29年 第2回 「データ通信」



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問1
(1)
ア:⑬ 再配置
イ:⑫ メモリコンパクション
ウ:⑨ DAT
エ:⑦ FIFO

補足
固定区画方式:メモリ上をあらかじめ一定の区画に分け、その領域にプログラムを読み込む。プログラムが区画の領域より小さい場合は、残りの区画分は使用されない
可変区画方式:プログラムの大きさに応じて、プログラムに必要な分の区画を可変的に用意して読み込む方式。
断片化(フラグメンテーション):可変区画方式により、大きさの違うプログラムの読み込みと解放を繰り替えす事により、メモリ内に断片的な空き領域が出来てしまう現象。プログラムに対して、メモリの空き容量が大きい場合でも、断片的に空き領域があるためにプログラムが実行できないことがある。
メモリコンパクション:メモリ内のプログラムを再配置し、断片化を解消することで大きな空き領域を作り出す。
DAT(Dynamic Address Translation):CPUやMMU(メモリ管理ユニット)などに設けられた論理アドレスと物理アドレスの変換機構

・ページアウトするデータの選定方法
FIFO(First In First Out):最初にメインメモリにページインしたページをページアウトする。
LIFO(Last In First Out):最後にメインメモリにページインしたページをページアウトする。
LRU(Least Recently Used):ここ最近で最も長い間利用されていないページをページアウトする。
LFU(Least Frequently Used):最も使用頻度の小さいページをページアウトする。

類題
28年第1回(データ通信)問1(1)仮想記憶方式
25年第2回(データ通信)問1(2)仮想メモリ



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(2)
答え:④
解説
① Webサーバは、Webブラウザからの要求に応じて、テキスト、画像データなどから構成されるHTMLドキュメントを整形した後、Webブラウザに送信する(※)
(※Webサーバは、まずHTMLドキュメントをWebブラウザに送信する。その後、Webブラウザは、HTMLドキュメントに記述された内容に沿ってテキスト、画像データなど必要な要素をWebサーバに要求し、それらがそろった段階で、Webブラウザにコンテンツ表示を成形する)

② クッキーは、ユーザやセッションの識別を目的として、Webブラウザ (正:Webサーバ) で作成された後、Webサーバ (正:Webブラウザ) に送付され、Webサーバ (正:Webブラウザ) 上に保存される文字列情報のことである。

③ HTTP/1.0 (正:1.1以降) の接続形態は、Webサーバの負荷軽減や効率的なデータ転送を行うため、同じサーバに対して、一つのコネクションで複数のデータを連続して転送可能とする持続形コネクションが採られている。
④正しい

補足
クッキー:ユーザ識別やセッション管理を目的とする。Webサーバで作成した情報をWebブラウザで受信して保存。ユーザは、2回目のWebサーバ訪問のときに、WebブラウザはWebサーバにクッキーを送信し、Webサーバはその情報を利用してコンテンツを表示する。
HTTPリダイレクト:指定したページから自動的に他のウェブページに転送される技術。Webページの引っ越しなどで用いられる

類題

(同一問題)25年第1回(データ通信)問2(3)Webサーバ



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(3)
答え:⑥ B、Cが正しい
解説
A:マルチコアプロセッサは、メモリコントローラや外部インタフェースを含む(※)全ての構成要素をコアごとに持つことで性能向上を図っている。 (※メモリコントローラや外部インタフェースは、コアごとには持たず、パッケージに1つ)

B、C:正しい

補足
キャッシュメモリ:CPU内部に存在する記憶装置。メインメモリよりも高速に動作する。CPUのアクセスの頻度が高いデータは、メインメモリではなく、キャッシュメモリに保存し処理を行うことで計算速度を高速化できる。

・マルチコアプロセッサの概念図(Quad Coreの場合)
multi_core.png
(図の説明)
1次キャッシュ:キャッシュの中で一番高速に動作し、容量も小さい。CPUは、処理が始まるとまず1次キャッシュに目的のデータがないか確認し、なかった場合に2次、3次キャッシュへと読出しを切り替える。
2次・3次キャッシュ:次数の順に、動作速度が速くなり、容量も大きくなる。Quad Core構成のCPUでは、3次キャッシュは、4つのコアで共通で使われる。
メモリコントローラ:CPUがメインメモリのデータにアクセスする際にメインメモリを制御する装置。昔は、CPUの外部にあるチップセットにメインコントローラを持つものが主流だったが、最近のマルチプロセッサでは、CPU内部にメモリコントローラを持つものも多い

・ロードバランシング
マルチコアプロセッサを使って並列処理する際、各スレッドに割り当てる処理の合計が均一になるように配分することをロードバランシングという。各スレッドが不均一な状態を、ロードインバランスといい、効率が悪くなるため処理全体の完了が遅くなってしまう。

-ロードインバランスの例
load_imbalance2.png
実行時間Tが、T=1、T=1、T=2、T=3の4つの処理があった場合、ロードバランスが均等なものは、T=3で全ての処理が完了するが、ロードバランスが不均一なものでは、T=4かかってしまう。



類題
27年第2回(データ通信)問1(2)マルチコアプロセッサ



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(4)
答え:③
解説
① 活動中のプロセスが、新しいプロセスを作る場合、新しいプロセスは親プロセス (正:子プロセス) といわれる。
② プログラムがあるタスクで使用中であっても、別のタスクで使用することができるプログラムの持つ性質は、一般に、リカーシブ (正:リエントラント)といわれる。
③ 正しい
④ 並行して動作しているプロセス間で同期をとったり割り込み処理の制御を行ったりする仕組みは、一般に、シリアライズ (正:セマフォ) といわれる。


補足
・プログラム構造による性質の種類
リエントラント(再入可能):複数のプログラムから同時かつ非同期に呼び出されることが可能な性質。実行中のプログラムに対して、別のプログラムから呼び出しがあった場合でも、処理の終了を待たずに並列して実行することができる。
リカーシブ(再帰可能):プログラム中において、自分自身を呼び出すことができる性質
リユーザブル(再使用可能):一度主記憶に読みだされると、以後は何度でも正常に使用できる性質
リロケータブル(再配置可能):プログラムを主記憶装置のどこ置いても正常に動作させることが出来る性質


スピンロック:排他制御の1つ。処理が他のプロセスに使用されているときは、ループしながら処理の終了を待つ。

シリアライズ(serialize:シリアル化):1つのデバイスを複数のタスクが使用する場合に、タスクがデバイスを利用する順序を調整し、同時刻に1つのタスクのみが利用するように制御すること

類題
26年第1回(データ通信)問1(2)CPUにおけるプロセス制御



29_2_data_1_(5).png
(5)
答え:①
解説
CMOS (正:CCD) イメージセンサは、受光した電荷を転送し最終的に一つのアンプで電気信号化するのに対して、CCD (正:CMOS) イメージセンサは、ピクセルごとに電気信号化するため、画質がピクセル内の各アンプ特性に左右される。

②③④正しい

補足
・CCDとCMOSの違い
CCD:フォトダイオードで光から変換された電子は水平配線に設置された1つのアンプで最終的な電気信号に変換される
CMOS:フォトダイオードとアンプが1セットになっており、それぞれのピクセルごとで電気信号に変換される

-CCDの構成図
CCD.png 
-CMOSの構成図
CMOS_.png

類題
26年第1回(データ通信)問1(3)半導体素子などの特徴






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