情報処理技術者試験対策のページ＞午前対策 目次
テクノロジ系 コンピュータシステム
コンピュータ構成要素
プロセッサ
- コンピュータ及びプロセッサの種類
- スーパーコンピュータ
ベクトル命令を備えたプロセッサを数個〜十数個、又はマイクロプロセッサを数百〜数千個結合することによって、性能向上を図っている
- ベクトルコンピュータ
一つの命令で配列中の複数のデータを同時に演算する
- クラスタシステム(クラスタリング)
-
複数のコンピュータを組み合わせて一つの信頼性の高いシステムを構築する方式
-
システムの一部(連携しているコンピュータのどれか)で障害が発生しても、他のコンピュータに処理を代行させることによって、システム全体の停止を防止できる
- 複数のコンピュータを連携させ、全体を1台の高性能コンピュータであるかのように利用することができる
- フェールバック
クラスタリングで、処理を実行しているノードXに障害が発生すると、他のノードYに処理が引き継がれる。元のノードXの障害が復旧した後、再びノードYから処理を引き継ぐこと
- 密結合マルチプロセッサ
-
複数の同種のプロセッサが主記憶を共有し、単一のOSで制御されることによって処理能力を高めるコンピュータシステムの構成
-
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
- 密結合マルチプロセッサシステム環境で動作するOS
各タスクはどのプロセッサでも実行できるのでタスク間で同期を取る機能が必要になる
- シングルプロセッサシステムの性能と比較したとき、主記憶のアクセスに対する排他制御のため、密結合マルチプロセッサ1台あたりの性能が低下する
- 主記憶へのアクセス競合のため、結合マルチプロセッサの性能が、1台当たりのプロセッサの性能とプロセッサ数の積に等しくならない
- 疎結合マルチプロセッサ
-
主記憶を共有せずにプロセッサごとに主記憶を占有し、プロセッサ間は高速なネットワークで結合する
-
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
- CPU
- CPUのプログラムレジスタ(プログラムカウンタ)の役割
命令を読み出すために、次の命令が格納されたアドレスを保持する
- CPUのスタックポインタが示すもの
サブルーチン呼出し時に、戻り先アドレス及びレジスタの内容を格納するメモリのアドレス
- MPU
- RISCアーキテクチャのMPUの特徴
-
ハードウェア回路とパイプラインの技術を使い、1命令あたりおおよそ1クロックで実行できる
-
パイプライン処理に適している
- ウェイト機能とレディ機能の使い方
アクセス速度の遅いメモリにMPUを同期させる
- ターゲットMPUのシミュレータ
-
マイコン応用システム開発のデバッグ段階で使用するツール
-
ソフトウェアのデバッグをクロス開発環境で行える
- MPUがもつウェイト機能とレディ機能の使い方
アクセス速度の遅いメモリにMPUを同期させる
- オーバードライブプロセッサ
CPUに装着することで機能を強化することのできるデバイス
- コプロセッサ
マイクロプロセッサの性能を強化するための特定分野に特化した補助プロセッサ
- マルチプロセッサシステム
- バーチャルマシン ( マルチブート )
1台のコンピュータに複数のOSを組み込んだ状態
- マルチコアプロセッサの特徴
消費電力を抑えながら、プロセッサ全体の処理性能を高められる
- 対称型マルチプロセッシング (Symmetric Multiprocessing ； SMP )
特定のCPUに非対称的に割り付けられた処理に依存する事無く、全てのCPUに対して対称的、均一的に処理が割り付けられた複数プロセッサによる並列処理を行う方式
- ベクトルプロセッサ
処理すべきベクトルの長さがベクトルレジスタより長い場合、ベクトルレジスタ長の組に分割して処理を繰り返す方式
- 構成・動作原理
- BIOS
パソコンの電源を入れると、OSが起動する前にフロッピーディスク装置や磁気ディスク装置へのアクセスを行う働きを行っている
- ブートストラップ
コンピュータシステムの起動時に、磁気ディスクからOSをロードして動作準備を整える機能
- 命令デコーダ
プロセッサの制御機構
- 割込み
- コンピュータがキーボードやマウスなどの周辺機器、ソフトウェアから受け取る要求のこと
-
複数の割込みの発生に備え、個々の割込み原因には優先順位が付けられる
- カスケード方式で割り込みコントローラを接続した場合、上位の割込みコントローラは、下位からの割込みをマスクできる
- 内部割込み（プログラムの命令を実行した結果として発生する）
