24年 第2回 「データ通信」



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問1
(1)
ア:⑨ 機械語
イ:⑦ オペランド
ウ:⑭ スタック
エ:② 割込み

補足

・直接アドレス指定方式と間接アドレス指定方式

直接アドレス指定方式:オペランドに指定されたアドレスにデータが格納されている
間接アドレス指定方式:オペランドで指定されたアドレスの先には、アドレスが格納されている。そのアドレスを参照した先に目的のデータが存在する

direction_indirection_address.png
・サブルーチンの呼び出し
 プログラムでは、メインルーチンから独立させて、繰り返し利用する処理などをサブルーチンとして用意する場合がある(プログラミング言語(高級言語)では関数やメソッドなどと呼ばれる)。サブルーチン実行時には、メインルーチンの呼び出し部分に戻るために、スタックと呼ばれる領域にメインルーチン上の呼び出し位置(アドレス)を格納する。
スタック領域(スタック方式を使った格納を行う領域)を使うのは、サブルーチンで、更に別のサブルーチンが呼び出さられる場合があるためである。(ここではスタック方式の説明は割愛)
stack_sub_routine.png
割込み命令:プログラムの流れとは関係なく、突発的に発生する命令。ユーザの入力や、タイマにより発生する命令などがある。



・高級言語と低級言語
高水準言語(高級言語):
人間により理解しやすいプログラミング言語
低水準言語(低級言語):機械が理解しやすいプログラミング言語(機械語やアセンブリ言語など)





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(2)
答え:④
解説
④ キャッシュメモリなどに利用されるSRAMには加算器(正:フリップフロップ)といわれる論理回路が用いられている。この回路は、一般に、トランジスタで構成されており、DRAMと比較して高速に動作するという利点がある。



補足
SRAMとDRAMの違い
DRAMSRAM
情報量1bit分の構成トランジスタ・コンデンサを1つずつ4~6個のトランジスタ
(フリップフロップ経路)
集積率高い低い
アクセス速度遅い早い
リフレッシュ必要不要
破壊読出しなるならない

リフレッシュ:
情報を保持するために、定期的に電荷を注入する処理

フリップフロップ回路:
「0」、[1]の1bitの情報を保持するための記録回路。リフレッシュ(定期的な再書き込み動作)を必要とせずに安定的に情報を保持できることから、SRAMとして用いられる。
DDR(Double Data Rate):クロック信号の立ち上がり時と立ち下がり時の両方で動作させることで、実効的に2倍のクロックで動作させることができる。DDR2は4倍のクロックで動作させることができる。





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(3)
答え:③
解説
① オブジェクト指向分析及び設計を行うための手法として、一般に、PASCAL(正:UML)が用いられる。

② ユースケース図は要求分析において使用され、データベース(正:ユーザ)を表すアクター、利用するサービスを表すユースケースで構成される。

④ オブジェクト指向による開発のメリットとして、データを中心にそのデータの処理をセットにして扱うことで、データ変更時の処理を容易にできる分散化(正:クラス化)がある。

補足
UML(Unified Modeling Language):オブジェクト指向の分析および設計のための手法
PASCAL:構造化された初期の代表的なプログラミング言語

・ユースケース図

 アクター:外部環境のユーザが果たす役割。人間、ハードウェア、外部システムなど
 ユースケース:システムがどのように機能すべきかを記述
 (例)座席予約システムのユースケース図
use_case.png

デザインパターン
:過去のノウハウの蓄積。クラスやオブジェクトの使用方法を類型化して整理したもの




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(4)
答え:③
解説
① RAID0では、ストライピングによって複数のハードディスク(HD)をあたかも1台のHDであるかのように扱えるようにしている。2台以上のHDを組み合わせて、HDへの書込み処理やHDからの読出し処理を複数のHDに分割し、同時並行的に実行することで耐障害性を高める(正:アクセス速度の高速化)ことができる。

② RAID1では、ミラーリングによって同一のデータを複数のHDに書き込み、1台のHDが故障しても他のHDで処理を続行できるようにすることでアクセス速度を高速化している(正:耐障害性を高めることができる)。HD2台を1組としてRAID1を実現した場合、同一のデータを2台のHDに書き込むため、HDの使用効率は50%になってしまうという欠点がある。

④ RAID6では、パリティ情報を2種類作成して異なる2台のHDに記録することによって、任意の2台のHDに故障が発生してもデータを復元できるようにしている。RAID6を構成するためには最低3台(正:4台)のHDを必要とするが、同時に2台のHDが故障しても、残ったデータとパリティ情報から破損したデータを復元することができる。

補足
RAID0:複数のHDに同時に並列してデータを書き込むことで高速化を図る。(=ストライピング)。HDの利用効率は100%
RAID1:2つのHDに同じデータを書き込み、信頼性の向上を図る。(ミラーリング)。HDの利用効率は50%
RAID5:複数のHDに「パリティ」を冗長配置。1台のHDが故障しても、パリティによりデータの復元が可能。何台HDをが増えても、冗長性は、1台分になるため、利用効率は、台数が増えるほど上がる。
RAID6:パリティを2種類作成し、異なる2台に保存する。同時に2台壊れても、復旧が可能。最小構成は、HDが4台必要。



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(5)
答え:⑦ A、B、Cいずれも正しい
解説
なし

補足
Java Beans:データベース処理や入出力処理など汎用的なプログラムの部品を定義するためのルールを定めたもので、Javaで定義された再利用可能なソフトウェアコンポーネント
Java VM(Java Virtual Machine:Java仮想マシン):Javaバイトコード(Javaの実行形式プログラム)を実行するための実行環境。OS上でJava VMをインストールすることによりOSに依存しないプログラムを作ることができる






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