問題１　次の情報表現に関する記述は，コンピュータの勉強を始めたばかりのＢ君と，かなり詳しく知っているＭ君の会話である

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1 文部科学省後援 情報システム試験 平成 18 年度情報処理活用能力検定 < 実施平成 18 年 9 月 10 日 ( 日 ) モニターテスト > ( 説明時間 12:50~13:00) ( 試験時間 13:00~14:00) 試験問題は試験開始の合図があるまで開かないでください 解答用紙( マークシート ) への必要事項の記入は, 試験開始の合図と同時に行いますので, それまで伏せておいてください 試験開始の合図の後, 次のページを開いてください < 受験上の注意 >が記載されています 必ず目を通してから解答を始めてください 試験問題は, すべてマークシート方式です 正解と思われるものを1つ選び, 解答欄のをHBの黒鉛筆でぬりつぶしてください 2つ以上ぬりつぶすと, 不正解になります 辞書, 参考書類の使用および筆記用具の貸し借りは一切禁止です 電卓の使用が認められます ただし, 下記の機種については使用が認められません < 使用を認めない電卓 >.. 1. 電池式 ( 太陽電池を含む ) 以外の電卓 2. 文字表示領域が複数行ある電卓 ( 計算状態表示の一行は含まない ) 3. プログラムを組み込む機能がある電卓 4. 電卓が主たる機能ではないもの * パソコン ( 電子メール専用機等を含む ), 携帯電話 (PHS), ポケットベル, 電子手帳, 電子メモ, 電子辞書, 翻訳機能付き電卓, 音声応答のある電卓, 電卓付腕時計等 5. その他試験監督者が不適切と認めるもの 財団法人専修学校教育振興会 1

2 < 受験上の注意 > 1. この試験問題は16ページあります ページ数を確認してください 乱丁等がある場合は, 手をあげて試験監督者に合図してください 問題を読みやすくするために空白ページを設けている場合があります 2. 解答用紙 ( マークシート ) に, 受験者氏名 受験番号を記入し, 受験番号下欄の数字をぬりつぶしてください 正しく記入されていない場合は, 採点されませんので十分注意してください 3. 試験問題についての質問には, 一切答えられません 自分で判断して解答してください 4. 試験中の筆記用具の貸し借りは一切禁止します 筆記用具が破損等により使用不能となった場合は, 手をあげて試験監督者に合図してください 5. 試験を開始してから30 分以内は途中退出できません 30 分経過後退出する場合は, もう一度, 受験番号 マーク 氏名が記載されているか確認して退出してください なお, 試験終了 5 分前の合図以降は退出できません 試験問題は各自お持ち帰りください 6. 合否の発表は平成 18 年 9 月下旬の予定です 1 団体受験された方は, 団体経由で合否の通知をいたします 2 個人受験の方は, 受験票に記載されている住所に郵送で合否の通知をいたします 3 合否等の結果についての電話 手紙等でのお問い合わせには, 一切応じられませんので, ご了承ください 2

3 問題を読みやすくするために, このページは空白にしてあります 1

4 問題 1 数値表現に関する文章中の に入れるべき適切な値または語句を選べ あるプログラム言語の数値表現は次の通りである 表現形式 バイト数 備 考 バイト型 1バイト 負の値は2の補数で表す 整数型 2バイト 負の値は2の補数で表す ビット 1 5 浮動小数点型 2 バイト 符号 指数部 (5 ヒ ット ) ビット番号 0: 符号部 仮数部 (10 ビット ) 仮数部の符号が入っている 0のときは正を示し, 1のときは負を示す ビット番号 1~5: 指数部 負の値を2の補数で表す ビット番号 6~15: 仮数部 ビット番号 6を小数点第 1 位とする仮数部の小数点以下の絶対値が, 正規化された2 進数で入っている 正規化とは, 仮数部が2 進数で0.1 以上 1.0 未満になるよう指数部を増減する操作である 表現形式によって表現できる数値の範囲が決まる 例えばバイト型の表現範囲は (((1) となり, (1) の範囲内の値しか使わない場合は整数型で記憶させるのに比べて半分の記憶領域で済む また, 小数点以下の値を持つ実数を記憶させるには浮動小数点型を用いる必要がある ここで,1アドレスで 16 ビットのデータを記憶できるシステムに前述した整数型で8 個の変数を連続した記憶領域に記憶させた その記憶領域のダンプリストを取得すると次のとおりとなった ここで 10 進数 +68 が記憶されたアドレスは (2) である アドレス データ C FFBB FFBC 1E20 9E20 また, バイト型で記憶させた変数の記憶領域のダンプリストを読み取った結果,16 進数で 88 であった これは 10 進数で (3) を記憶させたものである 10 進数 と-1 を浮動小数点形式で記憶させ, その記憶領域のダンプリストを読み取ると, は16 進数で (4) となり,-1 は16 進数で (5) となる 2