- 仮想記憶管理における存在しないページにアクセスしたときのページフォールト
- システム管理命令を一般ユーザモードで実行したときの特権命令違反
- 浮動小数点演算命令でのオーバフローなどの演算例外
- システムコール命令の実行
- 演算結果のオーバフローやゼロによる除算で生じる割込み
- 仮想記憶管理において、存在しないページヘのアクセスによって生じる割込み
- ソフトウェア割込み命令の実行によって生じる割込み
- スーパバイザコール(SVC)割込みプログラム割込み（エラーによる割込み）
例）ゼロによる除算を実行した
- 外部割込み（実行中のプログラムの命令とは関係なく発生する）
- 入出力割込み
- 入出力動作の終了
- インターバルタイマによって、指定時間経過時に生じる割込み
- ハードウェア異常などによるマシンチェック
- リスタート割込み
- 割込み発生時のプロセッサの処理手順
- ユーザモードから特権モードへの移行
- プログラムレジスタ(プログラムカウンタ)などの退避
- 割込み処理ルーチンの開始番地の決定
- 割込み処理ルーチンの実行
- 性能と特性
- マイクロプロセッサの省電力技術
CMOSを使用したプロセッサでは、動作周波数を低くすることによって、論理反転時の電流が減少し、消費電力を少なくすることができる
- LSIの省電力制御技術であるパワーゲーティングの説明
動作する必要のない回路ブロックへの電源供給を遮断することによって、リーク電流を減らす
- プロセッサの省電力技術の一つであるパワーゲーティング
動作していない回路ブロックへの電源を遮断する
- 構造と方式
- クロック周波数
- クロック周波数によって CPU
の命令実行タイミングが変化する
- クロック周波数が高くなるほどパソコンの命令実行速度が向上する
- 同じ構造をもつCPUであれば、クロック周波数が高いものほど処理速度が速い
- CPUのクロック周波数と、主記憶を接続するシステムバスのクロック周波数は同一でなくてもよい
- クロック周波数2GHzのプロセッサにおいて、ひとつの命令が5クロックで実行出来る時、1命令の実行に必要な時間
2.5ナノ
- クロック集荷数が1.6GHxのCPUは、4クロックで処理される命令を1秒間に4億回実行できる
- MIMD
商用超並列コンピュータの多くが採用しているマルチプロセッサの処理方式の一つで、プロセッサごとに異なる命令を並列に実行させる
- SIMD
複数のデータに対して一つの命令で同一の操作を同時並列に行う方式で、マルチメディアデータなどを扱うCPUに採用されているもの
- MISD
多数の機能ユニットが同じデータに対して異なる操作を同時に行う
- SISD
マイクロプロセッサにおいて、1つの命令で1つのデータを扱う処理方式
- VLIW ( Very Long Instruction Word ； 超長命令語 )
-
命令語を長く取り、一つの命令で複数の機能ユニットを同時に制御することによって高速化を図る方式
-
プロセッサの実行効率を上げる
-
マイクロプロセッサの内部構造の一つ
-
一つの命令語で複数の命令を同時に実行する
-
同時に実行可能な複数の動作をまとめてひとつの命令として、同時に実行する
- 命令とアドレッシング
- 命令実行順序
命令フェッチ → 命令の解読 → オペランド読出し → 命令の実行
- 実行アドレス計算
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
- プログラム記憶方式
プログラムを主記憶に読み込んでおき、CPUが順次読み出し実行する方式
- アドレス空間
一つのプロセス内のすべてのスレッドが共有するもの
- アドレス指定方法
- 即値オペランド
命令読み出し後のメモリ参照を行わずにデータを取り出すもの
- ハッシュ法
-
関数を用いてレコードのキー値からレコードの格納アドレスを求めることによってアクセスする方法
-
キーの関数値によって格納場所を決める
- シノニム
-
直接編成ファイルへのレコードの追加で、複数のレコードキー値が同一のレコードアドレスに変換されてしまう現象のこと
-
シノニムが発生して本来指定されたレコードアドレスに格納できないキー値をシノニムレコードという
- 演算機能は制御機能からの指示で演算処理を行う
- 命令キャッシュを効果的に使用できるプログラムの作成方法
頻繁に実行される処理部分をまとめる
- 主記憶を参照するアドレス指定方式
- 間接アドレス指定方式
- 指標アドレス指定方式
- 相対アドレス指定方式
- 直接アドレス指定方式
- パイプライン処理 / パイプライン制御
-
