベースを参照する際にかけるロックで、別のト ランザクションからも新たに共有ロックをかけることが可能です。 解答：ア

316  

8-6

データベース管理システム

基本情報技術者試 基本情報 技術者試験 験 平成 23 年特別

データベースの更新前や更新後の値を書き出して、データベースの更新記録 として保存するファイルはどれか。

第  8 章 ●

ア：ダンプ ダンプファイ ファイル ル デ ー タ ベ ー ス

イ：チェックポイントファイル ウ：バックアップファイル エ：ログファイル データベースの更新履歴を保存したファイルは、ログファイルで 解説

す。

解答：エ

317  

 

8

 7

★ ★

データベースの応用技術

●分散データベース データベースでは顧客データや取引データなど、大事なデータを大量に管理して います。データを1つの場所だけで管理していると、もし火災や地震などの災害が 発生した場合には、すべてのデータが失われて取り返しがつかなくなる可能性があ ります。そこで現在は、データを遠隔地にある複数のデータベースに分散させて管 理する分散データベースが利用されています。

●透過性

分散データベースでは、データ自体はあちこちの場所に分散していますが、 あたかも1つのデータベースとして取り扱えるようになっています。そのた め、ユーザやアプリケーションプログラムは、データベースが分散されてい ることを意識することなく利用できます。これを 分散データベースの透過性 といいます。分散データベースの透過性を実現するには、複数のデータベー スのデータに矛盾が生じないように、トランザクションが終わるたびに同期を とる必要があります。 〈分散データベースの透過性〉   













●データウェアハウス データウェアハウス は、企業のさ 企業のさまざまな活 まざまな活動を通して 動を通して得られた大 得られた大量のデータ 量のデータを、 を、

整理・統合して蓄積した大規模なデータベースです。情報分析や意思決定を行うた めに利用します。

318  

8-7 データベースの応用技術

●データマート データマートは、データウェアハウスに保存されたデータから、ユーザの使用目

的に応じて取り出した目的別のデータベースです。経営者・経理部門・マーケティ ング部門などデータ分析を行うユーザごとに構築されます。取り扱うデータのサイ ズが小さくなり、 ズが小さ くなり、専用の集 専用の集計ツール 計ツールなどを利用 などを利用できるた できるため、 め、処理効率が 処理効率が向上します 向上します。 。

●データマイニング データマイニング は、蓄積された大量のデータから統計的な手法を使って意味の

ある情報や規則性を見つけ出す技術です。マイニングは発掘するという意味です。 有名な例としては、米国大手スーパ 有名な例としては 、米国大手スーパーマーケットの ーマーケットのウォルマートによ ウォルマートによる る「 オムツと ビールの法則」があります。蓄積された POS POSデータから、オムツとビールが同時 データから、オムツとビールが同時

第  8 章 ●

デ ー タ ベ ー ス

に購入されることが多いということが判明しました。このように、通常ではなかな か発想できない法則や傾向を、統計的解析などで発見することができます。

ココが 出る！

用語

［分散データ ［分散デ ータベー ベース ス ］：データを複数のデータベースに分散さ せて管理する ［分散データベースの透過性］：複数のデータベースを、論理的

に1つのデータベースとして使用する技術 ［データマイニ ［データマ イニング ング ］ ：大量のデータから統計的な手法を使っ

て意味のある情報や規則性を見つけ出す技術

319  

基本情報技術者 基本情報 技術者試験 試験 平成 21 年秋

分散データベースの透過性の説明として、適切なものはどれか。 ア：クライアントのアプリケーションプログラムは、複数のサーバ上のデー タベースをアクセスする。アプリケーションプログラムは、データベー スがあたかも一つのサーバ上で稼働しているかのようにアクセスできる。 イ：クライアントのアプリケーションプログラムは、複数のサーバ上のデー タベースをアクセスする。アプリケーションプログラムはどのサーバ上 のデータベースをアクセスするのかを知っている必要がある。 ウ：複数のクライアントのアプリケーションプログラムが、一つのサーバ上 のデータベースを共有してアクセスする。 エ：複数のクライアントのアプリケーションプログラムは、一つのサーバ上 のデータベースを、サーバ上のアプリケーションプログラムを介してア クセスする。

解説

分散データベースは、ネットワーク上の複数のデータベースを、論 理的に1つのデータベースとして使用する技術です。そのため、ア

プリケーションプログラムからは、データの存在場所を気にかけることな くアクセスできます。

解答：ア

基本情報技術者 基本情報 技術者試験 試験 平成 19 年秋

データマイニングの説明として、適切なものはどれか。 ア：大量のデータを高速に検索す 大量のデータを高速に検索するための並行的アクセス手法 るための並行的アクセス手法 イ：大量のデータを統計的、数学 大量のデータを統計的、数学的手法で分析し、法則や因果関 的手法で分析し、法則や因果関係を見つけ 係を見つけ 出す技術 ウ：販売実績や製造実績などの時 販売実績や製造実績などの時系列データを大量に蓄積するデ 系列データを大量に蓄積するデータベース ータベース の保存手法 エ：ユーザの利用目的に合わせて ユーザの利用目的に合わせて、部門別のデータベースを作成 、部門別のデータベースを作成する技術 する技術

解説

データマイニングは、蓄積された大量のデータから統計的な手法を 使って意味のある情報や規則性を見つけ出す技術です。

解答：イ

320  

セキュリティ

 

★ ★ ★

9

1

情報セキュリティ

●情報セキュリティとは アドレス帳に登録された連絡先のデータや、Webサイトにログインしたときの パスワード、ネットショッピングをするときに入力したクレジットカードのデータ など、これらのデータはすべて、大事な 情報資産であり、なくしてしまったり、盗 まれて悪用されたりすると大変です。そのため、さまざまな対策をして守らなけれ ばなりません。これを 情報セキュリティといいます。情報セキュリティとは、情報 かようせい

資産の機密性、完全性、可用性を維持することです。 ●機密性 ろ

情報を不正アクセスから守り、第三者への情報漏 えいをなくすことです。デー タの暗号化などの技術により向上させることができます。 ●完全性

情報が作られたときから、書き換えられたり欠けていない、完全で正しいこと です。ディジタル署名などの技術により向上させることができます。 ●可用性

利用者が必要なときに情報資産を使えることです。定期バックアップなどで向 上させることができます。

こ れ も こ  知っ と

電子透かし 画像、音声、動画等のディジタルコンテンツに情報を埋め込む 技術です。作者名、課金情報、コピー可能回数といった情報を 埋め込むことにより、不正コピーやデータの改ざんを判別する ことができます。

322  

9-1 情報セキュリティ

平成26年春試験から、午前試験では情報セキュリティ分野の出 題比率が高くなりました。また午後試験では同分野が選択問題か ら必須問題に変更になっています。

第  9 章 ●

きょう

●情報資産における脅威 情報セキュリティ対策を行うには、まず情報資産が、どのような脅威にさらされ ているのかをきちんと把握する必要があります。情報がさらされている脅威には、 じんてき

技術的脅威、人的脅威、物理的脅威の3種類があります。 ●技術的脅威

コンピュータ技術を使った脅威を 技術的脅威といいます。技術的脅威は、不正

セ キ ュ リ テ ィ

アクセスやコンピュ アクセスや コンピュータウイル ータウイルスをはじめ スをはじめ、 、 さまざまな手口や さまざま な手口や攻撃があり 攻撃があります。 ます。 ・フィッシング 

銀行などを装った偽 のWebサイトを作り、URLを載せた電子メールを送り、 ユーザにアクセスさせて暗証番号やパスワードをだまし取ることをフィッシ ングといいます。 ・DNSキャッシュポイズニング

PCが参照するDNSサーバに誤ったドメイン管理情報を覚え込ませて、偽 のサーバに誘導する攻撃を DNSキャッシュポイズニングといいます。 ・SQLインジェクション

Webアプリケーション上で悪意のある問合せや操作を行う命令文を入力 して，データベースのデータを改ざんしたり不正に取得したりする攻撃を SQLインジェクション といいます。この攻撃を防ぐためには、入力中の文

字が、データベースヘの問合せや操作において特別な意味をもつ文字として 解釈されないように無効化します。

323  





・DoS攻撃 サーバに大量のデータを送信し、サーバの機能を停止させる攻撃をDoS攻 撃といいます。 ・ディレクトリトラバーサル攻撃

管理者が意図していないパスでWebサーバ内のファイルを指定し、許可さ れていないファイルを不正に閲覧する攻撃をディレクトリトラバーサル攻撃 といいます。

・Webビーコン Web ページなどに小さい画像を埋め込み、ユーザ ページなどに小さい画像を埋め込み、ユーザのアクセス動向などの情 のアクセス動向などの情

報を収集する仕組みのことを、 Webビーコンといいます。 ・キーロガーの悪用 キーロガーは、もともと利用者をサポートするために、キーボード入力を監

視して記録するソフトウェアです。こっそりパソコンに仕掛けて、ネットバ ンキング利用時に、利用者が入力したパスワードを収集するなど悪用の手口 として使われます。

ココが 出る！

用語

：情報を埋め込むことにより、不正コピーやデー ［電子透かし］ タの改ざんを判別する ［フィッシン ［フィ ッシング グ ］：偽のサイトにアクセスさせて情報を盗む

：DNSサーバに誤ったドメ ［ DNS キャ キャッシ ッシュポ ュポイズ イズニン ニング グ］ イン管理情報を覚え込ませて偽サーバに誘導 ［ SQL インジ インジェクシ ェクション ョン ］：Webアプリケーション上で悪意

のあるSQL文を入力してデータベースのデータを改ざん、不 正に取得 ［DoS攻撃］：大量のデータを送りつけてサーバの機能を停止

させる ［ディレクトリトラバーサル攻撃］：管理者が許可していないパ

スで、Webサーバ内のファイルに不正アクセス ：小さい 小さい画像 画像を埋め を埋め込み、 込み、アクセ アクセス動向 ス動向を収 を収集する 集する ［ Web ビーコン］ 324  

9-1 情報セキュリティ

が コ出 コ る！

用語

［キーロガー］：パソコンに仕掛けて入力パスワードを収集し悪

用

●人的脅威

「人」が原因 「人」 が原因である である脅威を 脅威を 人的脅威 といいます。コンピュータの置き忘れや操

第  9 章 ●

作ミスなど、情報のもち主のうっかりミスによるものや、内部関係者が意図的 に情報を漏えいしたりすることがこれに当たります。

セ キ ュ

・ソーシャルエンジニアリング

リ テ ィ

システム管理者などを装って、利用者に問い合わせてパスワードを聞き出し たり、緊急事態 緊急事態を装って を装って組織内部の 組織内部の機密情報を 機密情報を聞き出した 聞き出したりするなど りするなど、 、人間の 心理の隙をついて情報を盗む行為をソーシャルエンジニアリングといいます。 ・なりすまし

盗んだIDやパスワードなどを使い、ネットワーク上でその人のふりをする ことをなりすましといいます。なりすましによって、情報を盗んだり、他人 に迷惑な行動をしたりします。 ・サラミ法

不正行為が表面化しない程度に、多数の資産から少しずつ詐取する方法をサ ラミ法といいます。 ●物理的脅威

大雨や地震、落雷などの災害、またはコンピュータの故障など、コンピュータ が物理的に損害を受けて情報を失う脅威を 物理的脅威といいます。空き巣によ るコンピュータの盗難や破壊などもこれに当たります。

ココが 出る！

用語

：人間の心理の隙をついて機 ［ ソーシ ソーシャルエ ャルエンジニ ンジニアリン アリング グ］ 密情報を聞き出す ：表面化しない程度に、多数の資産から少しずつ詐取 ［サラミ法］ 325  

●リスクアセスメント これまで説明してきたようなさまざまな脅威が発生する可能性のことを、 リスク といいます。情報資産に対するリスクを洗い出し、リスクによって発生する可能性 のある損害を明らかにした上でリスク対応を策定する一連のプロセスを リスクアセ スメントといいます。分析によって得られた損失額と発生確率から、リスク発生時

の被害の大きさを評価し、優先度をつけて対応を検討します。 リスク対策には、次のような対応方法があります。 〈リスク対策の種類〉

種別

内容

例

リスク回避   リスクの原因を排除すること。損失額が大きく発生 個 人 情 報 の 破 棄 、 率の高いリスクに対して行う対策 Web公開の停止など リスク移転 リスクを他者に肩代わりしてもらうこと。損失額が 保険への加入など （リスク共有） 大きく発生率の低いリスクに対して行う対策 リスク軽減   リスクによる損失を許容範囲内に軽減させること。損 情報の暗号化など

失額が小さく発生率は高いリスクに対して行う対策 リスク保有   対策を講じないでリスクをそのままにしておくこと。

損失額も発生率も小さいリスクに対して行う対策

ココが 出る！

用語

［リスクアセス ［リスクア セスメン メント ト ］：予測リスクを洗い出し評価・分析。

損失額と発生確率に応じて、対応を優先順位付け スキル

→リスクの種別とそれぞれの事例について、答えられるように しておこう。

●情報セキュリティマネジメントシステム 情報セキュリティを維持するためには、企業などが情報を適切に管理し、機密 を守るための仕組みを確立し、継続的な改善をしていくことが必要です。この アイエスエムエス

インフォメーション

仕組みを、 情報セキュリティマネジメントシステム また または は I SM S（ Information セキュリティ

マネジメント

システム

Security Management System）といいます。

326  

9-1 情報セキュリティ

ISMS確立の手順は、おおよそ次のような流れで行います。 ①リスクの分析と評価 ②リスク対応のための管理目的および管理策の選択 ③適用宣言書の作成

ココが 出る！

スキル

→ISMS確立の手順について、分析→評価→対応策の決定→宣 言というおおまかな流れを覚えておこう。

●情報漏えいを防ぐ方法 情報漏えいを防ぐためには、機密情報を適切に取り扱う必要があります。具体的 な対策として、次のような方法があります。 ●機密ファイルをノート型PCに入れて持ち歩く場合

機密ファイルをノート型PCに入れて持ち歩く場合、盗難や紛失のリスクがあ

第  9 章 ●

セ キ ュ リ テ ィ

るため、ハードディスクの内容を暗号化することで情報漏えいを防ぎます。 ●機密ファイルを廃棄する場合

機密ファイルが保存されたパソコンを産業廃棄物処理業者に引き渡して廃棄す る場合、磁気ディスクの全領域を複数回上書きするなど、データを完全に消去 する必要があります。 ●機密ファイルをメールで送信する場合

機密ファイルにパスワードを設定してメール添付する場合、パスワードはその メールには記載せず、別の手段で相手に伝えるようにします。宛先を間違えて 機密ファイルが誤送信された場合にも、情報漏えいを防ぐことができます。

ココが 出る！

スキル

→情報漏えいを防ぐための具体的な方法を覚えておこう。

327  

基本情報技術者 基本情報 技術者試験 試験 平成 27 年春

SQLインジェクション攻撃の説明はどれか。 ア：Webアプリケーションに問題があるとき、悪意のある問合せや操作を 行う命令文を入力して、データベースのデータを不正に取得したり改ざ んしたりする攻撃 イ：悪意のあるスクリプトを埋め込んだWebページを訪問者に閲覧させて、 別のWebサイトで、その訪問者が意図しない操作を行わせる攻撃 

ウ：市販されているDBMSの脆弱性を利用することによって、宿主となる データベースサーバを探して自己伝染を繰り返し、インターネットのト ラフィックを急増させる攻撃 エ：訪問者の入力データをそのまま画面に表示するWebサイトに対して、 悪意のあるスクリプトを埋め込んだ入力データを送ることによって、訪 問者のブラウザで実行させる攻撃

解説

SQLインジェクションは、Webアプリケーション上で悪意のある SQL文を入力してデータベースのデータを改ざん、不正に取得す

る攻撃です。

解答：ア

基本情報技術者 基本情 報技術者試験 試験 平成 26 年春

情報セキュリ 情報セ キュリティに ティにおける おける“完全 “完全性” 性”を脅か を脅かす攻撃 す攻撃はどれ はどれか。 か。 ア：Webページの改ざん イ：システム内に保管されているデータの不正コピー ウ：システムを過負荷状態にするDoS攻撃 エ：通信内容の盗聴

解説

完全性とは、情報が書き換えられたり欠けていない状態です。Web ページの改ざんは、完全性を脅かす攻撃です。

解答：ア

328  

9-1 情報セキュリティ

基本情報技術者 基本情報 技術者試験 試験 平成 25 年秋

リスク共 リス ク共有 有（リ （リスク スク移転 移転） ）に該 に該当す 当するも るものは のはどれ どれか。 か。 ア：損失の発生率を低下させること イ：保険への加入などで、他者との間でリスクを分散すること 第  9 章

ウ：リスクの原因を除去すること エ：リスクを扱いやすい単位に分解するか集約すること

●

解説

リスク共有は、リスクを他者と共有し分散することです。 解答：イ

セ キ ュ リ テ ィ

基本情報技術者 基本情報 技術者試験 試験 平成 26 年秋

情報漏えい対策に該当するものはどれか。 ア：送信するデータにチェックサムを付加する。 イ：データが保存されるハードディスクをミラーリングする。 ウ：データのバックアップ媒体のコピーを遠隔地に保管する。 エ：ノート型 PC のハードディスクの内容を暗号化する。

解説

ノート型PCは盗難や紛失のリスクが高いため、ハードディスクの 内容を暗号化することで情報漏えいを防ぎます。

解答：エ

329  

9

 

2

★ ★ ★

コンピュータウイルス

●コンピュータウイルスとは コンピュータウイルスは、経済産業省が定めた コンピュータウイルス対策基準 に おいて、「第三 「第三者のプロ 者のプログラムや グラムやデータベ データベースに対 ースに対して意 して意図的に何 図的に何らかの被 らかの被害を及 害を及 ぼすように作られたプログラムであり、次の機能を 1 つ以上有するもの」と定義さ れています。 〈コンピュータウイルスの3機能〉

①自分自身をほかの ①自分自 身をほかのプログラム プログラムにコピーし にコピーし伝染させ 伝染させる る「自己伝染 「自己伝染機能」 機能」 ②特定の日時や処理 ②特定の 日時や処理回数に至る 回数に至るまで症状を まで症状を出さない 出さない「潜伏機 「潜伏機能」 能」 ③ファイルの破壊や ③ファイ ルの破壊や、設計者の 、設計者の意図しない 意図しない動作をす 動作をする る「発病機能 「発病機能」 」