5 ここで浮動小数点形式で記憶させた値の演算について考えてみる 浮動小数点形式はそれぞれの値が正規化された形式で記憶されているため, そのままでは演算ができない そこで指数部の小さな値は指数部の大きい値と同じ指数値になるよう仮数部が調整されてから演算される 例えば,10 進数で は浮動小数点形式では で,10 進数で +3 は浮動小数点形式では で記憶されている 従って, このプログラム言語で の演算を行うと情報落ちが発生し, 何も対策をしないと演算結果が 10 進数で (6) になってしまう また, このプログラム言語の数値表現形式は整数型と浮動小数点型を同じバイト数で表すようになっている 従って,10 進数の整数が 2 進数の数値表現形式で誤差を生じないように表現できる範囲の大きさは (7) の順序になる (1) の解答群ア.-128~+127 ウ.-127~+127 オ ~ キ ~ イ.-128~+128 エ.-127~+128 カ ~ ク ~ (2) の解答群 ア.7020 イ.7021 ウ.7022 エ.7023 オ.7024 カ.7025 キ.7026 ク.7027 (3) の解答群 ア.-33 イ.-34 ウ.-119 エ.-120 オ.-136 カ.+33 キ.+34 ク.+119 ケ.+120 コ.+136 (4) の解答群 ア.0180 イ.02DD ウ.0375 エ.03BA オ.0F00 カ.3000 キ.7F00 ク.8700 (5) の解答群 ア.0001 イ.0086 ウ.00FE エ.7E00 オ.8001 カ.8600 キ.FE00 ク.FFFF (6) の解答群 ア イ ウ エ オ (7) の解答群ア. 浮動小数点型 < 整数型 <バイト型ウ. バイト型 < 浮動小数点型 < 整数型オ. 整数型 < 浮動小数点型 <バイト型 イ. 整数型 < バイト型 < 浮動小数点型 エ. バイト型 < 整数型 < 浮動小数点型 カ. 浮動小数点型 < バイト型 < 整数型 3

6 問題 2 次のデータ構造に関する説明を読んで設問に答えよ コンピュータで効率のよい処理を行うためには, 対象となるデータに対して適切な構造を考える必要がある 代表的なデータ構造として, キューとスタックを考える これらのデータ構造では, メモリ上での配置は配列で実装され, その配列上のデータを扱う操作が定義されていることが多い 例えば, キューとスタックが次のような配列構造と操作を備えているものとする (1) キュー deque 操作 enque 操作 図 1 キューとその操作 [ 定義されている操作 ] enque( a ) : データ a をキューに格納する deque( ) : キューからデータを取り出す (2) スタック push 操作 [ 定義されている操作 ] push( a ): データ a をスタックに格納する pop( ) : スタックからデータを取り出す pop 操作 図 2 スタックとその操作 ここで, キューに対して次のような操作を実行すると,24,54 がこの順に取り出される enque( 24 ) enque( 54 ) deque( ) deque( ) また, スタックに対して次のような操作を実行すると,54,24 がこの順に取り出される push( 24 ) push( 54 ) pop( ) pop( ) 4