処理装置の高速化技術で、命令の読み出しから実行までをプロセッサ内で複数のステージに細分化し、各ステージを並行して実行することで、複数の命令を少しずつ段階をずらしながら同時実行することができるため処理効率が向上する
-
CPUのパイプライン処理を有効に機能させるには分岐命令を少なくするようにプログラミングする
-
パイプラインの深さをD、パイプラインピッチをP秒とすると、I個の命令をパイプラインで実行するのに要する時間を表す式(パイプラインの各ステージは1ピッチで処理されるものとし、パイプラインハザードについては考慮しない)
(I+D-1)xP
- 遅延分岐
分岐命令に引き続く幾つかの命令を実行してから実際の分岐を行う
- ストール
パイプライン制御において必要なデータが確定しない場合の時などに、処理を途中停止すること
- スーパパイプライン
パイプラインを更に細分化することによって、高速化を図る方式
- パイプラインハザード
-
パイプライン制御の障害となるもの
- データハザード
先行する命令の処理結果を反映しているかどうかが保証されないこと
- 制御ハザード
分岐命令の為に、先読みした命令が無駄になること
- 構造ハザード
データの読み込みと命令取り出しが同時になり、データバスの競合が発生すること
- スーパスカラ
-
MPUの高速化技術の一つ
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複数のパイプラインを用い、同時に複数の命令を実行可能にすることによって、高速化を図る方式
-
プロセッサ内部の演算装置を複数個用意し、それぞれが同時にパイプライン処理を実行することで、同時に複数の命令を実行可能し、高速化を図る方式
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命令を並列実行するためのアーキテクチャであって、複数の命令を同時に実行するとき、命令を実行する演算器をハードウェアによって動的に割り当てる方式
- 投機実行
パイプラインの性能を向上させるための技法のひとつで、分岐条件の結果が決定する前に、分岐先を予測して命令を実行する
メモリ
- メモリの種類と特徴
- RAM
- SRAM
フリップフロップ回路を利用した高速なメモリ
- DRAM
-
コンデンサに電荷を蓄えた状態か否かによって1ビットを表現する
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主記憶としてよく用いられる
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SRAMと比較してビットあたりの面積を小さくできるので、高集積化に適している
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構造が単純なので、高集積化することができ、ビット単価を安くできる
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リフレッシュ動作
データを保持するために、一定時間ごとにアクセスする
- SDRAM
外部バスインターフェースが一定周期のクロック信号に同期して動作するよう改良されたDRAM
- DDR-SDRAM
クロック信号の立ち上がりと立下りの両方に同期して、データを読み出す
- ROM
- マスクROM
- PROM
- PROM(OTROM)
- EEPROM
- フラッシュEEPROM(フラッシュメモリ)
- 半導体を利用した不揮発性メモリの一種で、電源を切っても内容を保持できるため、USBメモリやSDカード、デジタルカメラで撮影した画像データの保存などに使われる
- 記憶内容の保持に電力供給を必要としない
- 電気信号によってブロック単位でのデータの書換えや消去が可能
-
ディジタルカメラの画像データや携帯音楽プレーヤの音楽データの記録媒体として利用されている
- 書込み、消去ともに電気的に行い、一括又はブロック単位で消去する
- データ書換え時には、あらかじめ前のデータを消去してから書込みを行う
- メモリシステムの構成と記憶階層
- キャッシュメモリ
- 使用目的
-
CPUコアと主記憶のあいだにあって、データを高速に読み書きするためのメモリ
- 主記憶へのアクセス速度を見かけ上短縮することによって、プロセッサの処理速度の差を埋めCPUの処理効率を高める
- 効果
-
主記憶から読み出したデータをキャッシュメモリに保持し、CPUが後で同じデータを読み出すときのデータ転送を高速に行う
-
主記憶全域をランダムにアクセスするプログラムでは、キャッシュメモリの効果は小さくなる
- プロセッサにデータを読み込むときにキャッシュメモリがヒットしなかった場合、キャッシュメモリ制御装置は主記憶から所要のデータをブロック転送し、キャッシュメモリに読み込む