こ れ も こ  知っ と

マルウェア 近年では、この定義に当てはまらないさまざまな種類のウイル

スが増えてきたため、悪意のあるソフトウェア全般を マルウェ アと呼びます。

●コンピュータウイルスの種類 コンピュータウイルスには、次のようなものがあります。 〈コンピュータウイルスの種類〉

種類

特徴

マクロ型ウイルス  

ワープロソフトや表計算ソフトなどのマクロ機能を使って 感染するウイルス。ファイルを開くだけで感染

ファイル感染型ウイ 拡張子com、exe、sysなどの実行型ファイルに感染する

ウイルス。感染プログラムを実行することで感染

ルス

システム領域感染型 コンピュータ起動時、最初に読み込まれるシステム領域

（ブートセク タなど）に感染するウ （ブートセクタなど） に感染するウイルス。コン イルス。コンピュータを ピュータを 起動することで感染

ウイルス

330  

9-2 コンピュータウイルス

種類

トロイの木馬

特徴

 

ワーム型ウイルス  

何も問題のない普通のソフトを装ってコンピュータに侵入 し、データの破壊や改ざん、ファイルの外部流出などを行 うウイルス。自己増殖することはない 単独で動作し、ネットワーク経由で他のコンピュータに入 り込んで自己増殖していくウイルス

第  9 章 ●

ココが 出る！

用語

［トロイの木馬］：普通のソフトを装ってコンピュータに侵入。

データの破壊や改ざんなどを行う

●コンピュータウイルスへの対策 コンピュ コン ピュータ ータウイ ウイルス ルスに対 に対する する予防 予防・検知・感染 感染後の 後の対応 対応につ について いても、 も、 「コンピュー 「コンピュー タウイルス対策基準 タウイル ス対策基準」 」にまとめ にまとめられていま られています。 す。 ●ウイルスの予防

セ キ ュ リ テ ィ

ウイルスの感染源は、主に電子メールとWebサイトです。電子メールによる 感染を防ぐには、知らない人から送られてきた添付ファイルをむやみに開かな いことが重要です。Webサイトの閲覧による感染を防ぐには、ブラウザに怪 しいWebサイトは表示しない設定をしておくなどの対策方法があります。ま ぜい

た、PCの脆 弱性を突いて感染しないように、OSやアプリケーションの修正 パッチを適切に適用します。 ●ウイルスの検知

コンピュータには、必ず ウイルス対策ソフトをインストールしておきます。ウ くじ ょ イルス対策ソフトは、 既知ウイルスの情報（ シグネチャコード ）を イルス対策ソフトは、既知ウイルスの情報 ウイルス定 義ファイルとしてもっていて、これと比較してウイルスの検知・駆 除を行いま

す。これを、パターンマッチング方式といいます。ウイルスは毎日新しい種類 のものが作られているので、最新のウイルスにも対応できるよう、ウイルス定 義ファイルは定期的に更新する必要があります。

331  

●感染後の対応

ウイルスに感染してしまったら、コンピュータをすぐにネットワークから切り 離すことが重要です。これは、ネットワークを通じてさらに感染を広げてしま うなど、被害の拡大を防ぐためです。

こ れ も こ  知っ と

逆アセンブル 新種ウイルスの動作を解明するのに有効な手法として、 逆アセ ンブルがあります。バイナリコードからソースコードに変換す

ることで、新種ウイルスの動作を解明します。

ココが 出る！

用語

：既知 既知ウイ ウイルス ルス情報 情報（シ （シグネ グネチャ チャコー コー ［パターンマッチング方式］ ド ）を使用して、対象ファイルと を使用して、対象ファイルと比較しウイルスを検出 比較しウイルスを検出 スキル

→ウイルス（ マルウェア ）対策について、適切 対策について、適切な方法を覚えて な方法を覚えて おこう。

基本情報技術者 基本情 報技術者試験 試験 平成 25 年秋

クライアントPCで行うマルウェア対策のうち、適切なものはどれか。 ア：PCにおけるウイルスの定期的な手動検査では、ウイルス対策ソフトの 定義ファイルを最新化した日時以降に作成したファイルだけを対象にし てスキャンする。 ぜい

イ：ウイルスが PC の脆弱性を突いて感染しないように、OS 及びアプリ ケーションの修正パッチを適切に適用する。 ウ：電子メールに添付されたウイルスに感染しないように、使用しない TCPポート宛ての通信を禁止する。 エ：ワームが侵入しないように、クライアントPCに動的グローバルIPアド レスを付与する。

332  

9-2 コンピュータウイルス

定義ファイルの更新後は、すべてのファイルをスキャンする必要が 解説

あるため、アは誤り。使用しないTCPポート宛ての通信を禁止し

ても、メールの内容をチェックできずウイルス感染を防止できないので、 ウも誤り。クライアントPCに動的グローバルIPアドレスを付与しても、 ワームの侵入は防止できないためエも誤り。

解答：イ

第  9 章 ●

基本情報技術者 基本情 報技術者試験 試験 平成 20 年秋

データの破壊、改ざんなどの不正な機能をプログラムの一部に組み込んだも

ィ

のを送ってインストールさせ、実行させるものはどれか。 ア：DoS攻撃 イ：辞書攻撃 ウ：トロイの木馬 エ：バッファオーバフロー攻撃

解説

キーワードは キーワ ードは「 データ データの破壊 の破壊、改ざ 、改ざんなど んなどの不正 の不正な機能 な機能」 」 「 プログ プログラ ラ ムの一部に組 ムの一 部に組み込ん み込んだ」 だ」です。

セ キ ュ リ テ

解答 ：ウ 解答：ウ

基本情報技術者 基本情 報技術者試験 試験 平成 26 年秋

ウイルス対策ソフトのパターンマッチング方式を説明したものはどれか。 ア：感染前のファイルと感染後のファイルを比較し、ファイルに変更が加 わったかどうかを調べてウイルスを検出する。 イ：既知ウイルスのシグネチャと比較して、ウイルスを検出する。 ウ：システム内でのウイルスに起因する異常現象を監視することによって、 ウイルスを検出する。 エ：ファイルのチェックサムと照合して、ウイルスを検出する。

解説

パターンマッチング方式は、既知ウイルス情報を使用して、対象の ファイルと比較してウイルスを検出します。シグネチャは、コンピ

ュータウイルスの情報やパターンです。

解答：イ

333  

9

 

★ ★ ★

暗号化と認証

3 ●データの暗号化 とは、その名のと の名のとおり、デ おり、データを ータを第三者 第三者には解読 には解読できな できない い「暗号 「暗号文」 文」に変 暗号化 とは、そ 換することです。暗号化することによって、たとえ通信中にデータが他の人に盗ま れてしまっても、データの内容を知られることはありません。暗号化したデータを 元に戻すことを復号といいます。 暗号化と復号には、それぞれ 鍵を使ってデータを変換します。鍵とは、データを 変換するための特別なデータです。この鍵の違いによって、さまざまな暗号方式が あります。 ●共通鍵暗号方式

暗号化と復号に同じ鍵を使う暗号方式を 共通鍵暗号方式といいます。データの 送信者と受信者が同じ 共通鍵をもっている必要があります。鍵はあらかじめ送 信者から受信者へ配布しておきますが、鍵を盗まれてしまうと誰でも復号でき てしまうので、鍵の受け渡しには注意が必要です。 共通鍵暗号方式は、暗号化と復号の処理が速いのが特徴です。しかし、データ を送る相手の数だけ鍵を作成する必要があるので、不特定多数の人にデータを

送るときには不向きです。  

代表的な共通鍵暗号方式には、 D E S や AES などがあります。 〈共通鍵暗号方式〉



 

    



  

 

334  

9-3 暗号化と認証

●公開鍵暗号方式

暗号化するときと復号するときに、それぞれ対になる2つの鍵を使う暗号方式 を公開鍵暗号方式といいます。受信者は、あらかじめ暗号化に使う 公開鍵をイ ンターネットなどで公開しておき、送信者はその鍵を使ってデータを暗号化 します。復号は、受信者がもっている 秘密 秘密鍵 鍵 で行います。公開鍵は公開して もかまいませんが、秘密鍵は受信者以外には知られないようにしなくてはな りません。

第  9 章 ●

鍵を公開しているので、不特定多数の相手からデータを受け取るのに向いてい ますが、暗号化と復号の処理に時間がかかるという短所があります。 代表的な公開鍵暗号方式には、巨大な数の素因数分解の困難さを利用した 



R S A や楕円曲線暗号などがあります。 〈公開鍵暗号方式〉

   

   

 

    



  

 

セ キ ュ リ テ ィ

試験問題では、暗号化するときに使う鍵を暗号化鍵、復号に使う 鍵を復号鍵と表記しています。公開鍵暗号方式では、暗号化鍵＝ 受信者の公開鍵、復号鍵＝受信者の秘密鍵となります。

ココが 出る！

用語

［共通鍵暗号方式］ ：同じ鍵 ：同 じ鍵（共 （共通鍵 通鍵） ）で暗 で暗号化 号化・復 ・復号を 号を行う 行う ［公開鍵暗号方式］ ：受信者の公開鍵で暗号化し、秘密鍵で復号

する ［RSA］：巨大な数の素因数分解の困難さを利用した公開鍵暗

号方式

335  

●ディジタル署名 公開鍵暗号方式を応用した技術を用いて、ディジタルデータに、自分が作成した データであることを証明するために署名を付けることができます。これを ディジタ といいます。ディジタル ディジタル署名は、ハッ 署名は、ハッシュ関数 シュ関数（「4-6 探索アルゴ 探索アルゴリズム リズム 」 ル署名 といいます。 参照）を使って、メ を使って、メッセージから ッセージからメッセージダ メッセージダイジェスト イジェストと呼ばれる要 と呼ばれる要約データを 約データを 作成、さらに自分の秘密鍵を使って暗号化したものです。 受信者は、メッセージとディジタル署名を受け取ります。メッセージはハッシュ 関数を使ってメッセージダイジェストを作成、ディジタル署名は送信者の公開鍵で 復号することでメッセージダイジェストを作成します。 メッセージダイジェストを比較し一致すれば、メッセージの内容が送信中に改ざ んされておらず、送信者本人が作成したものであることが証明できます。 〈ディジタル署名〉

  



 

  

 

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   

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

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    

  

こ れ も こ  知っ と

 

ディジタル証明書をスマートフォンに導入 社員が利用するスマートフォンにディジタル証明書を導入する ことで、社内システムヘアクセスするとき、そのスマートフォ ンがアクセスを許可されたデバイスであることを確認できま す。

336  

9-3 暗号化と認証 エ

●認証 ●認 証局（ CA ） 公開鍵が本当に本人のものであるか、その正当性を証明するための第三者機関を サーティフィケーション

オ ー ソ リ テ ィ

認証局（ CA：C ertifcation Authority ）といいます。認証局は、通信相手から といいます。認証局は、通信相手からの の 申請に基づいてディジタル証明書を発行し、公開鍵が本人のものであることを証明 します。

第  9 章

〈認証 局 （ CA ） 〉

●

  

 

  

エエエ

●SS L    

   

  ヤ

SSL（ Secure Socket Layer ）は、インターネット は、インターネット上でセキュリティ 上でセキュリティを確保す を確保す

るために、Webサーバとクライアント間の通信を暗号化するプロトコルです。公 開鍵暗号方式や共通鍵暗号方式などのセキュリティ技術を使って、データの盗聴や 改ざんを防ぎます。Web ブラウザに標準搭載され、インターネット上で安全にデー タをやりとりするための業界標準となっています。

セ キ ュ リ テ ィ

こ れ も こ  知っ と

ピ

エ    

IPsecとS/MIME IPsec は、インターネットで暗号通信を行うための規格です。

IPパケットを暗号化して送受信することでセキュリティを高 めることができます。 

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S / M I M E（ S e c u r e / M u l t i p u r p o s e I n t e r n e t M ail 

Extensions ）は、電子メールの公開 は、電子メールの公開鍵暗号方 鍵暗号方式による暗 式による暗号化 号化 とディジタル署名について定めた標準規格です。

337  

ココが 出る！

用語

［ディジタル署名］：データ送信者の証明と改ざんされていない

かどうかを確認する技術 ［C A ］ ：公開鍵の正当性を証明する第三者機関 ［SSL］：インターネット上でデータを安全にやりとりする業

界標準プロトコル スキル

→公開鍵暗号方式やディジタル署名においてデータを暗号化、 復号する際に、誰のどの鍵を使うかを理解しておこう。

基本情報技術者 基本情 報技術者試験 試験 平成 23 年特別

非常に大きな数の素因数分解が困難なことを利用した公開鍵暗号方式は どれか。 ア：AES

解説

イ：DSA

ウ：IDEA

エ：RSA

RSA暗号を解読するには、非常に大きな数を素因数分解する必要 があります。

解答：エ

基本情報技術者 基本情報 技術者試験 試験 平成 24 年春

文書の内容を秘匿して送受信する場合の公開鍵暗号方式における鍵と暗号化

アルゴリズムの取扱いのうち、適切なものはどれか。 ア：暗号化鍵と復号鍵は公開するが、暗号化アルゴリズムは秘密にしなけれ ばならない。 イ：暗号化鍵は公開するが、複号鍵と暗号化アルゴリズムは秘密にしなけれ ばならない。 ウ：暗号化鍵と暗号化アルゴリズムは公開するが、復号鍵は秘密にしなけれ ばならない。 エ：復号鍵と暗号化アルゴリズムは公開するが、暗号化鍵は秘密にしなけれ ばならない。

338  

9-3 暗号化と認証

解説

公開鍵暗号方式では、暗号化鍵と暗号化アルゴリズムは公開されま すが、復号鍵は秘密にしておかなければなりません。

解答：ウ

基本情報技術者 基本情報 技術者試験 試験 平成 26 年秋

第  9 章

ディジタル証明書をもつA氏が、B商店に対して電子メールを使って商品の

●

注文を行うときに、A氏は自分の秘密鍵を用いてディジタル署名を行い、B 商店はA氏の公開鍵を用いて署名を確認する。この手法によって実現でき ることはどれか。ここで、A 氏の秘密鍵は A 氏だけが使用できるものとする 氏だけが使用できるものとする。 。 ア：A氏からB商店に送られた注文の内容は、第三者に漏れないようにでき る。 イ：A氏から発信された注文は、B商店に届くようにできる。 ウ：B商店に届いた注文は、A氏からの注文であることを確認できる。 エ：B商店は、A氏に商品を売ることが許可されていることを確認できる。

解説

ディジタル署名によって実現できるのは、送信者であるA氏本人の 注文であることです。また、A氏の注文が改ざんされていないこと

も確認できます。

解答：ウ

セ キ ュ リ テ ィ

339  

9

 

4

★ ★ ★

  ネットワークセキュリティ

●ネットワークセキュリティ技術 コンピュータをネットワークに接続すると、ネットワークを介して他のコン ピュータにアクセスできるので便利ですが、逆に他のコンピュータから不正にアク セスされてしまう危険性もあります。そのため、ネットワークを介した不正なアク セスを防止するためのさまざまな技術があります。

●ユーザ認証 アイディー

データにアクセ データ にアクセスする スするときに ときに I D とパスワード とパスワードの入力を求め、 の入力を求め、ユーザ本人によ ユーザ本人による る アクセスであることを確かめます。これを ユーザ認証 といいます。ただしIDとパ スワードを盗まれると、本人以外でもアクセスできてしまうため、パスワードは定 はいりょ

期的に変更するなどの配 慮が必要です。 ●パスワードのハッシュ化

パスワードを保管する際は、パスワードそのものではなくハッシュ関数で変換 したハッシュ値を登録します。これをハッシュ化といいます。認証時も同様に 入力パスワードをハッシュ化し、ハッシュ値で比較する方法がとられます。万 が一ハッシュ値が が一ハッ シュ値が流出しても 流出しても、 、パスワード パスワードそのものを そのものを得ることが 得ることができないた できないため、 め、 よく用いられている方法です。

〈パスワードのハッシュ化〉 



 

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 

 

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

 



    



340  

9-4 ネットワークセキュリティ

こ れ も こ  知っ と

ハッシュ値を使ったコンテンツ改ざん検知 ハッシュ値は、Webサーバなどのコンテンツ改ざんの検知に も利用されます。Web Webサーバのコンテンツの各ファイ サーバのコンテンツの各ファイルのハッ ルのハッ シュ値を保管しておき、定期的に各ファイルからハッシュ値を 生成し比較することで、コンテンツが改ざんされていないか チェックします。

第  9 章 ●

    

● RADIUS  モ  

 

 

  

   

ervice ce ）は、ネット RADIUS（ Remote Authentication Dial I n User Servi ワークにアクセスしてきた利用者を認証サーバを使って認証するシステムで す。無線 LAN や VPN 接続などで使われます。 ●バイオメトリクス認証 

文字や数字を入力するパスワードではなく、人間の指紋や目の虹 彩などの身体 的特徴によって認証を行うのが、バイオメトリクス認証（生 （生体認 体認証） 証）です。 です。バ バ イオメトリクス認証には、身体的特徴を抽出して認証する方式のほかに、署 名するときの速度や筆圧から行動的特徴を抽出して認証する方式もあります。 IDやパスワードに比べて、なりすましの危険性が少なく、高い信頼性と利便 性を備えていますが、一方で装置の調整には、本人を誤って拒否する確率と他 人を誤って許可する確率の双方を考慮に入れる必要があります。

こ れ も こ  知っ と

虹彩認証 バイオメトリクス認証の一種で、瞳孔の外側にある虹彩と呼ば

セ キ ュ リ テ ィ

れる環状部分のパターンで本人確認を行う認証方式を 虹彩認証 といいます。大人は虹彩が変化しないので、認証デバイスでの パターン更新がほとんど不要です。

ココ が 出る！

用語

：無線LANやVPN接続などで使用される利用者 ［RADIUS］ 認証システム

341  

ココが 出る！

用語

［バイオメトリクス認証］：人間の指紋や虹彩など身体的特徴に

よって認証。筆記速度や筆圧など行動的特徴により認証する方 式もある スキル

→バイオメトリクス認証において、身体的特徴と行動的特徴を 抽出して認証する方式には具体的にどんなものがあるか理解し ておこう。

●ファイアウォール ラ

ン

LANなどの内部ネットワークとインターネットなどの外部ネットワークの間に 配置し、LANへ不正なアクセスができないようにするシステムを ファイアウォー ルといいます。

