基本情報情報技術者 まとめその1
基本情報情報技術者の資格の勉強中。 必要だと思われる知識言葉のまとめ。
CPU
- 制御装置（CPU）
- 演算装置（CPU）
- 主記憶装置（メモリ）
- 補助記憶装置（ハードディスク・主記憶装置・補助記憶装置）
- 入力装置
ノイマン型コンピュータ
- プログラム内臓方式 ・・・実行時にはプログラムを主記憶装置に読み込んでおく
- 逐次制御方式・・・命令を１つずつ取り出して順番に実行
CPUの命令実行手順とレジスタ
- レジスタ・・・CPU内部の記憶装置
- プログラムカウンタ・・・次に実行するべき命令が入っている
- 命令レジスタ・・・取り出した命令を一時的に記憶（命令部とオペランド部の構成）
- インデックスレジスタ・・・アドレス装飾に用いるためのもの。連続しtデータの増分値を保持
- ベースレジスタ・・・アドレス装飾に用いるためのもの。プログラムの先頭アドレスを保持
- アキュームレジスタ・・・演算の対象となる数、演算結果を記憶するレジスタ
命令の実行順 命令の取り出し → 命令の解読 → 対象データ読み出し → 命令実行
機械語のアドレス指定方式
- 即値アドレス指定方式 ・・・オペランド部に対象となるデータが入ってる
- 直接アドレス指定方式・・ オペランド部に記載しているアドレスが、そのまま実行アドレスとして使える
- 関節アドレス指定方式・・・オペランド部に記載してあるアドレスの中に、対象となるデータが入っている箇所のメモリアドレスが記載
- インデックスアドレス指定方式・・・オペランド部の値に、インデックスレジスタの値を加算することで実行アドレスを求める
- ベースアドレス指定方式・・・ベースレジスタの値を加算することで実行アドレスを求める
- 相対アドレス指定方式・・・プログラムカウンタの値を加算することで実行アドレスを求める
CPUの性能指標
- クロック・・・1周期的な信号
- クロック周波数・・・1秒間に繰り返される回数（4HzのCPU = 1秒間にクロックが4回）
- CPI・・・1命令あたり何クロックサイクル必要か
- MIPS・・・１秒間に実行できる命令の数
CPUの高速化技術
- パイプライン処理・・・複数の命令を並列して実行
- スーパーパイプライン・・・各ステージの中身を細かいステージに分割することで効率をあげる
- スーパースカラ・・・パイプライン処理を行う回路を複数持たせることで同時に実行
- SISC・・・CPUに高機能な命令を持たせることによって、一つの命令で複雑な処理を処理する
- RISC・・・単純な命令しか持たないかわりに、それらをハードウェアのみ実装して命令を高速に処理
メモリ
メモリの分類
- RAM・・・電源を切ると中身が消える。読み書き可（揮発性）
- DRAM・・・安価で容量が大きい。主記憶装置に用いられるメモリ
ROM・・・読み出し専用メモリ（不揮発性）。
- マスクROM・・・製造時にデータを書き込む。以降は内容を書き変えれない
- PROM（EPROM・EEPROM・フラッシュメモリ）・・・ユーザの手でか聞かれることができる。（あくまでROMの技術をベースとして読み書きできるようにしたもの）
主記憶装置と高速化
- キャッシュメモリ・・・メモリとCPUの間に、より高速に読み書きできるメモリを置いて、速度差による吸収させる
- ライトスルー方式・・・キャッシュメモリへの書き込みを行う際に、主記憶装置へも同時に書き込みを行う
- ライトバック方式・・・キャッシュメモリしか書き込みしない。キャッシュメモリから追い出されるデータが発生した際に、主記憶を打ちへと書き戻す。
- ヒット率・・・目的とするデータがキャッシュメモリに入ってる確率
ハードディスクとその他の補助記憶装置
ハードディスクの構造と記憶方法
- プラッタ（ディスク）・・・情報を記録する円盤
- セクタ・・・扇状に別れた最小範囲
- トラック・・・セクタを複数集めたぐるりと1週分の領域
- シリンダ・・・トラックを複数まとめたもの
- クラスタ・・・osが認識する複数のセクタを１ブロックとみなした単位
- フラグメンテーション・・・ファイルがあちらこちらに別れて断片化してしまうこと
- デフラグメンテーション・・・断片化したファイルのデータを連続した領域に並べ直してアクセスを早くする
RAIDはハードディスクの合体技
- RAID・・・複数のHDを組み合わせることでHDの速度や信頼性を向上
- RAID 0・・・ひとつのデータを2台以上のディスクに分散して書き込み
- RAOD 1・・・2台以上のディスクに対して常に同じデータを書き込み
- RAID 5・・・3台以上のディスクを使ってデータと同時にパリティと呼ばれる謝り訂正符号も分散させて書き込み
HD以外の補助記憶装置
- ストリーマ・・・磁気ディスクで、連続で読み書きを行うものストリーマ
その他のハードウェア
入力装置
- OCR・・・文字を読み取る装置
- OMR・・・マークシートの塗りつぶす位置を読み取る装置
- JANコード・・・商品を表すバーコード
- QRコード・・・３個の検出用シンボルによって回転角度と読み取り方向が認識できる
プリンタ
- CSP・・・１秒間に何文字印字できるか
- PPM・・・１ページに何ページ印字できるか
入出力インタフェース
- パラレルインターフェース - IDE・・・内蔵用HDを接続するための規格として使われいたインターフェース - SCSI・・・HD、CD-ROM、MOドライブ、イメージスキャナなど、様々な周辺機器の接続に使われていた
- シリアルインターフェース - USB・・・PCと周辺聞きをつなく際の標準的なインターフェース - IEEE1394・・・HDレコーダー、ビデオカメラなどの機器に使われているインターフェース
- 無線インターフェース - IrDA・・・赤外線を使って無線通信を行う。障害物に弱い。 - Bluetooth・・・2.4GHの電波を使って無線通信を行う規格。障害物に強い。
基本ソフトウェア
OSの仕事
- マスタスケジューラ・・・管理プログラム。利用者から支持を受けたり、ジョブの実行状態を報告
- ジュブスケジューラ・・・マスタスケジューラから以来されたもの。リーダ、イニシエータ、ターミネータ、ライタの順で実行。
- スプーリング・・・低速な装置とのやりとりを磁気ディスクを介して行うことで処理速度を高める方法。スループットの向上
- ディスパッチャ・・・順番待ちしているタスクにCPUの使用権を割り当てる
- タスクスケジューリング・・・どのタスクに使用権を割り当てるか
- 到着式方式・・・実行可能状態になったタスク順
- 優先順方式・・・優先度順
- ラウンドロビン方式・・・一定時間ごとに切り替える
タスク管理
- 固定区画方式・・・メモリにパーティションを設けて、そこにプログラムを読み込む
- 可変区画方式・・・プログラムをロードするタイミングで必要なサイズに区切る
- オーバーレイ方式・・・プログラムをセグメント単位に分割しておき、その時必要なセグメントだけを主記憶上にロードして実行
- スワッピング方式・・・主記憶領域と補助記憶装置にプログラムを行き来させる。スワップアウト、スワップイン。
再配置可能プログラムとプログラムの4つの性質
- 再配置可能・・・どこに配置しても実行できる
- 際使用可能・・・再ロードすることなく繰り返し実行できる
- 再入可能・・・複数のタスクから呼び出しても互いに鑑賞することなく同時実行できる
- 再帰的・・・自分自身を呼び出すことができる