- 1次キャッシュと2次キャッシュ
最初にアクセスされるものを1次、そこに必要な情報がない場合に次にアクセスされるものを2次と呼ぶ
- 主記憶のアクセス時間とプロセッサの命令実行時間の差が大きいマシンでは、多段のキャッシュ構成にすることで実行アクセス時間が短縮できる
- 入力管理におけるバッファキャッシュ
一度アクセスしたデータブロックは再利用される可能性が高いので、入出力に利用したバッファ領域をすぐには開放せずにしばらく保持する
- セグメント方式
主記憶にロールインするときに空き領域がない場合、OSは不要なセグメントをローアウトしてから、該当のセグメントをロールインする
- ブロックを置き換える方式
LRU方式
- ライトスルー方式
-
データの書き込み命令実行時に、プロセッサがキャッシュメモリと主記憶の両方にデータを書き込む方式
-
データをキャッシュメモリと主記憶の両方に同時に書き込むので、主記憶の内容が常に最新となる
- ライトバック方式
-
主記憶アクセスの高速化技術
-
キャッシュメモリだけを書き換えておき、主記憶の書き換えはブロックの入れ替え時(キャッシュメモリからデータが追い出されるとき)に行う方式
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同一番地に繰り返して書き込む場合は、主記憶へのアクセス回数が少なくて済むが、キャッシュメモリと主記憶の不一致状態が続くことがある
-
コヒーレンシ(一貫性)の対策が必要
- アクセス方式
- フルアソシアティブ
主記憶のデータをキャッシュメモリの空いている任意の場所に配置する
- ダイレクトマッピング (ダイレクトマップ方式 )
-
主記憶のアドレスから配置するキャッシュのアドレスが一意に決められており、配置するキャッシュのアドレスに別のデータがあればキャッシュには入らない
-
他のマッピング方式に比べハードウェアが簡単であるが、ヒット率は低くなる可能性がある
- 一つのメモリブロックをキャッシュ内の単一のロケーションに割り当てる
- セットアソシアティブ
CPUと主記憶の間に置かれるキャッシュメモリにおいて、主記憶のあるブロックをキャッシュメモリの複数の特定ブロックと対応付ける方式
- セットアソシアティブ方式のキャッシュメモリを含めたメモリシステムの平均メモリアクセス時間を短縮するために行う対策のうち、ライト時のミスペナルティを増加させるもの
ブロックサイズを大きくする
- メモリの誤り制御
- ECC
メモリアクセスの信頼性を高めるための方式で、データ誤りの自動訂正が可能なもの
- ECCメモリ ( Error Check and Correct memory )
記憶しているデータのエラーを検出して訂正する機能を持つメモリで、1ビットの誤り訂正と2ビット以上の誤りの検出をすることができる
- ECCメモリの使用例
障害発生時の影響が大きいサーバにおいて、誤り訂正に使われる
- ハミング符号
-
メモリの誤り制御方式で、2ビットの誤り検出機能と、1ビットの誤り訂正機能を持たせるために用いられる
- ECCメモリで、2ビットの誤りを検出し、1ビットの誤りを訂正するために用いるもの
- 用途
Bluetooth通信で、ビット誤りを訂正するために使われている
- 例)
符号長7ビット、情報ビット数4ビットのハミング符号による誤り訂正の方法を
次のとおりとする
受信した7ビットの符号語x1x2x3x4x5x6x7(xk=0又は1)に対して
c0=x1+x3+x5+x7
c1=x2+x3+x6+x7
c2=x4+x5+x6+x7
(いずれもmod2での計算)
を計算し、c0、c1、c2の中に少なくとも一つは0でないものがある場合には
i=c0+c1x2+c2x4
を求めて、左からiビット目を反転することによって誤りを訂正する
受信した符号語が1000101であった場合、誤り訂正後の符号語
1010101
- 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
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
- データの読み書きが高速な順に左側から並べたもの
レジスタ、主記憶、補助記憶
バス
- バスの種類と特徴
- システムバス
バックプレーンや拡張スロットで使用されている、複数の装置が共有するディジタル信号伝送路
- I^2C(Inter-Integrated Circuit)バスの特徴
2線式のシリアルインタフェースで複数のデバイスを接続する
- バスのシステムの構成