ファイアウォールを設置すると、内部ネットワークと外部ネットワークの間に、 ディーエムゼット

どちらからも隔離された区域ができます。これを D M Z（非武 （非武装地帯 装地帯） ）といい といいます。 ます。 例えば、WebサーバとDBサーバで構成された利用者向けのサービスをインター ネットに公開 ネット に公開する場 する場合、 合、以下の 以下のように ようにサーバ サーバを設置 を設置するこ することが一 とが一般的で 般的です。 す。インタ インター ー ネットへ情報を公開するWebサーバはDMZに置き、重要なデータを持つDBサー バは不正アクセスを防ぐため内部ネットワークに配置します。 〈ファイアウォ 〈ファ イアウォール ール 〉 





 







342  

9-4 ネットワークセキュリティ

こ れ も こ  知っ と



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WAF Webアプリケーションのやりとりを管理することによって不正   

侵入を防御することのできるファイアウォールを WAF（ Web          Application Firewal irewalll ）といいます。Web サーバに サーバに渡される入 渡される入 力内容などをチェックし、SQLインジェクションなどの攻撃や 不正と見なされたアクセス要求を遮断します。

第  9 章 ●

●パケットフィルタリング パケットのあて先 IP アドレスや送信元 IP アドレス、ポート番号を判別して、ネッ トワークへの通過を許可したり、遮断したりする技術を パケットフィルタリングと いいます。これによって不正侵入を試みるパケットを排除します。ルータやファイ アウォールに実装されています。

こ れ も こ  知っ と

ARPを利用した通信可否判定 ARPは、IPアドレスからMACアドレスを動的に取得するプ ロトコルです。この仕組みを利用することで、PCのMACア ドレスを確認し、事前に登録されているMACアドレスをもつ 場合だけ通信を許可することができます。無線LANのクライ アント認証などで使われています。

●プロキシ 内部ネットワークにあるコンピュータのアクセスを中継し、代理でインターネット

セ キ ュ リ テ ィ

へ接続を行うコンピュータを、プロキシといいます。接続先にはプロキシがアクセス した履歴しか残らないため、内部ネットワークの IP アドレスを隠すことができます。

●ペネトレーションテスト コンピュータやネットワークのセキュリティ上の弱点を発見するために、システ ムを実際に攻撃して侵入を試みるテストを ペネトレーションテスト といいます。定 期的にテストをすることで、新たなセキュリティホールや設定ミスを発見し、シス 343  

テムの安全性を確保します。

●侵入検知システム

アイディーエス

Detection System ）ともいい、コン 侵入検知システムは、 I D S（ Intrusion Detection ピュータやネットワー ピュータや ネットワークに対する クに対する不正行為を 不正行為を検出し、 検出し、通知する 通知するためのシス ためのシステムです。 テムです。 ネットワーク上の通信を解析し、侵入手口のパターンと一致した場合や、異常を検 出した場合には管理者へ通知します。

こ れ も こ  知っ と

バックドア 通常の経路以外から不正に侵入するために、侵入者がサーバに 仕掛けた裏の侵入経路をバックドアといいます。侵入や攻撃を 受けたサーバにはバックドアが仕掛けられた可能性が高いため、 ディスクのフォーマットやOSの再インストールが必要です。

ココが 出る！

用語

［ ファ ファイア イアウォ ウォール ール ］ ：内部ネットワークを外部攻撃から守る

もの ［DMZ］ ：外部と内部のネットワークの間にある地帯 ［ パケ パケット ットフィ フィルタ ルタリン リング グ ］： IP やポート やポート番号を識 番号を識別し、通過 別し、通過 させるパケットを制限 ［プロキ ［プロ キシ ］：代理でインターネットへ接続し内部ネットワー

クを隠す ［WAF］ ：Webアプリケーションの脆弱性への外部攻撃から

守るもの

［ ペネ ペネトレ トレーシ ーション ョンテス テスト ト］ ：システムを実際に攻撃して侵入

を試みるテスト ［バック ［バッ クドア ］：侵入者が通常の経路以外から不正侵入するた

めに仕掛けた裏経路

344  

9-4 ネットワークセキュリティ

基本情報技術者 基本情報 技術者試験 試験 平成 26 年秋

WAF（ Web Applicatio Applic ation n Fire Firewall wall ）を利用す を利用する目的はど る目的はどれか。 れか。 

ア：Webサーバ及びWebアプリケーションに起因する脆弱性への攻撃を 遮断する。 イ：Webサーバ内でワームの侵入を検知し、ワームの自動駆除を行う。 ウ：Webサーバのコンテンツ開発の結合テスト時にWebアプリケーション の脆弱性や不整合を検知する。

●

エ：Webサーバのセキュリティホールを発見し、OSのセキュリティパッチ を適用する。

解説

WAFは、Webアプリケーションのやり取りを管理することによっ て、SQLインジェクションなどの攻撃や不正と見なされたアクセ

ス要求を遮断します。

解答：ア

基本情報技術者 基本情報 技術者試験 試験 平成 27 年春

バイオメトリクス認証には、身体的特徴を抽出して認証する方式と行動的特 徴を抽出して認証する方式がある。行動的特徴を用いているものはどれか。 ア：血管の分岐点の分岐角度や分岐点間の長さから特徴を抽出して認証す る。 イ：署名するときの速度や筆圧から特徴を抽出して認証する。 ウ：瞳孔から外側に向かって発生するカオス状のしわの特徴を抽出して認証 する。 エ：隆線によって形作られる紋様からマニューシャと呼ばれる特徴点を抽出 して認証する。

解説

第  9 章

筆記時の速度や筆圧は、個人の行動的特徴です。

セ キ ュ リ テ ィ

 

解答：イ

345  

基本情報技術者 基本情報 技術者試験 試験 平成 26 年春

企業内ネットワークやサーバに侵入するために攻撃者が組み込むものはどれ か。 ア：シンクライアントエージェント イ：ストリクトルーティング ウ：ディジタルフォレンジックス エ：バックドア

解説

通常の経路以外から不正侵入するために、攻撃者はバックドアを組 み込みます。

解答：エ

346  

マネジメント

 

10

★ ★ ★

1

プロジェクトマネジメント

●プロジェクトマネージャの役割 プロジェクトとは、モノやサービスを作り出すための計画のことで、システム開

発もプロジェクトの1つです。プロジェクトの特性として、期間が決まっている有 期性と、今までに実施したことがない要素 今までに実施したことがない要素が含まれる独自性の が含まれる独自性の 2 つが挙げられます。 プロジェクトを管理することを プロジェクトマネジメント 、管理する人をプロジェ クトマネージャといいます。プロジェクトマネージャの仕事には、システム開発に

おけるコストの見積もりやスケジュール管理などがあります。 ●コストの見積もり

システムの開発工数や費用を見積もる手法には、ファンクションポイント法とい う考え方があります。画面数といった入出力などのシステム機能に着目し、すべ ての機能に処理内容の難易度に応じて「 ファンクションポイント 」という点数を つけ、機能の個数×点数を計算してシステム全体の開発規模を見積もります。 〈ファンクションポイントの計算〉 

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●スケジュール管理

システム開発全体のスケジュールを常に管理するのは大変なので、トップダウ ン方式で作業を細分化し、以下のように階層構造にして管理する手法が広く使 348  

10-1 ブ ワ  

      

プロジェクトマネジメント

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われています。これを W B S（ Work Breakdown Struc tructure ture ）といいます といいます。 。 〈WBS〉 

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第   10 章

●アローダイアグラム

●

プロジェクトを管理するとき、作業項目が多かったり、各作業の順序関係が入り 組んでいたりすると、スケジュール管理が大変です。その場合は、 アローダイアグ パート

ラム（ PERT ）を使って を使って図にする 図にするとわかりや とわかりやすくなりま すくなります。アロー す。アローダイアグラ ダイアグラムは、 ムは、

1 つひとつの作業を つひとつの作業を「→」 「→」で表し、矢印の上 で表し、矢印の上に作業名、下に所 に作業名、下に所要日数を記載しま 要日数を記載します。 す。 作業と作 作業 と作業の 業の結合 結合点は 点は「○ 「○」 」で表 で表しま します。 す。 〈アローダイアグラ 〈アローダイア グラム ム〉

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●クリティカルパス 各作業は、並行して進められるものもあれば、 各作業は、並行して進められるものもあれば 、「作業 D は、作業 は、作業A A が完了してい ないと始められない ないと始 められない」 」 といった制限があ といった 制限があることもあ ることもあります。 ります。例えば料理 例えば料理をするとき をするとき、 、

マ ネ ジ メ ン ト

材料を切ったり調味料を用意したりすることは並行して進められますが、材料を炒 めるのは、切ったあとにしかできないのと同じです。 作業Aから作業Fまであるとき、各作業の順序関係には次の制限があるとします。  

349  

〈制限〉

作業名

その前に完了していなければいけない作業

作業 C

 

作業 A

作業 D

 

作業A、作業B

作業 E

 

作業 C

作業 F

 

作業D、作業E

この場合、アローダイアグラムで表現すると、下の図のようになります。実際の 作業は存在せず、作業の前後関係だけを表す作業を ダミー作業といい、アローダイ アグラ アグ ラムで ムでは は「

」を使 を使い います ます。 。

〈並行した作業〉

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並行して進める作業がある場合、作業開始から作業終了までに複数の作業経路が できあがるわけですが、その中でも一番時間がかかる経路のことを クリティカルパ スといいます。先の図のクリティ といいます。先の図のクリティカルパスを求めると、 カルパスを求めると、 「 A → D → F 」の経路になり

ます。 〈クリティ 〈クリ ティカルパス カルパス 〉

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クリティカルパス上の作業は全部で22日かかっていることがわかります。この 日数が、プロジェクト全体の所要日数となります。そのため、クリティカルパス上 で遅れが生じるとプロジェクト全体が遅れてしまうので、特に注意して管理しなけ 350  

10-1

プロジェクトマネジメント

ればなりません。

●最早結合点時刻と最遅結合点時刻 作業経路上の対象となる作業において、もっとも作業を早く開始できる日時のこ とを最早結合点時刻といいま といいます。言い す。言い換えると 換えると、 、「いつか 「いつから次の作 ら次の作業に取り 業に取りかかれ かかれ るか」という という最短所 最短所要日数 要日数です。 です。 〈最早結合点時刻〉

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第   10 章

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一方、対象と 対象となる作 なる作業にお 業において、 いて、プロジ プロジェクト ェクト全体に 全体に影響を 影響を与えな 与えない範囲 い範囲で、 で、もっ とも作業を遅らせて開始した場合の日時を 最遅結合点時刻といいます。 「いつ まで に作業すれば全体の に作業す れば全体の進捗に影響 進捗に影響がでないか がでないか」 」を逆算し を逆算して求めます て求めます。 。 〈最遅結合点時刻〉

                   

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用語

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ココが 出る！

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マ ネ ジ メ ン ト

［プロジェク ［プロ ジェクト ト］ ：独自性や有期性がある ［ファンクションポイント法］：画面数といった入出力などのシ

ステム機能に着目し開発規模を見積もる

351  

ココが 出る！

用語

［WBS］ ：プロジェクトの作業をトップダウン方式で細分化し、

構造化する作業計画手法 ［ アロ アローダ ーダイア イアグラ グラム ム（ PE PERT RT ） ］ ：プロジェクトの日程計画に使 われる、各作業の順序関係を示した図 ［クリティ ［クリ ティカル カルパス パス ］ ：作業開始から終了までの経路で一番時間

がかかる経路。全体の遅れに直結する作業を把握できる スキル

→ファンクションポイントを計算できるようにしておこう →クリティカルパスの所要日数を計算できるようにしておこう →最早結合点日数、 →最早結合点日 数、最遅結合点日数 最遅結合点日数を計算できるよ を計算できるようにしておこう うにしておこう

基本情報技術者試 基本情報 技術者試験 験 平成 26年春

図のように、プロジェクトチームが実行すべき作業を上位の階層から下位の 階層へ段階的に分解したものを何と呼ぶか。 

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ア：CPM イ：EVM ウ：PERT エ：WBS

解説

プロジェクトの作業をトップダウン方式で分解し、構造化する作業 計画手法はWBSです。

解答：エ

352  

10-1

プロジェクトマネジメント

基本情報技術者試 基本情報 技術者試験 験 平成 26年秋

システム開発の見積方法の一つであるファンクションポイント法の説明とし て、適切なものはどれか。

ア：開発規模が分かっていることを前提として、工数と工期を見積もる方法 である。ビジネス分野に限らず、全分野に適用可能である。 イ：過去に経験した類似のシステムについてのデータを基にして、システム の相違点を調べ、同じ部分については過去のデータを使い、異なった部 分は経験から規模と工数を見積もる方法である。 ウ：システムの機能を入出力データ数やファイル数などによって定量的に計 測し、複雑さとアプリケーションの特性による調整を行って、システム

●

規模を見積もる方法である。 エ：単位作業量の基準値を決めておき、作業項目を単位作業項目まで分解 し、その積算で全体の作業量を見積もる方法である。

解説

ファンクションポイント法では、入出力データ数やファイル数など のシステム機能の個数や複雑さに着目してシステム規模を見積もり

ます。

解答：ウ

基本情報技術者 基本情 報技術者試験 試験 平成 22年春

九つの作業からなるプロジェクトがある。作業Eの所要日数を9日から6日 に短縮すると、このプロジェクトの最短作業日数を何日短縮できるか。

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ア：0（短縮できない） イ：1

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第   10 章

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マ ネ ジ メ ン ト

ウ：2 エ：3

353  

解説

作業Eの所要日数が9日のときは、クリティカルパスはA→D→E → G → I となり、 最短作業日数は 最短作業 日数は20 20日。作 日。作業 業 E が 6 日に短縮 日に短縮すると、 すると、

クリティカルパスはA→D→F→H→Iとなり、最短作業日数は19日に なります。よって、図のとおりプロジェクトの最短作業日数を20日から 19日に1日短縮することができます。   

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解答：イ

354  

10

 

10-2 サービスマネジメント

★ ★ ★

2

サービスマネジメント

● IT サービスマ サービスマネ ネジメント 企業がシステムを導入するのは、業務を効率的に行ったり問題を解決したりする ためです。システム ためです 。システムを導入した を導入したとしても、 としても、そのシス そのシステムが正 テムが正しく使われ しく使われなかったり なかったり、 、 故障したりしてばかりだったら、結局問題は解決されません。 システムを提供するだけでなく、運用や管理まで行うことによって問題解決の実 現までを提供するサービスを、ITサービス といいます。そして、ITサービスを適 切に提供し、 切に提 供し、サービ サービスレベ スレベルを管 ルを管理する 理することを ことを ITサービスマネジメント といいます。 日々の運用プロセスについて定めたサービスマネジメントプロセスでは、4つの プロセスがあり、それぞれのノウハウがまとめられています。 ●サービスマネジメントプロセス 〈サービスマネジメン 〈サービスマネジメ ントプロセス 〉

項目

内容

サービス提供プロセス サービスレベル管理   ITサービス提供者と利用者間で合意したサービスレベルを管

理する ITサービス財務管理   ITサービスにかかるコストを算出し、財務状況を管理する キャパシティ管理  

将来的な視点に基づいて必要となるITサービスの需要を見積 もり、それに見合うIT資源を供給できるよう管理する

可用性管理

 

日常的に発生する障害頻度を見積もり、ITサービスが中断し ないように管理する

ITサービス継続性管 ITサービス全体に影響を与える災害などに対して、事業を継 理

続させるコンティンジ 続させるコ ンティンジェンシープラ ェンシープラン ン（非常事態発 （非常事態発生時対応 生時対応 計画） 計画 ）を策 を策定し 定し、実 、実行す 行する る

関係プロセス 事業関係管理

供給者管理

 

 

ITサービスの顧客、利用者、利害関係者を特定し、顧客関係 や顧客満足を管理する サービス供給者との関係、契約、パフォーマンスを管理する

第   10 章 ●

マ ネ ジ メ ン ト

355  

項目

内容

解決プロセス インシデント管理 （障害管理）

問題管理

システム障害の発生から対策、解決までを管理する。原因の 追究ではなく、業務の迅速な再開を優先した対策を行う。イ

 

ンシデント発生時は、まず情報を記録する 発生した障害の原因を追究し、再発を防止するための根本的 な解決を行う

統合的制御プロセス 構成管理

 

サービスを構 サービ スを構成する 成するハード ハードウェア ウェア、 、ソフト ソフトウェア ウェア、 、運用マ 運用マニュ ニュ アル、スタッフなどのIT資産を管理する

変更管理

 

変更要求の内容について、変更によるインパクトや優先度を 評価して、許可または却下を決定する

リリース管理

こ れ も こ  知っ と

 

システムの変更内容を、本番環境で実行する

既 知の誤り （既 知のエラ のエラー） ー）

ITサービスマネジメントの問題管理では、根本原因が特定され 既知の誤 の誤り り（既 （既知の 知の ている問題や回避策が存在している問題を 既知 エラー）といいます。

ココ が 出る！

スキル

→サービスマネジメントプロセスにおける各プロセスの名称と 内容を理解しておこう。

エエエ

●SLA ITサービスを提供するベンダと発注側の間で、あらかじめITサービスの内容や品 質を決めて文書化しておくことにより、のちのトラブルを防ぐことができます。こ サ ー ビ ス

レ ベ ル

ア グ リ ー メ ン ト

の文書をサービスレベル合意書（ SLA：Service Level Agree greement ment ）といいま といいます。 す。

356  

10-2 サービスマネジメント

●システム管理基準 システム管理基準は、経済産業省が公表している文書で、情報戦略を立案し、効

果的な情報システム投資やリスク管理を行うための事項をとりまとめたものです。 システム管理基準では、システムライフサイクルを企画・開発・運用・保守という 4つの業務に定義した上で、以下6つの項目から構成されています。 ・情報戦略

