27年 第2回 「データ通信」



27_2_data_1_(1).png
問1
(1)
ア: ⑩ EEPROM
イ: ⑥ NAND
ウ: ⑭ ビット線
エ: ⑪ SSD

補足
・NOR型とNAND型の構造の違い
NOR型:ビット線が、各セルが並列に接続されている。そのため、1ビット単位での読み込みが可能となり、ランダムアクセスが高速にできる。
NAND型:ビット線が、各セルに直列に接続されている。そのため、1ビット単位での読み込みができないが、構造が単純であり、集積度を高めることができる。

nor_nand_wired.png
(※図中の「ワード線」は問題文では、「ソース線」と表現されている。

・NOR型とNAND型の特徴の違い
NOR型NAND型
集積率低い高い
ランダムアクセス速い遅い


SSD(Solid State Drive):PCのストレージ機器。従来のHDD(ハードディスクドライブ)は、磁器ディスクを使っていたが、SSDでは、フラッシュメモリを使う。HDDに比べ、データの読み書きが高速。またディスクの回転やヘッダなどの駆動機構を持たないため、消費電力が少なく、対衝撃性があり、駆動音も少ない。形状も小型化・軽量化ができる。


・その他のメモリについて
FeRAM(Ferroelectric Random Access Memory:強誘電体メモリ):強誘電体の持つヒステリシス特性を利用しており、低消費電力で、高速かつ低電圧での読出し、書込みが可能であることから、非接触型ICカードなどに使用されている。
マスクROM:製品の製造時に書き込まれ、書き換えはできない。
PROM (Programmable ROM) :製造後1回だけ電気的に書き込むことが可能
EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory):消去可能(ただし、一括消去)。書き込みは電気、消去は紫外線を使用。
EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory):電気的に書き込み・消去が可能。消去も部分的に行える。


類題
24年第1回(データ通信)問1(1)半導体メモリ



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(2)
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




27_2_data_1_(3).png

(3)
答え: ①
解説
①正しい

② キャッシュメモリは、一般に、複数の階層を持っており、1 次キャッシュは、2次キャッシュと比較して、低速(正:高速)大容量(正:小容量)である。

③ CPUで処理した結果をメモリに書き込む際の処理方式には、ライトスルー方式とライトバック方式があり、CPUの書き込み処理が、キャッシュメモリとメインメモリの両方に同時に行われる方式はライトバック方式(正:ライトスルー方式)である。

④ キャッシュメモリに使用されているSRAMは、NAND回路(正:フリップフロップ回路)のみでメモリを実現しており、定期的なリフレッシュが必要(正:不要)であるが、DRAMと比較して、高速で動作する。

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。

ライトバック方式:CPUがメモリにデータを書き込む際、キャッシュにデータを書き込み、処理の空き時間が出来てから、キャッシュからメモリにデータを書き込む方式。処理の高速化が図れるが、キャッシュとメモリの内容の整合が常にとれるわけではないので、制御が多少困難である。

ライトスルー方式:CPUがメモリにデータを書き込む際、キャッシュとメモリに同時にデータを書き込む方式。キャッシュとメモリのデータ内容が常に整合が取れているため制御は容易だが、記憶動作において、キャッシュがメモリよりも高速であるという特徴を活かせないため、キャッシュによる処理の高速化の恩恵が受けられない

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。

ヒット率:目的のデータがキャッシュ領域に存在する確率。この値が高いほど、データの読み出し動作が速くなる。

・RAMの特徴

RAMの種類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
集積率高い低い
アクセス速度遅い速い
リフレッシュ必要不要


リフレッシュ:
DRAMの記録素子から自然放電で記録内容が失われるのを防ぐために定期的に電荷を注入する動作

類題
24年第2回(データ通信)問1(2)DRAM及びSRAM



27_2_data_1_(4).png

(4)
答え: ④
解説
①②③正しい

④ 多重継承は、複数の上位クラスの属性を引き継ぐ概念であるが、クラス間の関係が複雑になることから、C++(※)及びJavaでは利用できない。(※C++は、多重継承が可能)

補足
・オブジェクト指向の概念(例)
下記の例では、「哺乳類」という親クラスに対して「犬」、「猫」、「人間」という子クラスが存在している。全ての哺乳類が持つ特徴は親クラス「哺乳類」で属性「身長、体重、性別」とメソッド「食べる()、走る()」という形で定義しておき、子クラス「人間」では、それらの属性とメソッドを引き継いだ上に「人間」として特有の属性「職業」、メソッド「車を運転する()」が追加されている。
属性はそのクラスが持つパラメータを、メソッドはそのクラスに対する操作や行動が表されている。また、親クラスから子クラスが定義されることを特化、その逆を汎化と呼ぶ。

object_ori.png

類題
26年第1回(データ通信)問2(1)オブジェクト指向



27_2_data_1_(5).png

(5)
答え: ①
解説
① XML文書においては、大文字と小文字は同じ文字(正:別々の文字)として扱われる。例えば、は、同じタグ(正:別々のタグ)として認識される。

②③④正しい

補足
・XML文書の例
下記は、社員名簿をXML文書表現したもの。「employee(社員)」の構造の中に、「name(名前)」、「old(年齢)」、「department(部署)」を持たせ、各社員ごとにそれぞれのパラメータが格納されている。それぞれの情報は、<要素名>とに囲まれる構成を取る。


   阿部 一郎
  35
  営業部


  飯田 二郎
  32
  開発部


・大文字と小文字の区別について
HTML→大文字と小文字は同じものとして扱われる
XML→大文字と小文字は別のものとして扱われる

CSS(Cascading Style Sheets):HTML文書の文字色やフォント、文字列の配置などレイアウトを定義するスタイルシート
XSL(Extensible Stylesheet Language):XML専用のスタイルシート

類題
27年第1回(データ通信)問2(1)XML
26年第1回(データ通信)問1(5)XML文書
24年第1回(データ通信)問2(1)XML







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