- バスの制御方式
- バスプロトコル
バスアービタがバスの調停を行い、調停の結果、使用権を取得した装置がバスを使用する
- バスのアクセスモード
- バスの容量と性能
入出力デバイス
- 入出力デバイスの種類と特徴
- 入出力インタフェース
-
入出力デバイスを接続するためのインタフェース
- AGP
3次元画像や動画などの大容量のデータを、グラフィックボードへ高速に転送するための専用インタフェース
- IDE ( Integrated Device Electronics )
パソコンに内蔵されるハードディスクやCD-ROMの接続などに利用される規格で、後にATA規格に統合された
- ATAPI
パソコンと磁気ディスク装置を接続するインタフェースを基に、パソコン内蔵型のCD-ROM装置やMO装置を接続できるように拡張した規格で、後にATA規格に統合された
- ATA
パソコンとハードディスクを接続するインタフェース
- シリアルATA
- PCと周辺機器とを結ぶシリアルインタフェースであり、磁気ディスク装置、DVDドライブなどの高速な周辺機器を接続する
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ポートマルチプライヤを用いてポート数が拡張できる
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ホストコントローラとポイントツーポイントで周辺機器を接続する
- ホットスワップ対応が可能である
- ISA
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コンピュータ内部で各回路がデータをやり取りするバスの規格
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最大データ転送速度は8MB/s
- PCI
-
コンピュータ内部で各回路がデータをやり取りするバスの規格
- 最大データ転送速度は133MB/s
- PCIのユニバーサルカードの規格の内容
５Vと３．３Vの両方のバスに対応したカード
- PCIExpress
PCの内部インタフェースで、シリアル転送の規格
- CAN(Controller Area Network)
-
車載LANの規格の一つ
-
シリアルインタフェースの一つ
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車載ネットワークなどに用いられる2線式インタフェース
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ネットワークに接続されたノードに対し、優先度の高いデータフレームを送信するノードが優先的に通信を行う
- SCSI ( Small Computer System Interface )
-
ANSIが定めた規格で、ハードディスク装置やCD-ROM装置の接続に使われるインタフェース
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パソコンなど小型のコンピュータと磁気ディスク装置など、高速の通信が要求される周辺装置との接続に使用される
- RS-232C ( Recommended Standard 232C )
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EIAが定めた規格の一つで、データを1ビットずつ送る直列伝送用のインタフェース
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PCと通信機器とを結ぶシリアルインタフェースであり、ルータ又はモデムを接続する
- GP-IB(General Purpose Interface Bus)
計測機器などとの接続に利用される、並列伝送用のインタフェース
- USB ( Universal Serial Bus )
-
PCと周辺機器とを結ぶシリアルインタフェースであり、キーボード、マウス、スピーカ、プリンタ、CD-RWドライブ、モデムなど多岐にわたる周辺機器を接続するためのシリアルインタフェース
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ハブを介してツリー状に機器をハブを含めて127台まで接続できる
- コンピュータや機器の電源を入れたままでも、機器の着脱が可能
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バスパワー方式のハブを使用するときには接続装置の消費電力がハブの供給量を越えないようにする