→情報化投資計画、全体最適化計画など

・企画業務

→開発計画、分析、調達

・開発業務

→開発手順、設計、プログラミング、テストなど

・運用業務

→構成管理、建物管理など

・保守業務

→保守手順や移行、廃棄

・共通業務

→ドキュメント管理、進捗管理、品質管理など

コ出 コ が ！ る

第   10 章 ●

用語

［SLA］ ：ITサービスの品質や内容を合意して文書化したもの ［システム管理基準］：効果的な情報システム投資とリスク低減

のための実施要綱 スキル

→システム管理基準の各業務において、どのような項目が定め られているかを理解しておこう。 →システム管理基準におけるシステムライフサイクルの定義や 計画の位置付けを理解しておこう。

基本情報技術者 基本情報 技術者試験 試験 平成 24年春

ITサービスマネ IT サービスマネジメントの管 ジメントの管理プロセスは 理プロセスはどれか。 どれか。

ア：サービスレベル管理

イ：スケジュール管理

ウ：品質管理

エ：リスク管理

解説

ITサービスマネジメントでは、サービスレベル管理プロセスが規定 されています。

解答：ア

マ ネ ジ メ ン ト

357  

基本情報技術者試験

平成27年春

ITサービスマネジメントのインシデント及びサービス要求管理プロセスにお いて、インシデントに対して最初に実施する活動はどれか。

ア：記録

イ：段階的取扱い

ウ：分類

エ：優先度の割当て

解説

インシデント インシ デント（障害 （障害） ）が発生 が発生したと したときは、 きは、まず情 まず情報を記 報を記録しま 録します。 す。  

解答：ア

基本情報技術者試験

平成26年春

サービス ビスマネ マネジメ ジメント ントにお における ける“既 “既知の 知の誤り 誤り（既 （既知の 知のエラ エラー） ー）”の説 の説明は 明はどれ どれ IT サー か。

ア：根本原因が特定されている又は回避策が存在している問題 イ：サービスデスクに問合せがあった新たなインシデント ウ：サービスマネジメント計画での矛盾や漏れ エ：静的検査で検出したプログラムの誤り

解説

「既知 既知の の誤り（既知 既知の のエラ エラー） ー）」とは とは、 、エラー ラー原 原因が 因が特定 特定され されて ていた いたり、 り、 回避策がある問題です。

解答：ア

基本情報技術者試験

平成25年春

“ システム管理基準”によれば、組織全体の情報システムのあるべき姿を明確 にする計画はどれか。

ア：開発計画 イ：事業継続計画 ウ：全体最適化計画 エ：年間運用計画

解説

情報戦略の段階で、組織全体の情報システムのあ 組織全体の情報システムのあるべき姿を検討し、 るべき姿を検討し、 全体最適化計画を立てます。

解答：ウ

358  

10

★ ★

3

10-3 システム監査

  システム監査

●システム監査とは システムの導入によって、利用者は、期待していた効果が得られているかを評価 する必要があります。しかし、自社で客観的に評価するのは難しいので、企業とは独 立した立場の人であるシステム監査人に評価を依頼します。これをシステム監査とい います。システム監査を行うことで、システムの信頼性や安全性に関するリスクを 把握し、課題や対策を検討することができます。システム監査人は、監査中に問題 が発見されたときは、監査依頼者に報告する責任があります。システム監査人が行っ た監査業務の実施記録であり、監査意見の根拠となるものを 監査調書といいます。

●システム監査人の独立性 システム監査は、監査対象部門から独立した客観的な立場の人間が実施しなけれ ばなりません。経済 ばなりま せん。経済産業省が 産業省が定めた 定めた「 システム システム監査基準 監査基準」 」には、以下 には、以下のように のように記述 記述 されています。 ●外観上の独立性

システム監査人は、システム監査を客観的に実施するために、監査対象から独 立していなければなりません。監査の目的によっては、被監査主体と身分上、 密接な利害関係を有することがあってはなりません。 ●精神上の独立性

システム監査人は、システム監査の実施に当たり、偏向を排し、常に公正かつ 客観的に監査判断を行わなければなりません。

こ れ も こ  知っ と

ヒアリングの実施

システム監査では情報収集のために ヒアリングを行います。問 題と思われる事項を発見した場合、その裏付けとなる文書や記 録を入手したり現場確認を行います。

第   10 章 ●

マ ネ ジ メ ン ト

359  

●内部統制 企業などの内部組織で、違法行為や不正、ミスが発生することがないように、各 業務で所定の基準や手続きを定め、チェックする体制や仕組みを取り入れることを 内部統制といいます。例えば、社員の不正を防止するために作業の実施者と承認者

を分けることは、内部統制にあたります。システム監査は、内部統制を有効にする ための仕組みといえます。

ココが 出る！

用語

［システム監査］：情報システムを点検・評価し、監査依頼者に

問題の報告・助言を行う ［システム監査人］：被監査部門から独立した第三者 ［監査調書］ ：監査業務の実施記録で、監査意見の根拠となる

もの ［内部統制］：企業自らが正常に活動しているかをチェックする 体制や仕組み

基本情報技術者 基本情報 技術者試験 試験 平成 24年春

システム監査人の独立性が保たれている状況はどれか。

ア：営業部門の要員を監査チームのメンバに任命し、営業部門における個人 情報保護対策についての監査を行わせる。 イ：監査法人からシステム監査人を採用して内部監査人に位置付け、社内の 業務システム開発についての監査を行わせる。 ウ：システム部門の要員を監査部門に異動させ、システム部門に所属してい たときに開発に参加したシステムの保守についての監査を担当させる。 エ：社内の業務システム運用を委託している IT ベンダの監査部門に依頼し、 社内の業務システム運用についての外部監査を担当させる。

解説

独立性が保たれているのはイです。アは、監査人と監査される部門 が同じなので誤り。ウとエは、監査人が監査対象と利害関係にある

ため誤りです。

360

解答：イ

 

10-3 システム監査

基本情報技術者 基本情 報技術者試験 試験 平成 25年秋

システム監査で実施するヒアリングに関する記述のうち、適切なものはどれ か。

ア：監査対象業務に精通した被監査部門の管理者の中からヒアリングの対象 者を選ぶ。 イ：ヒアリングで被監査部門から得た情報を裏付けるための文書や記録を入 手するよう努める。 ウ：ヒアリングの中で気が付いた不備事項について、その場で被監査部門に 改善を指示する。 エ：複数人でヒアリングを行うと記録内容に相違が出ることがあるので、1

●

人のシステム監査人が行う。

解説

第   10 章

ヒアリングは情報収集のために行い、その情報を裏付けるために文 書や記録を入手したり現場確認を実施します。

解答：イ

マ ネ ジ メ ン ト

基本情報技術者 基本情 報技術者試験 試験 平成 27年春

ITに係る内部統制を評価し検証するシステム監査の対象となるものはどれ か。

ア：経営企画部が行っている中期経営計画の策定の経緯 イ：人事部が行っている従業員の人事考課の結果 ウ：製造部が行っている不良品削減のための生産設備の見直しの状況 エ：販売部が行っているデータベースの入力・更新における正当性確保の方 法

解説

システム監査とは、企業の情報システムを総合的に点検及び評価す ることです。システムに関する監査対象はエです。

解答：エ

361

 

情報化と経営

 

★ ★ ★

11

1

企業活動

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● IT社会と企業 企業にとって 企業に とっても、 も、業務を 業務を効率化 効率化するた するためのシ めのシステム ステムを導入 を導入したり したり、 、自社製 自社製品やサ 品やサー ー ビスにITを取り入れたりするなど、ITの活用が企業利益を大きく左右する時代に なっています。そのため、ITを企業活動において有効に活用する必要があり、エ ンジニアにとっても経営や業務に関する知識が必要不可欠となっています。

こ れ も こ  知っ と

ディジタルディバイド 情報リテラシの有無やITの利用環境の違いによって生じる、 社会的または経済的格差をディジタルディバイド 社会的または経済的格差を といいます。 ディジタルディバイドといいます。 解消のためには、習得機会を増やしたりITサービスを利用し やすい環境整備に取り組むことが必要です。

●企業の責任者 企業には必ず責任者がいます。日本では企業の責任者を 代表取締役 と呼んでいま 代表取締役と呼んでいま す。しかし最近では、責任を負う内容によって、次のような呼称を使うようになっ てきています。 〈責任者の呼称〉

呼称

内容

オ

CEO チ  フ  グ ゼ ク   ブ オフサ （ Chief Executive Ocer）

最高経営責任者。企業経営に対して最大の責任 を持つ

オオ

COO チ  フ オペグ オフサ （ Chief Operating Ocer）

最高執行責任者。CEOが決定したことを実践 する、業務上の最高責任者

オ

CIO 最高情報責任者。企業の情報化戦略を立案し、 チ  フ フォョ オフサ （ Chief Information Ocer） 実行することに対して責任を持つ

364  

11-1 企業活動

こ れ も こ  知っ と

アカウンタビリティ 経営層が、株主やその他の利害関係者に対して、経営活動の内 容・実績に関する説明責任を負うことをアカウンタビリティ 容・実績に関する説明責任を負うことを と アカウンタビリティと いいます。

こ れ も こ  知っ と

ステークホルダ 企業に対する利害関係者のことをステークホルダ 企業に対する利害関係者のことを といいます。 ステークホルダといいます。 具体的には、顧客、企業の従業員、株主、得意先などを指しま す。企業は継続した発展を図ることを目的に、ステークホルダ を重視した経営を行います。 第   11 章

●組織の形

●

企業では、 「お金を管理する人」 、 「社員を管理する人」、 「商品を作る人」など、役 割をもって仕事をしています。このように役割を分けて仕事をする集団を 組織 とい 組織とい います。組織には、さまざまな形があります。 〈組織の形〉

種類

事業部制組織

特徴

 





商品や 市場、地域ご 商品や市場、 地域ごとに組 とに組織を分 織を分け、 け、 それぞれが独立して仕事を行い、利 益責任を負う。1つの組織の規模が 小さくなるため、内部の意思疎通が



図りやすくなる 

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職能別組織

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マトリックス組織

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同じ専門知識をもったスタッフごと に編成。 に編成 。専門家 専門家が集ま が集まること ることにより により、 、 個人個人の専門技能を最大限に生か すことができる



 

  



事業部制、職能別などの異なる組織 構造をミックスした組織。それぞれ の組織構造のメリットを得ることが できる。スタッフは複数の上司から 指示を受ける可能性がある

365  

情 報 化 と 経 営

種類

プロジェクト組織



こ れ も こ  知っ と



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特徴

 



システム開発など特定の目的のため に各部門から必要な専門家を集めて 編成し、一定期間活動する組織 

フランチャイズチェーン 主に小売業において、本部が加盟店に対して、同一の屋号やロ ゴなどの使用権を与え、経営サポートをして販売活動をさせる 組織形態をフランチャイズチェーン 組織形態を といいます。 フランチャイズチェーンといいます。

ココが 出る！

用語

［ ディ ディジタ ジタルデ ルディバ ィバイド イド ］：IT知識や利用環境の違いにより生 じる社会的・経済的格差 ［CIO］：企業の情報化戦略を立案 ［アカウンタビリティ］：経営活動に関する説明責任 ［ステークホ ［ステ ークホルダ ルダ ］：顧客、従業員、株主などの企業に対する利 害関係者 ［事業部制組織］：製品や市場、地域ごとに組織を分けて独立し て仕事を行う ［職能別組織］：同じ専門知識をもったスタッフごとに編成 ［マトリックス組織］：構成員が、事業部門と職能部門といった 異なる部門の両方に所属する ［プロジェクト組織］：一定期間、特定の目的のために活動する

●業務プロセスの改善 業務の流れのことを業務プロセス 業務の流れのことを 業務プロセスといいます。企業活動において、業務プロセス といいます。企業活動において、業務プロセス に問題が発見された場合は、改善を行います。業務プロセスを抜本的に見直し、企 ビピル

ビス

プロセス

リニリグ

業の体質や構造を改善することを B P R（ Business Process Reengi eengineeri neering ng ） 366  

11-1 企業活動

といいます。また、長期的にとらえて、継続的に業務プロセスを改善していくこと ビピ

ビス

プロセス

ト

を BPM（ Business Process Manage anagement ment） ）といいます。

こ れ も こ  知っ と

ベンチマーキング ほかの優良企業の経営や業務のやり方と比較して、自社の業務 プロセスを定性的・定量的に把握し改善していく手法を ベンチ マーキングといいます。 マーキング といいます。

こ れ も こ  知っ と

BCP 災害など予期せぬ事態が発生した場合でも、重要な業務が継 続できるように、事前に規定しておく方針や行動手順を BCP （ Business Continuity Plan ）といいます。

第   11 章 ●

ココが 出る！

用語

［BPR］：業務プロセスを抜本的に見直し、企業の体質や構造 を改善すること ［BPM］：業務プロセスの継続的な改善サイクル ：自社の業務プロセス改善のために優良 ［ベンチマーキ ［ベンチマ ーキング ング ］ 企業を参考にすること ［BCP］：予期せぬ事態が発生した場合でも、事業を継続する ための行動計画

基本情報技術者試験 平成25年春

CIOが経営から求められる役割はどれか。 ア：企業経営のための財務戦略の立案と遂行 イ：企業の研究開発方針の立案と実施 ウ：企業の法令遵守の体制の構築と運用 エ：ビジネス価値を最大化させる エ：ビジネス価値を最 大化させる IT サービス活用の促進

367  

情 報 化 と 経 営

解説

CIO は最高情報責任者であり、全社的観点から情報化戦略を立 全社的観点から情報化戦略を立案し、 案し、 ビジネス価値を最大化させるITサービス活用を促進することが求め

られます。

解答：エ

基本情報技術者試験 平成23年特別

図のような構造をもつ企業組織はどれか。 

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ア：事業部制組織

イ：職能別組織

ウ：プロジェクト組織

エ：マトリックス組織

解説

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同じ専門知識をもったスタッフごとに編成された企業組織は、職能 別組織です。

解答：イ

基本情報技術者試験 平成27年春

企業活動における BPM（ Business Process Management ）の目的はど れか。 ア：業務プロセスの継続的な改善 イ：経営資源の有効活用 ウ：顧客情報の管理、分析 エ：情報資源の分析、有効活用

解説

BPMは、業務プロセスを継続的に改善していくための管理手法で す。

解答：ア

368  

11

 

★ ★ ★

11-2 経営戦略

2

  経営戦略

●経営戦略とは 経営戦略は、企業が目的を達成するために、人・モノ・金・情報といった経営資 源をどのように配分し、行動していくかを決める中長期的な計画のことです。企業 経営の考え方をまとめた経営理念に沿って、何をするべきなのか、他社との競争に 勝てる商品やサービス、ブランドをどう確立していくかを考えます。 経営戦略の善し悪しによって、企業が成長することもあれば、存続の危機に立た されてしまう場合もあります。経営戦略には、以下のようなものがあります。 第   11 章

●ニッチ戦略 ほかの企業が参入していない、隙間となっている市場を開拓する戦略を ニッチ

●

と 戦略といいます。また、ニッチ戦略をとっている企業をマーケットニッチャ 戦略といいます。また、ニッチ戦略をとっている企業を マーケットニッチャと いいます。

情 報 化 と 経 営

●コアコンピタンス 他社にまねのできない独自のノウハウや技術のことを コアコンピタンス といい コアコンピタンスといい ます。自社のコアコンピタンスを強化し発展させることができれば、他社と差 別化を図ることができます。

 れ も こっ と  とこ こ  知

プロダクトイノベーション 新たな商品や他社との差別化ができる革新的な商品を開発し て、差別 差別化を 化を図る 図ること ことを をプロダクトイノベーション といいます。 プロダクトイノベーションといいます。

●新たな経営資源の調達 自社ですべての資源を調達するのではなく、他社がもつ経営資源を有効に利用す ることも、他社よりも優位な立場を築く戦略になります。事業の一部やすべてを、 他社の資源を使って行うことにより、自社資源をメイン事業に集中投下できるから 369  

です。他社がもつ経営資源を有効に利用する方法を紹介します。

●アウトソー アウトソーシング シング（ BPO ） 

自社の業務の一部を専門業者に依頼することをアウト 自社の業務の一部を専門業者に依頼することを アウト ソーシ ング（ BPO： 



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Business Process Outsou utsourcing rcing） ）といいます。

●アライアンス 複数の企業が連携することをアライアンス 複数の企業が連携することを といいます。主力事業が異なる企業 アライアンスといいます。主力事業が異なる企業 同士がアライアンスを組むと、お互いの弱点を補完し合うことができ、事業展 開を有利に進められます。 エエ

● M&A 目的の事業をすでに行っている企業と合併（複数の企業が 目的の事業をすでに行っている企業と合併 （複数の企業が 1 つの企業にな る）したり、 る） したり、買収 買収（企業 （企業の一部 の一部、ある 、あるいは いは全部を 全部を買い取 買い取る） る）したり したりするこ することを とを エエ



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M & A（ Mergers and Acqui cquisitio sitions ns ）といいます。 

●T O B 株式の買い付け価格と買い付けを行う期間を公表して、不特定多数の株主から 株式を取得することを TOB といいます。企業が自社株を購入するときや、他 企業を買収したいときに利用されます。

こ れ も こ  知っ と

グリーン グリ ーン購 購入 （調 達 ） 製品を製造するための原材料や部品を、環境負荷の低減に努める 事業者から優先して購入することをグリーン購 事業者から優先して購入することをグリ ーン購入 入（調 （調達） 達）といい ます。企業が社会的責任を果たすために、環境対策の観点で実施 します。

こ れ も こ  知っ と

CSR調達 自然環境、人権などへの配慮を調達基準として示し、調達先に遵 守を求めることをCSR調達 守を求めることを といいます。 CSR調達といいます。

370  

11-2 経営戦略

ココが ！

用語

出る ［ニッチ戦略］ ：ほかの企業が参入していない隙間市場を開拓す る戦略 ［コアコンピ ［コア コンピタンス タンス ］ ：独自のノウハウや技術で競争優位を確立 ［プロダクトイノ ［プロダ クトイノベーショ ベーション ン］ ：新商品や他社と差別化できる商 品を開発すること ［ アウト アウトソーシ ソーシング ング（ BPO ）］ ：自社の業務の一部を外部の専門 業者に依頼 ［アライアン ［アラ イアンス ス ］：企業の連携 ［M&A］：企業の合併・買収 ［TOB］ ：株式の買付価格と買付期間を公表して、株式を取得 する方法 ［ グリーン購入 購入（ （調達） ］：原材料や部品を、環境負荷の低減に 努める事業者から優先して購入