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三つのデータ転送モードがあり、外付け磁気ディスクはハイスピードモード、プリンタやスキャナはフルスピードモード、キーボードやマウスはロースピードモードで使用される
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データ転送速度が最大のモードは、ハイスピードモードである
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プラグアンドプレイ
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ホットプラグ
- インタラプト転送
USBの転送モードのひとつで主としてマウスやジョイスティックなどに用いられる
- USB2.0
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データ転送にアイソクロナス、バルク、インタラプトなどの転送プロトコルがあり、拡張機能として周辺機器同士が直接接続できるOn-The-Goをサポートしている
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消費電力が少ない周辺機器は、電源に接続することなしにUSB接続するだけで電力供給を得ることができる
- USBハブ
1つのUSBポートに複数のUSB機器を複数接続するために使用する分岐装置
- IrDA ( Infrared Data Association )
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赤外線通信のための規格
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赤外線を利用した近距離データ通信
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携帯情報端末同士や、PDAとノート型パソコンとの間でデータ交換を行う場合に使われる赤外線を用いたデータ転送の規格
- セントロニクス
プリンタ接続用のインタフェースで、8ビットを同時に送る並列伝送用
- IEEE 1394
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コンピュータや機器の電源を入れたままでも、機器の着脱が可能であるホットプラグに対応した、高速のシリアルインタフェースであり、FireWireとも呼ばれているもの
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PCとディジタルAV機器とを結ぶシリアルインタフェースであり、セットトップボックス、DVDプレーやなどを接続する
- PIAFS
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PHSにコンピュータをつないで、高速なデータ通信をするための規格
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デジタル64kbpsで通信できる
- HDMI
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ディジタルテレビ、DVDレコーダーなどで使われてる、音声や映像を転送するインタフェース規格
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音声と映像をあわせて送受信する規格
- D端子
- S端子
- FC ( Fibre Channel )
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ストレージのインタフェースとして用いられる
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伝送媒体にはツイストペア又は光ファイバを用いることができる
- インタフェースの接続
- デイジーチェーン接続
複数の機器を数珠繋ぎにつないでいく配線方法
例)IEEE 1394接続コネクタが2口ある工業用カメラを数珠つなぎにし、一端をPCに接続する
- デバイスドライバ
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PCに接続した周辺機器をアプリケーションソフトから利用できるようにするために、OSと周辺機器を仲介する目的で周辺機器ごとに用意されるソフトウェア