第   11 章 ●

［CSR調達］：自然環境や人権への配慮を調達基準とし、調達 情 報 化 と 経 営

先に遵守を要求

●現状分析 経営戦略を考えるには、自社が置かれている状況を把握することが重要です。 そのための手法を紹介します。 

● SWOT分析 

     

               強み   とは、企業に対して影響を与えている環境を強み （Str tren engt gths hs ）、 SWOT分析 WOT分析とは、企業に対して影響を与えている環境を 弱み（ Wea eakn knes esse ses s ）、機会（ Opp pport ortuni uniti ties es ） 、脅威（ Threats ）の 4 つの要

素に分けて分析する分析手法です。この4つの要素は、経済情勢やライバル企 業の新規参入などの企業自身ではどうすることもできない外部環境 業の新規参入などの企業自身ではどうすることもできない 外部環境と、雇用 と、雇用 環境、人材、技術力などの企業内部で改善できる内部環境 環境、人材、技術力などの企業内部で改善できる 内部環境に分かれます。 に分かれます。 〈SWOT分析〉  

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371  

エ

●PP M エ

（プロダクト・ポートフォリオ・マネジメント ・マネジメント ）とは、企業が扱う製品や PPM（プロダクト・ポートフォリオ

事業が、市場でどのような位置にあるかを把握し、経営資源を効率的に配分す るための分析手法です。 「市場は成 長しているのか」 「市場は成長している のか」を表す市 を表す市場成長率 場成長率を縦軸に、 を縦軸に、 「自社製品が市場を占めている割合」 「自社製品が市場を占めている 割合」を表す市場占有率を横軸にと を表す市場占有率を横軸にとった表を使 った表を使 います。 〈   PPM マトリ トリック ックス ス〉 

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分類

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内容

花形   市場が成長しているため、さらなる投資を行う 金のなる木   少ない投資で利益を得られるため、投資を必要最小限に抑えて、 得た利益を他の事業の資金にする 問題児

 

負け犬

 

こ れ も こ  知っ と

早いうちに 早いう ちに集中 集中的な 的な投資 投資を行 を行って って「花 「花形」 形」にす にするか るか、 、「負 「負け犬 け犬」 」にな らないうちに撤退する 即撤退か売却が必要

IT ポート ポートフォ フォリオ リオ 情報化投資を検討するときに、リスクや投資価値が似たものを 区分けし、それらを組み合わせて最適な資源配分を行う手法を ITポートフォリオといいます。 ITポートフォリオといいます。

●プロダクトライフサイクル 製品が市場で販売され、普及し、やがて売れなくなって姿を消すまでのサイク ルをプロダクトライフサイクル ルを プロダクトライフサイクルといいます。売上の推移を といいます。売上の推移を導入期 導入期、 、成長期 成長期、 、成 熟期、 熟期 、衰退期 衰退期の4つの期間に分けて表します。自社の製品がどの期間を迎えて の4つの期間に分けて表します。自社の製品がどの期間を迎えて いるかを把握することにより、今後の対策を決めます。 372  

11-2 経営戦略

〈プロダク 〈プロ ダクトライフサイク トライフサイクル ル〉

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期間

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売上と戦略

導入期   商品の認知度が低いため、売上が少ない。宣伝して認知度を高める 成長期   商品の認知度が上がり、商品が売れ始める。競合他社が参入してく るため、商品の差別化を行う

第   11 章

成熟期   売上がピークを迎え、徐々に下がり始める。競合他社との競争が激 化するため、コスト削減などの対策を行う

●

衰退期   急速に売上が下がっていく。商品を新しくするか、撤退を行う

情 報 化 と 経 営

●バリューチェーン分析 企業の事業活動を機能ごとに主活動と支援活動に分け、企業が顧客に提供する 製品やサービスの利益は、どの活動で生み出されているかを分析する手法を バ といいます。 リューチェーン分析といいます。 リューチェーン分析 〈衣料品製造販売のバリューチェーンの例〉  

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●バランススコアカード バランススコアカードは、財務の視点・顧客の視点・業務プロセスの視点・ バランススコアカード は、財務の視点・顧客の視点・業務プロセスの視点・ 成長と学習の視点の4つの視点から業績目標と指標値を定め、経営戦略を管 理する手法です。例えば、顧客の視点では、主要な顧客との継続的な関係構 築を目標と定め、指標値としてクレーム件数を管理することで、業績を評価 373  

します。また、戦略マップ とよばれる、4つの視点をもとにした課題・施策・ します。また、 戦略マップとよばれる、4つの視点をもとにした課題・施策・ 目標の因果関係を表現するツールを活用することもあります。

こ れ も こ  知っ と

ナレッジマネジメント 企業内に散らばっている知識を共有・活用して、全体の問題解 決力を高める経営手法をナレッジマネジメント 決力を高める経営手法を といいます。 ナレッジマネジメントといいます。

ココが 出る！

用語

［SWOT分析］：「強み」 「弱み」 「機会」 「脅威」の 4 つの要素で 自社の環境を分析 ［PPM］：市 ：市場成 場成長率 長率と市 と市場占 場占有率 有率によ によって って、 、 「花形」 「花 形」「金 「金のな のな る木」 る木 」 「問題 「問 題児」 「負け 負け犬 犬」の 4 つに つに分 分類し 類して製 て製品や 品や事 事業を 業を分析 分析 ［ IT ポー ポートフ トフォリ ォリオ オ ］：リスクや投資価値が似たものを区分け し、組み合わせて最適な資源配分を行う手法 ［バリューチェーン分析］：企業活動を機能ごとに分け、どこで 利益が出ているかを分析 ［ナレッジマネジメ ［ナレッジマ ネジメント ント ］：企業内に散在した知識を共有し、 全体の問題解決力を高める手法 スキル

→プロダクトライフサイクルの各期間の特徴を理解しておこ う。 →バランススコアカードの4つの視点における戦略目標と業績 評価指標の事例を理解しておこう。

基本情報技術者試験 平成22年春

企業経営におけるニッチ戦略はどれか。 ア：キャッシュフローの重視

イ：市場の特定化

ウ：垂直統合

エ：リードタイムの短縮

374  

11-2 経営戦略

解説

ニッチ戦略は、ほかの企業が参入していない隙間となっている市場 に特化した戦略です。

解答：イ

基本情報技術者試験 平成26年秋

コアコンピタンスを説明したものはどれか。 ア：経営活動における基本精神や行動指針 イ：事業戦略の遂行によって達成すべき到達目標 ウ：自社を取り巻く環境に関するビジネス上の機会と脅威 エ：他社との競争優位の源泉となる経営資源

解説

コアコンピタンスとは、他社にまねのできない独自のノウハウや技 術のことです。

解答：エ

第   11 章 ●

基本情報技術者試験 平成26年秋

BPOを説明したものはどれか。 ア：自社ではサーバを所有せずに 自社ではサーバを所有せずに、通信事業者などが保有するサー 、通信事業者などが保有するサーバの処理 バの処理 能力や記憶容量の一部を借りてシステムを運用することである。 イ：自社ではソフトウェアを所有せずに、外部の専門業者が提供するソフト ウェアの機能をネットワーク経由で活用することである。 ウ：自社の管理部門やコールセンタなど特定部門の業務プロセス全般を、業 務システムの運用などと一体として外部の専門業者に委託することであ る。 エ：自社よりも人件費が安い派遣会社の社員を活用することで、ソフトウェ ア開発の費用を低減させることである。

解説

BPOとは、自社の業務の一部を外部の専門業者に依頼することで す。

解答：ウ

375  

基本情報技術者試験 平成25年秋

SWOT分析を説明したものはどれか。 ア：企業の財務諸表を基に、収益性及び安全性を分析する手法である。 イ：経営戦略を立てるために、自社の強みと弱み、機会と脅威を分析する手

情 報 化 と 経 営

法である。 ウ：自社製品 ウ：自 社製品・ ・サービス サービスの市場で の市場での位置付 の位置付けや評価 けや評価を明らか を明らかにする手 にする手法である 法である。 。 エ：自社製品の価格設定のために、市場での競争力を分析する手法である。

解説

SWOT分析は、自社の強みと弱み、機会と脅威の4つの要素で自 社の環境を分析する手法です。

解答：イ

基本情報技術者試験 平成24年春

プロダクトポ プロダ クトポートフ ートフォリオ ォリオマネジ マネジメント メント（ PPM ）におけ における る“花形 “花形” ”を説明 を説明し し たものはどれか。 ア：市場成長率、市場占有率ともに高い製品である。成長に伴う投資も必要 とするので、資金創出効果は大きいとは限らない。 イ：市場成 市場成長率、 長率、市場占 市場占有率と 有率ともに低 もに低い製品 い製品である である。資金 。資金創出効 創出効果は小 果は小さく、 さく、 資金流出量も少ない。 ウ：市場成長率は高いが、市場占有率が低い製品である。長期的な将来性を 見込むことはできるが、資金創出効果の大きさは分からない。 エ：市場成長率は低いが、市場占有率は高い製品である。資金創出効果が大 きく、企業の支柱となる資金源である。

解説

花形は、市場が商品を理解し始める時期で、市場成長率、市場占有 率ともに伸びますが、成長に伴う投資も必要になります。解答：ア

376  

11-2 経営戦略

基本情報技術者試験 平成27年春

ITベンダにおけるソリューションビジネスの推進で用いるバランススコア カードの、学習と成長のKPIの目標例はどれか。ここで、ソリューション とは“顧客の経 “顧客の経営課題の達成 営課題の達成に向けて、情 に向けて、情報技術と専門 報技術と専門家によるプロ 家によるプロフェッ フェッ

ショナルサ ショナル サ ビスを通して支 ビスを 通して支援すること 援すること とする。 ア：サービスを提供した顧客に対して満足度調査を行い、満足度を５段階評 価で平均3.5以上とする。 イ：再利用環境の整備によってソリューション事例の登録などを増やし、顧 客提案数を前年度の1.5倍とする。 ウ：情報戦略のコンサルティングサービスに重点を置くために、社内要員 30名をITのプロフェッショナルとして育成する。 エ：情報戦略立案やシステム企画立案に対するコンサルティングの受注金額 第   11 章

を、全体の15％以上とする。

解説

アは顧客の視点、イは業務プロセスの視点、エは財務の視点での目 標例です。

解答：ウ

●

情 報 化 と 経 営

377  

11

 

3

★ ★ ★

  データ分析ツール

●さまざまなグラフやツ ル 経営分析では、さまざまなデータ分析を行います。データ分析には、グラフを使 うと便利です。グラフ化することによって、ただ並べられた数値を見ただけでは気 づかなかった、データの規則性や関連性に気づくことがあります。ここでは、分析 に役立つグラフやツールを紹介します。

●散布図 2つの項目を縦軸と横軸にとり、点のばらつき方からその関係性を調べるグラフ を散布図 といいます。ばらつき方により、正の相関 、負の相関 、無相関 の3つに分 散布図といいます。ばらつき方により、 正の相関、 負の相関、 無相関の3つに分 類できます。 〈散布図の例：店の売上と時間・気温・月の関係〉    

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●ヒストグラム データをいくつかの階 級ごとに分けることに

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〈ヒストグラムの例：ある店の顧客年齢度数〉 

よって、データの分布を 調べる棒グラフをヒスト 調べる棒グラフを ヒスト グラムといいます。 グラム といいます。

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378  

11-3 データ分析ツール

●管理図 異常なデータを発見するために使う下のような折れ線グラフを管理図 異常なデータを発見するために使う下のような折れ線グラフを といいま 管理図といいま す。管理限界線を設定することにより、それよりはみ出したデータは異常値と見な します。 〈管理図の例：ある製品の製造時間と重さ〉

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第   11 章

●パレート図

●

データを値が大きい項目順に並べた棒グラフと、それぞれの値が全体に占める割 合を累計していった折れ線グラフを組み合わせたグラフを、パレート図 といいます。 パレート図といいます。 重要な項目が何であるかを把握することができ、 ABC分析 によく使われます。 ABC分析によく使われます。 〈パレート図の例：不良品のABC分析〉 

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379  

●特性要因図 特性（結 （結果） 果）と、 と、それ それに影 に影響を 響を及ぼ 及ぼす要 す要因 因（原 （原因） 因）との との関係 関係を整 を整理し 理して体 て体系化 系化し し た図を特性要因図 た図を といいます。大骨から中骨、小骨と原因を深堀りして因果 特性要因図といいます。大骨から中骨、小骨と原因を深堀りして因果 関係を記述していきます。形が魚の骨に似ていることから、フィッシュボー ン図ともいいます。 〈特性要因図〉

情 報 化 と 経 営

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こ れ も こ  知っ と

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ABC分析 エ

A B C 分 析とは、値が全体に占める割合によって、項目を割 析 とは、値が全体に占める割合によって、項目を割 合が高いものから順に A・B・C の 3 つのランクに分け、重要度 を分析する手法です。例えば商品ごとの売上データをABC分 析で分析すれば、売れ筋商品を把握できますし、不良品の原因 ごとにその発生件数を分析すれば、優先的に改善すべき点を把 握できます。 

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380  

11-3 データ分析ツール

ココが 出る！

スキル

→ABC分析手法を適用する具体的な事例を理解しておこう。

●レーダチャート

データのバランスを調べるため、項目ごとに大きさや量を表した下のようなグラ フをレーダチャートといいます。 フをレーダチャート といいます。 〈レーダチャートの例：飲食店の満足度〉 

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第   11 章

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情 報 化 と 経 営



●決定表 条件とそれに それに対する 対する処理を 処理を表形式 表形式で表現 で表現したも したもので、 ので、 「デシジョン 「デシ ジョンテー テー 決定表は、条件と 決定表は、 ブル 」とも呼ば とも呼ばれます。 れます。 「条件」の欄には条件を書き込み、条 の欄には条件を書き込み、条件が成立するときには 件が成立するときには Yes の「 Y 」を、条件 が不成立 が不 成立のと のときに きには は No の「 N 」を記 を記入し 入します ます。一 。一方、 方、 「動作」 「動 作」の欄 の欄には にはそれ それらの らの条件 条件 にしたがって実行される処理を書き込み、実行される処理には にしたがって実行される処理を 書き込み、実行される処理には eXecute の「 X 」が 記入されます 記入さ れます。ex 。execu ecute te は「実行 「実行する」 する」という という意味で 意味です。 す。 条件がたくさんあったり、複雑だったりするときの記述手段として有効です。ま た、プログラムに条件漏れがないかなどをチェックする際にもよく使われます。 〈提案内容に応じて賞金を決定する決定表〉 

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381  

●親和図法 は、収集した情報をグループ化し、解決すべき問題点を明確にする方法 親和図法は、収集した情報をグループ化し、解決すべき問題点を明確にする方法 親和図法 です。要素が多数あって、問題点があいまいな場合に有効です。 手順は、特定のテーマに 手順は、特定 のテーマに関して収集し 関して収集した情報をカ た情報をカードや付箋 ードや付箋紙に記入し 紙に記入し（下図で は「元デ 「元データ ータ 」） 、関連するカ 、関連 するカードご ードごとに並 とに並べ、見 べ、見出しを 出しを作成し 作成します。 ます。同じ作 同じ作業を繰 業を繰 り返し、枠線などを書き込んで図で表し、文書にまとめます。 〈親和図法〉

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●デルファイ法 専門家の意見や経験を集約して、見解を得る予測技法です。他の技法では答えが 得られにくい未来予測 得られにく い未来予測のような問 のような問題に多く用 題に多く用いられま いられます。 す。以下の流れ 以下の流れで実施しま で実施します。 す。

        

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ココが 出る！

スキル

→各グラフの特徴、利用目的、読み取り方を理解しておこう。

382  

11-3 データ分析ツール

基本情報技術者試験 平成24年春

パレート図を説明したものはどれか。 ア：原因と結果の関連を魚の骨のような形態に整理して体系的にまとめ、結 果に対してどのような原因が関連しているかを明確にする。 イ：時系列的に発生するデータのばらつきを折れ線グラフで表し、管理限界 線を利用して客観的に管理する。 ウ：収集したデータを幾つかの区間に分類し、各区間に属するデータの個数 を棒グラフとして描き、品質のばらつきを捉える。

エ：データを幾つかの項目に分類し、出現頻度の大きさの順に棒グラフとし て並べ、累積和を折れ線グラフで描き、問題点を絞り込む。

解説

アは特性要因図、イは管理図、ウはヒストグラムの説明です。 解答：エ

第   11 章 ●

基本情報技術者試験 平成24年秋

散布図の 散布 図のうち うち， ， “負の相 “負 の相関” 関”を示 を示すも すものは のはどれ どれか。 か。 ア：

イ：

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

エ：

 

解説

 















 

 











負の相関を示すものは、右下がりのグラフです。 解答：イ

383  

基本情報技術者試験 平成27年春

ABC分析手法の説明はどれか。 ア：地域を格子状の複数の区画に分け、様々な ア：地域を格子状の複数 の区画に分け、様々なデータ データ（人口、購買力など） に基づいて、より細かに地域分析をする。 イ：何回も同じ イ：何回 も同じパネリ パネリスト スト（回答 （回答者） 者）に反復 に反復調査す 調査する。その る。そのデータで データで地域の 地域の 傾向や購入層の変化を把握する。 ウ：販売金額、粗利益金額などが高い商品から順番に並べ、その累計比率に よって商品を幾つかの階層に分け、高い階層に属する商品の販売量の拡

情 報 化 と 経 営

大を図る。 エ：複数の調査データを要因ごとに区分し、集計することによって、販売力 の分析や同一商品の購入状況などの分析をする。

解説

ABC分析では、値が全体に占める割合によって項目を割合が高い ものから並べ、重要度を分析する手法です。

解答：ウ

384  

11-4 システム戦略

11

 

4

★ ★ ★

  システム戦略

●情報システム戦略 企業活動において、情報は非常に重要です。情報システム戦略は、ITを活用す ることによって、どのように経営戦略を実現していくかを描いたものです。情報を どのように経営に活かすか、具体的にはどのような手法や情報システムがあるのか

を見ていきましょう。

●経営管理システム 企業の経営を管理するための代表的な情報システムには、以下のようなものがあり ます。 ます 。

●

〈経営管理システ 〈経営管理シス テム 〉

システム ルピ

説明

  タ  プ ラ  ズ

E R P（ E n t e r p r i s e 企業全体の経営資源を統合的に管理するためのシステム。 リ ソ  ス プ ラ  ニ  グ Resource Planning） 受注管理や生産管理、販売管理などの業務ごとのシステム で管理するのではなく、1つのシステムで一元管理するこ とによって、経営資源を有効に活用できる ス

サ プ ラ 

チ   

SCM CM（ （ S upply Chain 商品を作るための資材の調達から製造、流通、販売までの      ト Manag anagemen ementt ） 一連のプロセスを管理するシステム。プロセスごとでなく 全体で管理し、関わる部門や企業の間で情報を共有するこ とによって余分な在庫を減らしたり、コストを削減したり できる スフ

セ  ル ス

フ ォ  ス

FA（ （ S ales F orce S FA

営業活動の状況を記録し、その情報を共有したり分析した

オ  ト    ョ 

Automation：営業支援 りするためのシステム。顧客訪問日、営業結果などの履歴 システム シス テム ） を管理するコンタクト管理機能などをもち、見込み客や既 存客に対して効果的な営業活動を行うことができる ル

カ

ス

タ





C R M（ M（ C u s t o m e r リ    ョ    プ Relationship      ト Manag anagemen ementt ） ルスス リ   ル

顧客に関する情報を集めて分析し、長期的視点から顧客と 良好な関係を築くためのシステム。自社の顧客として囲い 込みを行い、収益の拡大を図る手法である

サ ポ  ト

RSS（ Retail Support 卸売業者・メーカが、小売店の経営活動を支援するシステ  ス   System：小売店支援シ ム。小売店の売上と利益を伸ばすことによって、自社との ステム ステ ム） 取引拡大につなげる

385  

ココが 出る！

第   11 章

用語

［ERP］：経営資源を統合的に管理するシステム ［ SCM（サプ （サプライチ ライチェーン ェーンマネジ マネジメント メント ）］：調達から販売まで の一連のプロセスを全体で管理し、時間の短縮やコストの削減 を図るシステム ：営業活動の情報を共有・分析するシステム。営業活 ［SFA］ 動の履歴を管理するコンタクト管理機能などをもつ ：顧客情報 顧客情報を分析し を分析し、 、収益の拡 収益の拡大を図る 大を図るためのシ ためのシステム ステム ［CRM］

情 報 化 と 経 営

●流通管理システム 企業から顧客へ商 企業から 顧客へ商品が行 品が行き渡るま き渡るまでの過程 での過程を を「流通」 「流通」といいま といいます。流通 す。流通を管理す を管理す るシステムには、以下のものがあります。 〈流通管理システム 〈流通管理システ ム〉

システム

説明

トレーサビリティ 商品の生産から流通までの履歴情報を追跡できるシステム。 システム ポ

ス

ポ   ト

例えば消費者は食品の産地や育成方法を、生産者は食品に何 か問題が発生したときの原因を調べることができる オブ

P OS OS（ （ P oint O f 店舗のレジで、バーコードなどによって商品の販売情報を記 セルス Sale ales s ）システ システム ム 録するシステム。販売情報を即時に知ることができ、在庫管 理などに反映できる

●生産工程の自動化システム 商品の設計や製造など、生産工程を自動化するためのシステムとして、以下のも のがあります。 〈生産管理シ 〈生産管 理システ ステム ム〉

システム キ ャ 

  ピ   タ

説明



 ザ  

CAD（ Computer Aided Design）   コンピュータを使って、製品の形状や 構造などのデータから、製品の設計図 面を作るシステム フ

FA ファクトリ オ  ト    ョ  （ Factory Automation）

コンピュータの制御によって、工場の 機械を自動的に動かすシステム

386  

11-4 システム戦略

こ れ も こ  知っ と

MRP エ



ツ



M R P（ Material Requirements Planning）は生産管理手 法の1つで、生産が予定されている製品の部品表と在庫情報か ら資源の発注量と発注時期を決定する方法です。予想される需 要を事前に反映させ 要を事前 に反映させることで ることで、 、 効率的な在庫管理 効率的な 在庫管理を実現しま を実現します。 す。

●その他の便利な技術やシステム これまで紹介したシステムの他にも、さまざまなシステムが活用されています。

〈その他のシステ 〈その他のシ ステム ム〉

システム

説明

ピス

G P S システム

 

人工衛星を利用して位置情報を地図上に表示するシステ ム。カーナビなどに使われる



I C カー カード ド

 

IC チップ（半導体集積 （半導体集積回路） 回路）を薄いカード を薄いカードに埋め込んで、 に埋め込んで、 情報を記録できるようにしたカード。多くの情報を記録 できるので、データを暗号化でき、そのために偽造され にくい

ルフ

RFID

IC タグと呼ばれる小さなチップに製品情報や流通経路を 記録し、無線電波を使って記録された情報を梱包の外か ス  カ パ ス モ ら読むことができる。SuicaやPasmoなどの非接触型 カードに利用



EDI

 

テザリング

受発注や見積もり、決済など商取引のためのデータを標 準的な書式に統一して、ネットワークを介して企業間で 交換する仕組み  

スマートグリッド

シージーエム

携帯電話端末をアクセスポイントのように使って、PCや ゲーム機からインターネットを利用するデータ通信の仕 組み  

通信と情報処理技術によって、発電と電力消費を総合的 に制御し、 に制御 し、再生可 再生可能エネ 能エネルギー ルギーの活用 の活用、 、安定的 安定的な電力 な電力供給、 供給、 最適な需給調整を図る

コ ン シ ュ ー マ

C GM GM（ （ C onsumer 個人が制作したディジタルコンテンツを配信したり、利 ジェネレイティッド メ デ ィ ア Generated Media） 用者同士で共有できる仕組み

387  

こ れ も こ  知っ と

デビットカード 買い物をした時点では現金を払わず、後日銀行の口座から料金 が引き落とされるクレジットカードが有名ですが、買い物した 時点で銀行口座から直接引き落とされるデビットカード 時点で銀行口座から直接引き落とされる デビットカードという という カードもあります。

コ出 コ が ！ る

用語

：コンピュータを使って設計図面を作成 ［CAD］

第   11 章 ●

情 報 化 と 経 営

［ GP GPS S システ ステム ム ］：位置情報を地図上に表示するシステム ［RFID］：無線電波を使ってICタグの情報を読み書きする仕 組み ：商取引のためのデータを標準的な書式に統一し、ネッ ［EDI］ トワーク経由で交換する仕組み ［デビットカ ［デビッ トカード ード ］ ：買い物した時点で口座から直接引き落と す決済カード ［ スマ スマート ートグリ グリッド ッド ］：発電と電力消費を総合的に制御し最適 化 ［CGM］：個人が制作コンテンツを配信、利用者同士で共有す る仕組み

●電子商取引 インターネットの普及により、ビジネスシーンでもインターネットを使ったサー ビスやツールが使われるようになりました。インターネットを使って商品やサービ 

クトロニク







ス

スを売買することを電子商取引 スを売買することを 電子商取引（ EC：Electronic Comm ommerce erce ）といいます といいます。売買 。売買 に伴う手続きがデータ化され、ネットワークを通じてやりとりができるため、コス トの削減や業務の効率化を実現できます。 電子商取引は、取引相手によって、以下の種類に分類されます。

388  

11-4 システム戦略

〈電子商取引の種類〉

種類

意味

例

ビ ツ ビ

B  to B ビ   ス ツ ビ   ス （ Business to Business）

企業と企業によ インターネット上に設けられた、 る取引 中間流通業者を介さず、売り手 と買い手が直接取引を行う e マー ケットプレイス

ビ ツ 

B  to C ビ   ス ツ       （ Business to Consu onsumer mer ）

企業と個人によ ネットショッピングや、インター る取引 ネットを使って銀行のサービスを 利用するネットバンキング

 ツ 

C t oC 個人と個人によ インターネットを使ってオーク       ツ       （ Consumer to Consumer） る取引 ションを行うネットオークション  ツ 

G to C ガ

バ

政府・自治体と インターネットを使った確定申告 



ト

ツ

 チ ズ 

（ Government to to Citizen） Citizen）

個人による取引 や住民票の申請

 ツ ビ

G to B 政府・自治体と インターネットを使った資材の調 ガ バ   ト ツ ビ   ス （ Government to Busin usiness ess） ） 企業による取引 達や入札

第   11 章 ●

こ れ も こ  知っ と

ロングテール インターネットショッピングでは、売上の全体に対して、あま り売れない商品群の売上合計が無視できない割合になっていま す。この現象をロングテールといいます。実店舗と違い、商品 す。この現象をロングテール といいます。実店舗と違い、商品 棚の制限を受けず多くの品揃えが可能なため、多品種を少量販 売できるようになりました。

こ れ も こ  知っ と

逆オークション インターネット上で、一般消費者が買いたい品物と購入条件を 提示し、売り手がそれに応じる取引形態を逆オークション 提示し、売り手がそれに応じる取引形態を とい 逆オークションとい います。

ココが 出る！

用語

［ eマーケ eマーケット ットプレ プレイス イス ］：インターネット上で売り手と買い 手が直接取引

389  

ココが 出る！

スキル

→電子商取引には、取引相手によってどのような例があるのか を理解しておこう

基本情報技術者試験 平成21年秋

CRMを説明したものはどれか。 ア：卸売業者・メーカが、小売店の経営活動を支援してその売上と利益を伸 ばすことによって、自社との取引拡大につなげる方法である。 イ：企業全体の経営資源を有効かつ総合的に計画して管理し、経営の高効率 化を図るための手法である。

情 報 化 と 経 営

ウ：企業内のすべての顧客チャネルで情報を共有し、サービスのレベルを引 き上げて顧客満足度を高め、顧客ロイヤルティの最適化に結び付ける考 え方である。 エ：生産、在庫、購買、販売、物流などのすべての情報をリアルタイムに交 換することによって、サプライチェーン全体の効率を大幅に向上させる 経営手法である。

解説

CRMは、顧客に関する情報を集めて分析し、サービスのレベルを 引き上げて顧客満足度を高め、顧客と良好な関係を築くための考え

方です。アはRSS、イはERP、エはSCMの説明です。

解答：ウ

基本情報技術者試験 平成22年春

RFIDを利用したものはどれか。 ア：IC タグ イ：磁気カード ウ：バーコード エ：メモリカード

解説

RFID RFI D を利用 を利用したも したものは、 のは、IC ICタグで タグです。 す。製品情 製品情報や流 報や流通経路 通経路を記録 を記録し、 し、 無線電波を使って読み取ります。

解答：ア

390  

11-4 システム戦略

基本情報技術者試験 平成27年春

電子自治体において、G 電子自治体において、 G to B に該当するものはど に該当するものはどれか。 れか。 ア：自治体内で電子決裁や電子公文書管理を行う。 イ：自治体の利用する物品や資材の電子調達、電子入札を行う。 ウ：住民基本台帳ネットワークによって、自治体間で住民票データを送受信 する。 エ：住民票、戸籍謄本、婚姻届、パスポートなどを電子申請する。

解説

G to B（ Governme Government nt to Business Busines s ）とは、政府・自治体と企業 による取引で、電子入札や電子調達があります。

解答：イ

第

  11 章 ●

情 報 化 と 経 営

391  

 

11

5 

★ ★ ★

  効率的なIT投資

●ITサービスの種類 企業活動にITを活用するといろいろと便利ですが、サーバや通信機器などの機 材やソフトウェアをすべて自社で用意するには、多額のお金が必要です。また、そ れらを継続して管理する人員も必要です。そこで、それらの機材やソフトウェアを 事業者から提供してもらうことにより、効率的なIT投資を実現するサービスがあ ります。

こ れ も

ROI（ Return On Investm Investment ent ）

こ  知っ と

投資利益率ともいい、投下した資本に対し、どれだけの利益が 得られたかを示す指標です。売上増やコスト削減などによって 創出された利益額を投資額で割って計算します。ROI 創出された利益額を投資額で割 って計算します。ROIが大きい が大きい と収益性が高いといえます。

●ハウジングサービス サーバや通信機器などを設置する場所を提供するサービスを ハウジングサービ スといいます。利用者は、自分で用意したサーバや通信機器を、提供された施 設に設置します。社内にサーバを設置するよりも、ネットワークや家賃・電力 など施設の維持管理にかかるコストを削減できます。 ●ホスティングサービス サーバや通信機器を貸し出すサービスをホスティングサービス サーバや通信機器を貸し出すサービスを ホスティングサービスといいます。ハ といいます。ハ ウジングサービスと異なり、サーバや通信機器は、サービスを提供する側が用 意します。そのため利用者には、サーバの管理は必要ありません。ホスティン グサービスは、レンタルサーバサービス グサービスは、 レンタルサーバサービスということもあります。 ということもあります。 エエ

●AS P インターネットを通じて、利用者にアプリケーションソフトウェアを提供 エエ



   

す る 事 業 者 、 ま た は そ の サ ー ビ ス の こ と を ASP（ Application Service 392  

11-5 効率的なIT投資     

Provid rovider er ）といいます。アプリケーショ といいます。アプリケーションソフトウェアは ンソフトウェアは ASP ASPのサーバ内に のサーバ内に あるので、利用者は自分でソフトを管理する必要がありません。   

● SaaS インターネットを通じて、利用者にソフトウェアの機能を提供するサービスを 

     

 

   

（ Software as a S ervi er vice ce ）とい といいま います。 す。AS ASPが Pが利用 利用者ご 者ごとに とに個別 個別にサ にサー ー SaaS バやデータベースを用意するのに対して、SaaSでは複数の利用者でそれらを 共有するマルチテナント方式 共有する であるという違いがあります。そのため、ASP マルチテナント方式であるという違いがあります。そのため、ASP よりさらに費用を安く抑えられます。

こ れ も こ  知っ と



BYOD

従業員が個人で所有するPCやスマートフォンを業務のために ブリング

ユ

ア

オ ウ ン

デ バ イ ス

使用することをBYOD 使用することを BYOD（ Bring Your Own Device ）といいま

第   11

章

す。企業側は、情報機器購入コストを節約できる反面、情報漏

●

えいのリスクも大きくなります。

 れ も こっ と  とこ こ  知

エエ

SOA 既存のアプリケーションソフトウェアを部品化し、サービス 単位で組み合わせて新しいシステムを作る設計手法を SOA    



      

（ Service Oriented Architecture：サービス指向アーキテク チャ）といいます。 といいます。サービスを サービスを組み替え 組み替えることでビ ることでビジネスの ジネスの変 変 化に対応しやすくなり、利用者の要望に合ったシステムを短期 間で開発することができます。

が コ出 コ る！

用語

［ハウジングサー ［ハウジ ングサービス ビス ］：機器の設置場所を提供する ：Webサーバのデータ領域を提供する ［ホスティングサ ［ホステ ィングサービス ービス ］ ［ASP］：インターネットを通じてソフトを提供 ：インターネットを通じてソフトの機能を提供。マ ［SaaS］ ルチテナント方式

393  

ココが 出る！

用語

［BYOD］：個人所有の情報機器を業務に使用 ［SOA］：既存のソフトを部品化し、組み合わせてシステムを 作る設計手法 スキル

→ROIを計算できるようにしておこう

基本情報技術者試験 平成23年秋

利用者が、インターネットを経由してサービスプロバイダ側のシステムに接 続し、サービスプロバイダが提供するアプリケーションの必要な機能だけを 必要なときにオンラインで利用するものはどれか。 ア：ERP

情 報 化 と 経 営

イ：SaaS ウ：SCM エ：XBRL

解説

インタ ーネットを通じて、 インターネット を通じて、利用者に 利用者にソフトウ ソフトウェアの ェアの「機能だ 「機能だけ」 け」を 提供するサービスはSaaSです。 解答：イ

基本情報技術者試験 平成26年秋

BYOD（ Brin Bring g Your Own O wn Device Dev ice ）の説明はど の説明はどれか。 れか。 ア：会社から貸与された情報機器を常に携行して業務にあたること イ：会社所有のノートPCなどの情報機器を社外で私的に利用すること ウ：個人所有の情報機器を私的に使用するために利用環境を設定すること エ：従業員が個人で所有する情報機器を業務のために使用すること

解説

BYODとは、個人で所有する情報機器を業務に使用することです。  

解答：エ

394  

11-5 効率的なIT投資

基本情報技術者試験 平成26年春

SOAを説明したものはどれか。 ア：業務体系、データ体系、適用処理体系、技術体系の四つの主要概念から 構成され、業務とシステムの最適化を図る。 イ：サービスというコンポーネントからソフトウェアを構築することによっ て、ビジネス変化に対応しやすくする。 ウ：データフローダイアグラムを用い、情報に関するモデルと機能に関する モデルを同時に作成する。 エ：連接、選択、反復の三つの論理構造の組合せで、コンポーネントレベル の設計を行う。 解説

SOAは、既存のソフトウェアをサービスという単位で扱い、これ らを組み合わせてシステムを作る設計手法です。

解答：イ

第   11 章 ●

情 報 化 と 経 営

395  

11

 

6

★ ★ ★

企業会計

●企業とお金 企業は、お金を儲けなくてはなりません。もちろん企業の存在意義は他にもあり ますが、お金を儲けられないと、企業活動を続けること自体が難しくなります。商 品やサービスをたくさん売って売上を上げて 品やサービスをたくさ ん売って売上を上げていたとしても、費用 いたとしても、費用（ コスト ）が売上 以上にかかっていたら儲けは出ません。そのため企業は常に、売上と費用の両方を 管理していく必要があります。売上や費用などのお金の出納を記録し、管理するこ とを会計といいます。 とを会計 といいます。

●売上高と費用

商品やサービスを売った金額を売上高 商品やサービスを売った金額を 、商品を作ったり運んだりするのにかかっ 売上高、商品を作ったり運んだりするのにかかっ た金額を費用 た金額を 、売上高 上高か から費 ら費用を 用を引い 引いた た、いわ いわゆる ゆる「儲け 儲けた金 た金額 額」を利益 といいます。 費用、 利益といいます。 《利益を求める公式》

 

利益＝売上高－費用 費用には、人件費や家賃、光熱費など、商品の生産数とは関係なくかかる 固定 と、材料費や運搬費など生産数に比例して増える変動費 があります。 費と、材料費や運搬費など生産数に比例して増える 変動費があります。 《費用を求める公式》