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OSをインストールし直す場合には、デバイスドライバも再度組み込む必要がある
- デバイスとの同期
- プログラム制御方式
プロセッサのレジスタを経由して、主記憶装置と入出力装置の間でデータ転送を行う方式
- アナログ・ディジタル変換
- A/D変換
- 並列比較方式
分解能は低くてもよいが、変換を高速に行いたいときに使う
- 逐次比較方式
1ビットずつ変化させたD/A変換器の出力結果と入力信号を比較することでディジタルデータを得る
- 追従比較方式
D/A変換器とカウンタで生成した階段状波形と入力信号を比較し、入力信号を超えたカウンタ値をディジタルデータとして採用する
- 二重積分方式
信号を一定時間積分し、次に基準電圧を逆方向に積分し、A/Dコンバータの変換時間
デルタシグマ方式では、ディジタルフィルタの特性によって変換時間が決定される
- オーバサンプリング
ナイキスト周波数よりも数倍高いサンプリング周波数でA/D変換を行うこと
- 重み抵抗方式D/A変換機
ビット数と同数の、値の異なる抵抗を必要とする積分電圧が0になるまでの時間に比例したディジタル値を得る方式
- DMA制御方式
- 専用の制御回路が入出力装置や主記憶などの間のデータ転送を行う方式
- DMAコントローラ
メモリと入出力装置との間、又はメモリとメモリとの間でのデータ交換を、MPUを介さずに行う
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プロセッサ(CPU)を介さずに、システムデバイスなどに接続されたデータ転送専用のハードウェアによって、主記憶装置と入出力装置の間で直接転送を行う方式
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シングル転送モードでは、転送ごとにバスの専有権がMPUに返却される
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仮想記憶のページサイズを超えてDMA転送を行う場合、誤ったエリアに書き込まれる可能性がある
- チャネル制御方式
DMA制御方式の一方式であり、入出力専用のハードウェアがデータ転送制御のためのプログラムを主記憶から自立的に読み出して入出力装置を制御することによって、並行処理の度合いを高めることができる
入出力装置
- 入力装置
- タブレット
-
ペンのような装置と板状の装置を組み合わせた入力機器であり、ペンのような装置を押し付けて座標を指示する
-
ポインティングデバイスに分類され、CADシステムの図形入力などに使用される
- トラックパッド
人間の持つ静電気を利用して指の位置を検出するポインティングデバイスであり、操作面をさして座標を指示する
- タッチパネル
-
画面上に透明なセンサを取り付けたものであり、画面に指などを押し付けて座標を指示する
- 静電容量方式
タッチパネルの表面に電界が形成され、タッチした部分の表面電荷の変化を捉えて位置を検出する
- 赤外線方式
タッチすることによって、赤外線ビームが遮られて起こる赤外線反射の変化を捉えて位置を検出する
- 抵抗膜方式
抵抗膜に電圧を加え、タッチした部分の抵抗値の変化を捉えて位置を検出する
- マトリックス・スイッチ方式
マトリックス上に電極スイッチが並んでおり、押された部分の電極で位置を検出する
- トラックボール
球の一部分が装置の上面に出ているポインティングデバイスであり、球を直接指で回転させてその変化量で座標を指示する
- イメージスキャナ
紙から図形や写真を読み取って、画像データとしてパソコンに転送する装置
- OCR （ Optical Character Reader ）
手書き文字や印字された文字をイメージスキャナなどから光学的に読み取り、前もって記憶されたパターンとの照合により文字を特定し、文字データとして認識する装置やアプリケーションソフト
- OMR （ Optical Mark Reader ）
マークシート用紙の読取装置
- 出力装置
- プリンタ
- ページプリンタ
画像と漢字コード混在データは、プリンタまたはパソコンのプリンタドライバのどちらかが画像と漢字データをビットマップ形式に展開して印刷イメージを作る
- インパクトプリンタ
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縦横に並んだピンで作られた印字ヘッドをインクリボンに叩きつて印刷する
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業務上、カーボン紙による2枚複写印刷が必要な場合に選択すべきプリンタ