 

費用＝固定費+変動費

●損益分岐点 利益を得 利益 を得るた るために めには、 は、 「商品を 「商 品を何個 何個以上 以上売れ 売れば利 ば利益が 益が出る 出るのか のか」 」や、 や、逆に 逆に「1 「100 00 個 しか売れないことが想定される商品の場合、固定費や変動費をどのくらいに抑えれ ば利益が出るのか」 ば利益が出る のか」といった分 といった分析が必要です。 析が必要です。そのために そのためには、売上高と費 は、売上高と費用がちょ 用がちょ うど同じ金額 うど同 じ金額になる になるところ ところ、つま 、つまり利益 り利益が が「0」になる になるところ ところである である損益分岐点 損益分岐点を知 を知 396  

11-6 企業会計

る必要がありま る必要 があります。損益 す。損益分岐点 分岐点は、固定 は、固定費と変 費と変動費を足 動費を足した費 した費用 用（総費 （総費用） 用）と、売 上高をグラフにしたときに、ちょうど交差する点のことです。 〈損益分岐点〉

       

 

 

 

損益分岐点は、次の式で求めることができます。 変動費率 とは、売上高に対する 変動費率とは、売上高に対する 変動費の割合です。 《損益分岐点を求める公式》

第   11 章 ●

 

損益分岐 点＝固定費÷ 損益分岐点＝固 定費÷（1 －変動費 －変動費率） 率）

情

報 化 と 経 営

が コ出 コ る！

用語

［損益分岐点］：損益分岐点の売上高は、固定費と変動費の和に 等しい スキル

→損益分岐点を計算して求められるようにしておこう。

いむしょひょう

●財務諸表 企業が営業活動などで行った取引を記録し、企業の財務状況やどのくらい儲けた そんえきけいさんしょ

かを示すために作成する資料を財務諸表 かを示すために作成する資料を 財務諸表といいます。代表的なものに、 といいます。代表的なものに、損 損益計算書 たいしゃくたいしょうひょう

と 貸 借対照表 借対照表があります。 があります。 ●損益計算書 損益計算書は、企業が会計期間中にどのくらい儲けたのかを表す、経営の成績 表です。 397  

〈損益計算書の例〉    





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 



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



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 

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

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





          







●貸借対照表 貸借対照表は、企業のもっている資産や負債などを記載した書類です。企業が たくさんお金をもっていても、実はそのほとんどが借りたお金であれば、財政 状態がよいとはいえません。貸借対照表ではそのような、企業の財政状態が分 かります。

ココが 出る！

用語

［損益計算書］：一定期間における企業の経営成績 ［貸借対照表］：一定時点における企業の資産や負債を示す。財 務状態を把握できる スキル

→損益計算書の各項目の意味と関係を理解しておこう。

398  

11-6 企業会計

●在庫評価方法 普通、製造された商品はすぐに全部売れてしまうことはなく、一部は在庫として たなおろし

倉庫に保管されます。この在庫は、企業の棚卸資産（販売 （販売目的で 目的で保有し 保有している ている資産） 資産） として金額に として 金額に換算し 換算して決算 て決算書に記 書に記載され 載されます。 ます。ただし ただし、 、商品の 商品の仕入単 仕入単価は時 価は時期によ 期によっ っ て異なることもあるため、在庫として残っている商品の仕入単価をいつの時点の単 さきいれさきだしほう

あといれさきだしほう

価にするかで評価方法が変わります。評価方法には 先入先出法 、後入先出法 、総平 入先出法、 入先出法、 均法があります。 均法があります。 〈在庫評価方法〉

方法

説明

先入先出法   先に仕入れた商品から先に出荷したものと見なして計算する方法 後入先出法   後に仕入れた商品から先に出荷したものと見なして計算する方法 総平均法

 

対象期間中に仕入れた商品の総額を、総仕入れ数量で割って平均 単価を計算する方法

第   11 章 ●

部品の受払記録が以下の表の場合について考えてみます。 取引日

取引内容

数量（個）

単価（円）

金額（円）

情 報 化

4月1日

 

前月繰越

2,000

100

200,000

4月5日

 

購入

3,000

130

390,000

4月10日   払出

3,000

と 経 営

先入先出法の場合、4月10日払出 3,000 個は、4月1日前月繰越の 2,000 個と 4月5日購入の3,000個のうちの 1,000 個が割り当てられます。   払出合計：2,000 個× 100 円 ＋ 1,000 個× 130 円＝ 330,000 円   払出単価：330,000円÷3,000個＝110円 後入先出法 後入先 出法の場合 の場合、 、4 月 10 10日払出 日払出 3,000 3,000 個は、4月 5 日購 日購入の 入の 3,0 3,000 00個が割 個が割 り当てられます。   払出合計：3,000 個× 130 円＝ 390,000 円   払出単価：390,000円÷3,000個＝130円 総平均法の場合、これまでの購入総額を、総仕入数量で割って計算します。 399  

  購入総額：2,000個×100円＋3,000個×130円＝590,000円   払出単価：590,000 円÷（2,000 ＋ 3,000）個＝ 118 円

ココが 出る！

スキル

→それぞれの評価方法に応じて、在庫商品の仕入単価を計算で きるようにしておこう。

基本情報技術者試験 平成22年春

損益分岐点の特性を説明したものはどれか。 ア：固定費 固定費が変わ が変わらない らないとき、 とき、変動費 変動費率が低 率が低くなる くなると損益 と損益分岐点 分岐点は高く は高くなる。 なる。 イ：固定費が変わらないとき、変動 固定費が変わらないとき、変動費率の変化と損益分岐点の変化は 費率の変化と損益分岐点の変化は正比例 正比例 する。 ウ：損益分岐点での売上高は、固定 損益分岐点での売上高は、固定費と変動費の和に等しい。 費と変動費の和に等しい。 エ：変動費率が変わらないとき、固定費 変動費率が変わらないとき、固定費が小さくなると損益分岐 が小さくなると損益分岐点は高く 点は高く

なる。 損益分岐点では売上高と費用の額は等しくなります。よって、費用 である固定費と変動費の和に等しくなります。 解答：ウ

解説

基本情報技術者試験 平成25年春

財務諸表のうち、一定時点における企業の資産、負債及び純資産を表示し、 企業の財政状態を明らかにするものはどれか。 ア：株主資 株主資本等変 本等変動計算 動計算書 書 イ：キャッシュフロー計算書 ウ：損益計算書 エ：貸借対照表

解説

一定時点における企業の資産や負債を示す財務諸表は、貸借対照表 です。

解答：エ

400  

11-1 企業活動

基本情報技術者試験 平成23年特別

商品Aを先入先出法で評価した場合、当月末の在庫の評価額は何円か。  

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ア：3,300 イ：3,600 ウ：3,660 エ：3,700

解説

先入先出法は、先に仕入れた商品から順に出していきます。5日の 「30 「3 0 個の 個の払出 払出し」 し」は、 「繰越在 「繰 越在庫」 庫」から 10 個、 個、4 4 日「仕 「仕入」 入」分か 分から ら 20

第   11 章 ●

情 報 化 と 経

個払出し 個払 出しま ます。30 日の 「30 個の 個の払出 払出し」 し」は、4 日の 日の残り 残りから から 20 個、 7 日「仕 入」分から 10 個払出 個払出します します。よっ 。よって、 て、月末の 月末の在庫の 在庫の評価額 評価額は、 は、7 7 日「仕入 「仕入」 」 分の 20 個 × 130円＋ 10 日「仕入」分の 10 10個× 個× 11 110 0 円＝ 3,7 3,700 00円と 円と なります。

解答：エ

401  

11

 

 7

★ ★ ★

法律と権利

●企業と法律 企業活動において、法律は守らなければなりません。 そのためには、企業活動に関する法律を知っておく必要があります。以下に代表 的な法律を紹介します。

●個人情報保護法 氏名・生年月日・ 氏名・生 年月日・住所な 住所など、個人 ど、個人を特定 を特定できる できる情報 情報（個人 （個人情報） 情報）の取扱 の取扱いにつ いにつ いて定めた法律を個人情報保護法 いて定めた法律を といいます。個人情報を扱う場合は、利用目 個人情報保護法といいます。個人情報を扱う場合は、利用目 的を明示し、その目的以外で利用することが禁止されています。また、本人の 同意なしに、第三者へ個人情報を提供してはいけません。 ●労働基準法 従業員の賃金や労働時間、休日などについて、最低限の労働基準を定めた法律 を労働基準法 といいます。労働者 す。労働者を守るため を守るための法律であ の法律であり、 り、正社員だ 正社員だけでなく、 けでなく、 労働基準法といいま

営

アルバイトやパート社員にも適用されます。 ●不正競争防止法 市場で公正な競争が行われることを保護する法律を不正競争防止法 市場で公正な競争が行われることを保護する法律を 不正競争防止法といいま といいま す。 「企業 「企 業が秘 が秘密に 密にして してい いる営 る営業上 業上のノ のノウ ウハウ ハウを他 を他社 社へ漏 へ漏らす らす」 」 、 「コピ コピー ー商品 商品を を 販売する 販売 する」 」、 「食品の 「食 品の産地 産地を偽 を偽装す 装する」 る」など などの行 の行為は 為は、こ 、この法 の法律に 律に照ら 照らして して違法 違法 行為となります。 ●不正アクセス禁止法 パスワードでアクセス制限が行われているコンピュータに不正にアクセスする 行為を不正アクセス 行為を 不正アクセスといい、不正アクセスを禁止する法律を といい、不正アクセスを禁止する法律を不正アクセス禁止 不正アクセス禁止 法といいま といいます。 す。 「他人の 「他人 の ID とパスワ とパスワードを無 ードを無断で利 断で利用してコ 用してコンピュー ンピュータにアク タにアク セスする」 セスす る」、 「他人の 「他人 の ID とパス とパスワード ワードを、無 を、無断で第 断で第三者に 三者に教える 教える」 」などの などの行為は 行為は 違法行為となります。

402  

11-7 法律と権利

ココが 出る！

スキル

→それぞれの法律で、どのような行為が違法行為にあたるのか を理解しておこう

●企業と労働者の契約形態 ここでは ここ では、 、企業 企業で働 で働く く「人 「人」 」であ である労 る労働者 働者に関 に関する する法律 法律や権 や権利に 利につい ついて説 て説明し 明します ます。 。 企業が労働者を雇う 企業が労 働者を雇う場合、 場合、企業と労 企業と労働者の間 働者の間で雇用契約 で雇用契約を結びます を結びます。雇用形態 。雇用形態には、 には、 次の種類があります。 ●直接雇用契約 企業と労働者の間で直接に雇用契約を 結 ぶ 雇 用 形 態 を直 を 直 接 雇 用 契 約と 約といいま す。

こ れ も こ  知っ と

〈直接雇用契約〉   

第   11 章 ●



裁量労働制 特定の専門業務や企画業務において、実際の労働時間に関係なく、 労使間であらかじめ取り決めた労働時間を働いた時間とみなし給

情 報 化 と 経 営

与を支払う制度です。

こ れ も こ  知っ と

ワークシェアリング 従業員１人当たりの勤務時間を短縮し、仕事の配分を見直すこと で雇用を確保する取組みをワークシェアリングといいます。 で雇用を確保する取組みをワークシェアリング といいます。

●派遣契約 企業と労働者の間に派遣会社が入る派遣契約 企業と労働者の間に派遣会社が入る 派遣契約があります。労働者は、実際に働 があります。労働者は、実際に働 く企業ではなく、派遣会社と契約を結び、給料も派遣会社からもらいます。仕 事内容に関する指揮・命令は、直接雇用の社員と同じように、実際に働く企業 から受けます。ただし、派遣先での時間外労働に関する法令上の届出などは派 遣元が責任をもって管理します。派遣では、労働基準法に加えて、労働者派遣 403  

法という法律に従います。労働者は派遣先企業の指揮命令を受けて労働に従事 するほか、派遣先への転職の自由、派遣会社には二重派遣の禁止などの条件が 定められています。 〈派遣契約〉

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こ れ も こ  知っ と

請負契約と準委任契約 請負契約とは、労働者が企 請負契約 とは、労働者が企業から 業から「仕事をま 「仕事をまるごと請け るごと請け負う」 負う」 という契 とい う契約で 約です。 す。企業 企業は、 は、 「仕事を 「仕 事をした したこと こと」 」に対 に対して してお給 お給料を 料を 払うので 払う のではな はなく、 く、 「仕事を 「仕 事を完成 完成させ させた結 た結果」 果」に対 に対して して、そ 、その対 の対価 価 を払います。そのため、例えば発注元責任者の指揮命令に従っ て設計書を作成するなど、作業の実態が請負契約に沿わない場 合、偽装請負とみなされます。 準委任契約は、専門家 準委任契約 は、専門家がコンサル がコンサルティング ティング作業などの 作業などの「仕事を 「仕事を

すること」 すること 」を約束する を約束する契約です。請 契約です。請負契約とは 負契約とは異なり仕 異なり仕事の完 事の完 成は約束しません

〈請負契約〉    

が、専門家として 一般的に期待され るレベルの注意義

 

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務（善 管注 意義 務） を果たさなければ なりません。

ココが 出る！

用語

［ワークシェ ［ワーク シェアリ アリング ング ］：1人当たりの勤務時間を短縮、仕事 配分を見直し雇用確保 ［準委任契約］：善管注意義務をもって作業を受託 404  

11-7 法律と権利

ココが 出る！

スキル

→労働者派遣法で定められた、労働者の働かせ方を理解してお こう。

●知的財産権とは 企業は市場を分析したり、商品の研究開発をしたりするなどして、独自の商品や サービスで売上を上げます。しかし、独自に開発した商品が大ヒットとなっても、 すぐに他社からまねをした商品が売り出されると、売れ行きは落ちてしまい、予想 した利益が得られなくなってしまう可能性があります。このような状態では、企業 に新しい商品を開発する意欲がなくなってしまいます。 そのため、人や企業が考えて作ったものを、その人や企業の財産として保護する 知的財産権という考え方があります。知的財産権は法律によって守られ、第三者が 知的財産権という考え方があります。知的財産権は法律によって守られ、第三者が 勝手にまねしたり、売ったりすることが禁止されています。知的財産権には次のよ うな種類があります。 〈知的財産権〉    

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第   11 章 ●

情 報 化 と 経 営

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●著作権 著作権とは、自分の思想・感情を創作的に表現した文章、音楽、絵画、写真、 著作権 とは、自分の思想・感情を創作的に表現した文章、音楽、絵画、写真、 コンピュータプログ コンピュー タプログラム、 ラム、データベ データベースなどの ースなどの著作物を 著作物を創作したこ 創作したことによって とによって、 、 著作者に自動的に発生する権利のことです。そのため、著作物の権利に関する 特段の取決めをせず、プログラム開発を行った場合、プログラムの著作権は作 成した受注側に帰属します。コンピュータプログラムは、プログラム言語で書 かれたソース かれた ソースプログ プログラム、 ラム、実行可 実行可能形式 能形式のオブ のオブジェク ジェクトプロ トプログラム グラム、 、 アプリケー アプリ ケー ションプログラムなど、いずれも著作物ですが、アルゴリズム、プログラム言 語および規約は著作物とは見なされません。著作権は 著作権法 著作権法によって守られ によって守られ ます。以下のような行為は、著作権法の違法行為となります。 405  

・私的利用の範囲を超えて著作物を無断でコピーする ・演劇や音楽の著作物を、公共の場で無断で上演・演奏する ・他人の撮影した写真を勝手にWebサイトで公開する

ココが 出る！

スキル

→著作権法では、何が保護の対象となるのか、またどのような 行為が違法行為にあたるのかを理解しておこう

●産業財産権 工業製品の発明やデザインは、特許庁に申請し、登録することによって産業財 産権が適用され、保護されます。産業財産権には次の4種類があり、それぞれ の権利に対応する法律が用意されています。 ・特許権 新しいアイデアや発明には特許権 新しいアイデアや発明には があり、特許法 によって保護されます。 特許権があり、 特許法によって保護されます。

こ れ も こ  知っ と

特許クロスライセンス 特許クロスライセンスとは、特許権の権利者どうしが相互に相手 特許クロスライセンスとは、特許権の権利者どうしが相互に相手 の特許権を使用できるように契約することです。また、技術分野

や製品分野を特定し、その分野に関するす ての特許権を使用で きるようにすることを包括的クロスライセンスといいます。 きるようにすることを包括的クロスライセンス といいます。

・実用新案権 商品の形状や構造、組み合わせ方など、商品をよりよくするためのアイデア には実用新案権 には 実用新案権があり、 があり、実用新案法 実用新案法によって保護されます。 によって保護されます。 ・意匠権 デザインには意匠権 デザインには 意匠権があり、 があり、意匠法 意匠法で保護されます。 で保護されます。 ・商標権 事業者の取り扱う商品やサービスを、他者の商品やサービスと区別するため の文字・図形・記号やロゴマークには商標権 の文字・図形・記号やロゴマークには 商標権があり、 があり、商標法 商標法によって保護さ によって保護さ 406  

11-7 法律と権利

れます。

ココが 出る！

スキル

→それぞれの産業財産権では、どのようなものが保護されるの かを理解しておこう

基本情報技術者試験 平成21年秋

他人のIDとパスワードを使って、インターネットでオンラインショップの Webサーバに侵入し、会員情報を窃取しようとした。 Webサーバに侵入し、会員情報を窃取 しようとした。この行為を違法とす この行為を違法とす る法律はどれか。 第   11 章

ア：刑法 イ：電気通信事業法 ウ：不正アクセス禁止法

●

エ：プロバイダ責任制限法

情 報 化 と 経 営

解説

他人のIDとパスワードを無断で利用してコンピュータにアクセス する行為は、不正アクセス行為として処罰の対象となります。 解答：ウ

基本情報技術者試験 平成24年秋

派遣元会社A社と派遣先会社B社が派遣契約を結び、A社は社員であるN 氏を派遣した。労働者派遣法に照らして適切な行為はどれか。 ア：B社の繁忙期とN氏の休暇申請が重なったので、B社から直接N氏に休 暇の変更を指示した。 イ：N氏からの作業環境に関する苦情に対し、B社は雇用関係にないので， 対応はA社だけで行った。 ウ：N氏は派遣期間中の仕事に関する指示を、B社の担当者から直接受ける ことにした。 エ：派遣期間中にN氏の作業時間が空いたので、B社は派遣取決め以外の作 業を依頼した。

407  

解説

労働者に対する指揮命令は派遣先の会社にあるため、ウは正しい。ア の休暇の変更は、派遣元と派遣先で合意する必要があるため誤り。イ

の苦情も、 の苦情も 、 両社で連携して処 両社で連 携して処理にあた 理にあたる必要が る必要があるため あるため誤り。派 誤り。派遣先会社 遣先会社は、 は、 派遣取決め以外の作業を依頼してはいけないため、エも誤り。

解答：ウ

基本情報技術者試験 平成27年春

従業員1人当たりの勤務時間を減らして社会全体の雇用維持や雇用機会増加 を図るものはどれか。 ア：カフェテリアプラン イ：フリーエージェント制 ウ：ワークシェアリング エ：ワークライフバランス

解説

ワークシェアリングにより、1人当たりの勤務時間を短縮、仕事配 分を見直し雇用確保を図ります。

解答：ウ

基本情報技術者試験 平成23年秋

著作権法において、保護の対象とならないものはどれか。 ア：インターネットで公開されたフリーソフトウェア

イ：ソフトウェアの操作マニュアル ウ：データベース エ：プログラム言語や規約

解説

プログラム言語や規約は、著作権法の保護対象とはなりません。フ リーソフ リー ソフトウ トウェア ェア（「1 「111-8 8 ソフ ソフトウ トウェア ェアの利 の利用形 用形態」 態」参照 参照） ）は自 は自由に 由に

使うことができますが、著作権が放棄されていない場合は著作物として保 護対象となります。

解答：エ

408  

11-7 法律と権利

基本情報技術者試験 平成23年特別

特許法による保護の対象となるものはどれか。 ア：自然法則を利用した技術的思想の創作のうち高度なもの イ：思想又は感情を創作的に表現したもの ウ：物品の形状、構造又は組合せに係る考案 エ：物品の形状、模様又は色彩など、視覚を通じて美感を起こさせるもの

解説

特許法では、 特許法で は、 「自然法則を利 「自然法 則を利用した技 用した技術的思想 術的思想の創作の の創作のうち高 うち高度な 度な もの」と定義され と定義された発明を た発明を保護対象と 保護対象としています しています。 。

解答：ア

第   11 章 ●

情 報 化 と 経 営

409  

11

★ ★

8

ソフトウェアの利用形態

●オープンソースソフトウェア とは、プログ プログラムの ラムの作成者 作成者がソー がソースコー スコードを公 ドを公開し、 開し、 オープンソースソフトウェアとは、 オープンソースソフトウェア 誰でも改変や再配布ができるようにしたソフトウェアのことです。ただし著作権は 放棄されていないので、著作権はあくまで作成者にあります。また、必ずしも無料 ではありません。代表的なオープンソースソフトウェアには、UNIX系のOSであ リナクス

る Linuxなどがあります。 ●オープンソースソフトウェアの定義     

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オ ー プ ン ソ ー ス 文 化 を 啓 蒙 す る 非 営 利 組 織 で あ る O SI（ Open Source      

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Ini niti tiat ativ ive e ）では、オー プンソ ースソ フト ウェア の定義 の定義（ （ O SD：The Open 



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Source Denition ）を次のように定めています。   1 . 再配布の自由を許可す 再配布の自由を許可する る   2 . ソースコードの再配布 ソースコードの再配布を許可する を許可する   3 . 派生ソフトウェアの配 派生ソフトウェアの配布を許可する 布を許可する   4 . 作者のソースコードの 作者のソースコードの完全性を守る 完全性を守る   5 . 個人やグループに対し 個人やグループに対して差別を禁止する て差別を禁止する   6 . 利用する分野の差別を 利用する分野の差別を禁止する 禁止する

  7 . 再配布時に、追加ライ 再配布時に、追加ライセンスを必要としない センスを必要としない   8 . 特定のソフトウェアに 特定のソフトウェアに依存しない 依存しない   9 . 同じ媒体で配布される 同じ媒体で配布される他のソフトウェアを制 他のソフトウェアを制限しない 限しない  10  1 0 .特定の技術やインタフェースに . 特定の技術やインタフェースに依存しない 依存しない

●フリーウェア、フリーソフト 無料で自由に利用できるソフトウェアです。改変や再配布は禁止されていること が多いです。著作権は、作成者が保持しています。

410  

11-8

ソフトウェアの利用形態

●シェアウェア 利用期間が限定されているか、または一部の機能だけが無料で試用できるソフト ウェアです。利用を継 ウェアです。 利用を継続する場 続する場合や、 合や、全機能を 全機能を利用した 利用したい場合に い場合には料金を は料金を支払いま 支払います。 す。 著作権は、作成者が保持しています。

ピィエ

●パブリック リックド ドメインソ メインソフ フトウェア（ P DS ） 著作権が放棄されたソフトウェアで、自由に改変したり再配布したりすることが 可能です。

ココが る！ 出

用語

：一定の条件で使用、複製、 ［オープンソースソフ ［オープンソー スソフトウェ トウェア ア］ 改変、再頒布を許可。著作権は保持。Linu 改変、再頒布を許可。 著作権は保持。Linux x などがある ［フリーウェ ［フリ ーウェア ア ］：無料で使用できる。著作権は保持

第   11 章 ●

［シェアウェ ［シェ アウェア ア ］：有料で使用できる。著作権は保持 ［パブリックドメイン ［パブリックド メインソフト ソフトウェア ウェア ］：改変、再配布を許可。 著作権は放棄 スキル

→オープンソースソフトウェアの定義を基に、どんな場合にラ イセンス違反になるのかを理解しておこう。

情 報 化 と 経 営

基本情報技術者試験 平成20年春

Linuxに代表されるソフトウェアであって、再配布の自由、再配布時のソー スコード包含、派生ソフトウェア改変の許諾などが要求されるものを何とい うか。 ア：オープンソースソフトウェア

イ：コンポーネントウェア

ウ：シェアウェア

エ：ミドルウェア

オープンソー オープ ンソースソフ スソフトウェ トウェアは、 アは、著作権 著作権は放棄 は放棄しない しないで、 で、ソース ソースコー コー

  解説

ドを公開したライセンスです。個人・団体、使用分野を問わず、ま

た商用システムの開発においても利用が可能です。

解答：ア

411  

基本情報技術者試験 平成21年春

OSIによるオープンソースソフトウェアの定義に従うとき、適切なものはど れか。 ア：ある特定の業界向けに作成されたオープンソースソフトウェアは、ソー スコードを公開する範囲をその業界に限定することができる。 イ：オープンソースソフトウェアを改変し再配布する場合、元のソフトウェ アと同じ配布条件となるように、同じライセンスを適用して配布する必 要がある。 ウ：オープンソースソフトウェアを第三者が製品として再配布する場合、そ のオープンソースソフトウェアの開発者は第三者に対してライセンス費 を請求することができる。 エ：社内での利用などのようにオープンソースソフトウェアを改変しても再 配布しない場合、改変部分のソースコードを公開しなくてもよい。 オープンソースソフトウェアは、ソフトウェアの著作者の権利を保

  解説

持しながら、 持しな がら、ソース ソースコード コードを公開 を公開するソ するソフトウ フトウェアで ェアです。 す。ソース ソースコー コー

ドを公開する範囲を限定してはならないため、アは誤り。オープンソース ソフトウェアを改変し再配布する場合、元のソフトウェアと同じライセン スを適用して配布しなくてもよいため、イも誤り。再配布にライセンス費 を請求してはいけないため、ウも誤り。改変しても再配布しない場合は、 改変部分のソースコードを公開しなくてもよいため、エは正しい。 解答：エ

412  

11

 

11-9 標準化

★ ★ ★

9

標準化

●標準化とは さまざまな企業が商品を作り、販売していますが、商品を広く普及させるために は、標準化 は、 という作業が欠 作業が欠かせま かせません。標 せん。標準化とは 準化とは、商品の 、商品の仕様な 仕様などの どの「標準 「標準」 」を 標準化という 決めることです。 例えば、蛍光灯が切れてしまったので新しく購入しようとしたとき、同じメーカ のものしか使えないとなると不便です。メーカが倒産してしまった場合などは、照 明器具ごと買い換えるしかなくなってしまいます。どのメーカも標準化された同じ 仕様の商品を販売すれば、消費者の利便性が高くなり、結果的に商品の普及へとつ ながるのです。 〈標準化〉

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●標準化団体 標準化は、以下のような国内外の標準化団体が行っています。

第   11 章 ●

情 報 化 と 経 営



〈標準化団体〉

団体 スオ

  タ  ナ  ョ ナ ル

標準化の対象 オ  ガ ニ ゼ   ョ 

フォ

I S O（ I nternational O rganization f o r 工業と技術に関する国際規格 スタダダゼョ Stand tandardi ardizati zation on：国際標準化 ：国際標準化機構） 機構） トリプル

ザ

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オブ

  ク ト リ カ ル

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 ク ト ニh ク e ス I   ニ   ズ o ク IEEE EEE（ （ロ T nstitute f E lectrical a nd 有線LAN、無線LAN、 Electronics Engineers, Inc.：電気電子学 ：電気 電子学会） 会） Bluetoothの技術など ダブリスリ

ワ  ル 

ワ  

ウブ

  ソ    

W 3 C（World Wide Web Consortium）   Webで利用される技術 ス

日本工業標準調査会

 

日本国内の工業製品規格 日本国内の工 業製品規格（ IS J ）

413  

ココが 出る！

用語

［ISO］：工業と技術に関する国際規格を定める団体 ：日本国 本国内の 内の工業 工業製品 製品規格 規格（ JI JIS S ）を審 を審議 議 ［日本工業標準調査会］：日

●バーコード 標準化された規格として身近な例は、バーコード 標準化された規格として身近な例は、 です。バーコードとは、商品に バーコードです。バーコードとは、商品に 関するさまざまな 関するさ まざまな情報を、棒 情報を、棒（ バー）が集まっ が集まったコード たコードなどで表 などで表したもの したものです。小 です。小 売店舗のレジのバーコードリーダで情報を読み取り、精算を行うのに使われていま す。代表的な2つのバーコードを紹介します。 〈バーコードの種類〉

種類

特徴

例

ャ 

JANコード   日本で最も普及しているバーコード。製 造国、メーカ、商品名のほか、読取りエ ラーを検出するための数値や記号である チェックディジットの情報が入っている チェックディジット の情報が入っている

  

キル

Q R コード   英数字や漢字など、多くの情報を記録で きる。3個の検出用シンボルをもち、縦か らも横からも読み取ることができる2次 元バーコードであり、読取りエラーを訂 正する機能もある。

ココが 出る！

用語

［ JANコー Nコード ド ］：製造国、メーカ、商品名、チェックディジッ ト情報が入る

：縦からも横からも読み取れる 2 次元バーコード。 ［QRコー ［QRコ ード ］ 3個の検出用シンボルがあり、多くの情報を記録できる

基本情報技術者試験 平成21年秋

WTO加盟国の政府関係機関での採用が見込まれる製品の開発に際して、ど の規格を採用すべきか。 ア：ANSI 規格

イ：IEEE 規格

ウ：ISO 規格

エ：JIS 規格

414  

11-9 標準化

解説

WTO（世界貿易機 （世界貿易機関） 関）は国際機関 は国際機関のため、採用 のため、採用が見込まれ が見込まれる製品は る製品は 国際規格に準拠している必要があります。選択肢の中で国際規格で

あるのはISO規格です。

解答：ウ

基本情報技術者試験 平成27年春

日本工業標準調査会を説明したものはどれか。 ア：経済産業省に設置されている審議会で、工業標準化法に基づいて工業標 準化に関する調査・審議を行っており、特にJISの制定、改正などに関 する審議を行っている。 イ：電気・電子技術に関する非営利の団体であり、主な活動内容としては、 学会活動、書籍の発行、IEEE規格の標準化を行っている。 ウ：電気機械器具・材料などの標準化に関する事項を調査審議し、JEC規

●

格の制定及び普及の事業を行っている。 エ：電子情報技術産業の総合的な発展に資することを目的とした団体であ り、JEITA規格の制定及び普及の事業を行っている。

解説

第   11 章

日本工業標準調査会は、JISの制定改正を審議する団体です。 解答：ア

基本情報技術者試験 平成19年秋

QRコードの特徴はどれか。 ア：3個の検出用シンボルで、回転角度と読取り方向が認識できる。 イ：最大で英数字なら 126文字、漢字なら64文字を表すことができる。

情 報 化 と 経 営

ウ：バイナリ形式を除いた文字をコードで表現することができる。 エ：プログラム言語であり、携帯電話で実行できる。

解説

QR コード は、3 個の検出用のシ 個の検出用のシンボルがあり ンボルがあり、どの方向か 、どの方向からでも らでも 読み取ることができます。携帯電話で多く使用されています。 解答：ア

415  

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「でる語 「で る語句 句 200 200」と 」とは は 「でる語句 200」とは、 「試験によくでる語句 厳選 200 語」の略で、スマートフォンで使える単語帳アプ リです。情報処理技術者試験の専門家が、各試験の特性と出題頻度を徹底分析し、合格に必要なキーワー ド・用語を厳選して、200 語にまとめま 語にまとめました。通勤・通学などのすき間学習や、試験直前の最終チェック した。通勤・通学などのすき間学習や、試験直前の最終チェック などにご活用ください。 「でる語句 200」の利用には「zuk 200」の利用には「zuknow now」のインストール 」のインストール（導入手順 （導入手順 1）と、本書 用の単語帳の 用の単 語帳の登録 登録（導入 （導入手 手 順 2） が必要になります。下 が必要 になります。下記の手 記の手順を参照して 順を参照して操作を行 操作を行なってください。なお なってください。なお、 、 すでに「zukno すでに 「zuknow」をお使 w」をお使いの方は、 いの方は、導入手順 導入手順 2 から行 から行なって なってくだ ください。 さい。 導入手順 導入 手順 1

  スマートフォンに「zuknow」をインストールする

ここでは、iPhone の画面で説明 ここでは、iPhone の画面で説明を進めま を進めますが、Android すが、Android でもほ でもほぼ同じ ぼ同じ手順での操作 手順での操作になり になります。 ます。  インストールしたアプリを起動し インスト ールしたアプリを起動して、画面の指示に従い、初回のユーザー登録手続 て、画面の指示に従い、初回のユーザー登録手続 1 お使い のスマ ー トフォンで 「App きを進めてください。 Store」 （iPhone ／ （iPhone iPad の場 合）また は「G 「Goo oogl gle e Pla P lay」 y」 （And （A ndro roid id の場 合） を起動してから 「zuknow」 「zuk now」を 検 索 し、インストール してください。

初めて起動するとアプリの機能紹介が始まる ので［次へ］をタップして読み進め、 ［zuknow ［zuknow をはじめる］をタップするとこの画面が出る。 Facebook Facebo ok アカウント アカウント、Tw 、Twitter itter アカウント アカウント、 、 メールアドレスの メールアド レスの 3 種類の登 種類の登録方法があ 録方法があるの るの で、任意の方法を選択し、画面の指示に従っ てユーザー登録を進 てユーザ ー登録を進める。 める。［ユーザー ［ユーザー登録せず 登録せず に試す］を選ぶと「でる語句 に試す］を選ぶと「でる 語句 200」が利用で きないので、必ずいずれかの方法で登録する 導入手順 導入 手順 2

登録が終わると「おすすめ 「プッシュクイズ」画面が表 設定」画面が表示されるの 示され 示されるので るので、 、［送信 ［送信確認画 確認画 で、画面の指示に従って選 面へ 面へ］ ］をタ をタップ ップする する。 。「学 「学習」 習」 択していく。なにも選択し 画面が表示され、アプリが ないと先に進めないので必 使える 使えるように ようになる。 なる。「おす 「おすす す ず 1 つ以 つ以上選 上選択す 択する る め設定」で選択した単語帳 がすでに登録されている

  本書専用 本書専用の単語帳 の単語帳「でる語 「でる語句 句 200」 200」を登録す を登録する る

1「zuknow 「zuknow」の 」の QR コー コード読み取 ド読み取り機能 り機能を呼び を呼び出し 出します。 ます。 【Androidでの手順】 画面左上の ［zu kn o w］ マークをタップ⇒［設 定とヘルプ］をタッ 画面下部にあ る［学習］を タップしたあ と画面左上の 「その他」画面が表示されるの ［ … ］ を タ ッ で、［アプ ［アプリ設定］ リ設定］をタッ をタップする プする プする

プ⇒［QR コード］を プ⇒［QR タップ

 

「設定」画面が表示されるので、 ［QR コード］をタ コード］をタップする ップする

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 QR コードを読み込 コードを読み込んで、単語帳を んで、単語帳を登録してください 登録してください。 。

「QR 「Q R コード」画面が表示 され るの で、 ［QR コー ド 読み取り］をタップする。 「カメラへのアクセスを求 めています」が表示され た場合は［OK］をタップ する

単語帳の詳細画面 が表示されるので、 ［追加する］をタッ プすると「でる語 句 200」の登 録が 完了する

カメラが起動するので、この QR コー カメラが起動するので、 ドを読み取る。読み取りが成功する と自動的に画面が切り替わる

※ Android の場合、QR コードが読み取りに コードが読み取りにくいことがあります くいことがあります。zuknow 。zuknow を一旦終了し、別の QR コード読み取りアプ コード読み取りアプリを使うと、 リを使うと、読み取ることがで 読み取ることができます。 きます。

「でる語句 「でる語 句 200」 200」を使った を使った学習方法 学習方法の例 の例 1「zu 「zukn know ow」 」を起動したら、画面下部 にある［学習］をタップし、単語帳 一覧にある「で 一覧にあ る「でる語句 る語句 200」 200」を選ん を選ん で学習画面を開いてください。

単語カードを使った暗記学習と、 クイズ形式での暗記確認ができる

［カードで暗記する］をタッ プすると、 プすると 、単語カ 単語カードを使 ードを使っ っ た暗記学習ができます。

［？］をタップすると単語の意味が 表示される。カードを左右にスワイ プすると、前後の単語カードに移動 できる。画面左上の［