- 表示装置
- ディスプレイ
- 液晶ディスプレイ
-
光の透過を画素ごとに制御し、カラーフィルタを用いて色を表現するディスプレイ
-
液晶自体は発光しないので、バックライトまたは外部の光を取り込む仕組みが必要
- 有機ELディスプレイ
-
自発光型で、発光ダイオードの一種に分類される表示装置
-
電極の間に電気を通すと自ら発光する特殊な有機化合物を挟んだ構造で、これに電気を通すと発光することを利用して映像を表示する
-
電圧を加えると自ら発光するのでバックライトが不要となり、低電圧駆動、低消費電力を実現できる
- CRT
-
電子銃から発射された電子ビームが蛍光体に当たり発光することを利用するディスプレイ
-
電子銃から電子ビームを発射し、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パネル ( PDP )
ガス放電によって発生する紫外線と蛍光体を利用するディスプレイ
- DLP(Digital Light Processing)
光源からの光を微小な鏡に反射させ、その反射光を拡大投影する動作方式を取るプロジェクタ
- PCの画面表示の設定で、解像度を1,280x960ピクセルの全画面表示から1,024x768ピクセルの全画面表示に変更したとき、画面に表示される文字が大きくなる
- 補助記憶装置・記憶媒体
- 光ディスクの特徴や用途
再生専用型、追記および書き換え可能型があり、画像情報などの多量のデータを保存するのに使用される
- CD
- ビデオCD
圧縮された映像と音声情報を1時間以上記録できる
- CD-ROM
データ読み出し専用
- CD-R
-
データの追記が可能
-
格納したデータの書き換えができないので、データのバックアップに適している
-
有機色素が塗られたディスクにレーザ光を当て、有機色素の層にピットと呼ばれる焦げ跡を作って記録する
-
記憶媒体の記録層として有機色素を使い、レーザ光によってピットと呼ばれる焦げ跡を作ってデータを記録する光ディスク
- CD-RW
データの書き換えが可能
- 光磁気ディスク
データを読み取るときに磁気を使用しない
- 磁気ディスク
- 磁気ディスク装置のサーチ時間は単位時間当たりのディスク回転数の影響を受ける
- 磁気ディスク装置のアクセス時間は、回転速度を上げるか位置決め時間を短縮すると短くなる
- ブロック長を大きくすると、ブロックの転送時間が長くなり、その分だけ、検索時間は長くなる
- 磁気ディスクの構造
連続してデータを読み取る場合、磁気ヘッドの動きが少なくなり読取り時間が短くなるため、一つのファイルは磁気ディスク上の連続した領域に記録されているのが理想である
- シーク時間
磁気ディスク装置において、磁気ヘッドをある位置から目的の位置に移動させるのに要する時間
- ハードディスク
-
PCのハードディスクにデータの追加や削除を繰り返していると、データが連続した領域に保存されなくなることがある
改善策を講じない場合、保存したデータの読取りが遅くなる
-
データの記録と消去のくり返しにより処理速度が遅くなる
-
フラグメンテーションを解消するためにディスクの最適化を行う
- ハイバネーション
コンピュータの電源を切る直前の作業状態を磁気ディスクに保存する機能
- ストリーマ（テープドライブ）
- 磁気テープ
大量のデータが記憶でき、安価であるので、磁気ディスクのバックアップなどによく利用される
- データの読み書きを連続して行い、ブロックごとにスタート、ストップさせることはしない
- SSD ( Solid State Drive )
- フラッシュメモリを用いた記憶装置で、ハードディスクの代わりとして期待されている
- SSDを用いるときに留意すべき点
書き込み回数に上限がある
- DVD
- DVD-R
-
書き込みのみ可能なフォーマット
-
データの追記が可能
- DVD-RW
-
読み書き可能なフォーマット
-
データの書き換えが可能
- DVD-RAM
読み書き可能なフォーマット
- DVD-ROM
読み取りのみ可能なフォーマット
- USBメモリ
パソコンのUSBコネクタに差し込むことで、データの読み出しや書き換えが可能となる記録媒体
- その他
- 書き換えが可能な記録媒体は誤ってデータの上書きや消去を行ってしまう危険があるため注意が必要である
- 補助記憶媒体の安全な保管方法
FDはCRTのそばに保管しない
- 通信制御装置(CCU；Communication Control Unit)
- コンピュータと通信回線を接続するための装置
- データ伝送時のエラー検出や、データをビットや文字に変換する機能を持つ