7 < 設問 1> データ構造に関する記述中の から選べ に入れるべき適切な字句を解答群 キューは, 先に格納されたデータが先に取り出される (1) 方式で, スタック は, 先に格納されたデータが後に取り出される (2) 方式である キューを使って, 次の操作を順に行うと, このキューには (3) が残る enque( 5 ) enque( 6 ) deque( ) enque( 7 ) enque( 8 ) deque( ) スタックを使って, 次の操作を順に行うと, このスタックには (4) が残る push( 5 ) push( 6 ) pop( ) push( 7 ) push( 8 ) pop( ) キューとスタックを併用する場合, 次の操作を順に行うと, スタックには (5) が残る ただし,push( denque( ) ) とはキューから取出したデータをスタックに格納する操作を表す enque( 5 ) push( 6 ) push( deque( )) enque( 7 ) push( deque( )) push( 8 ) pop( ) pop( ) 5

8 (1),(2) の解答群ア. LIFO ウ. LRU イ. LFU エ. FIFO (3)~(5) の解答群 ア. 5,6 イ. 5,7 ウ. 5,8 エ. 6,7 オ. 6,8 カ. 7,8 6

9 < 設問 2> キューとスタックを一つずつ用意し, キューに文字データを格納しておく 次の一連の操作を実行した直後のキューの様子を表したものを (6) の解答群から 選べ A B C 最初の deque 操作最初の enque 操作図 3 実行直前のキュー push( deque( ) ) push( deque( ) ) enque( pop( ) ) enque( deque( ) ) enque( pop( ) ) 図 4 実行手順 (6) の解答群 ア. イ. A B C A C B ウ. エ. B A C B C A オ. カ. C A B C B A 7

10 問題 3 次のメモリアーキテクチャに関する設問に答えよ < 設問 1> メモリ階層に関する記述中の 群から選べ に入れるべき適切な字句を解答 記憶装置は一般的に, 高速なものは容量あたりのコストが高く, 低速なものは容量あたりのコストが安い このため, 高速かつ小容量の記憶装置と, 低速かつ大容量のものを組み合わせて使用する ( 図 1 参照 ) 記憶装置 (1) (2) (3) 記憶容量多少 容量あたりのコスト 安 高 アクセス速度低高 図 1 メモリ階層 (1) は磁気を使用した記憶装置であり, 半導体を用いた記憶装置と比較して, 容量あたりのコストが安い このため, 大容量のものを導入しやすい反面, アクセス速度が低速であるという特徴を持つ 一般的に (1) は, 主記憶装置としてではなく, 補助記憶装置として用いる 半導体を用いた記憶装置は, 代表的なものに ( 2 ) と ( 3 ) がある (((2) は, コンデンサを用いた記憶装置であり, コンデンサはその性質上, 記憶内容を保持するためのリフレッシュ動作を行わなければならない (2) は, リフレッシュ動作を行わなければならない分, 低速な反面, 容量あたりのコストが安い 一般的に (2) は, 主記憶装置に用いる (3) はフリップフロップ回路を用いた記憶装置で, リフレッシュ動作が不要である このため, (2) よりも高速にアクセスできる反面, 容量あたりのコストが高い 一般的に (3) は, キャッシュメモリに使用する 8

11 (1) の解答群ア.CD-ROM ウ.DVD-ROM イ. フラッシュメモリ エ. ハードディスク (2),(3) の解答群 ア. スタティック RAM ウ. ダイナミック RAM イ.EEPROM エ.EPROM < 設問 2> キャッシュメモリに関する記述中の 解答群から選べ に入れるべき適切な字句を キャッシュメモリは, 主記憶装置と中央処理装置 (CPU) の間に存在する緩衝記憶装置である キャッシュメモリのアクセス速度は, 主記憶装置よりも高速なので, キャッシュメモリ内に存在するデータは, 主記憶装置に存在するデータよりも高速に読み出すことができる 図 2に, キャッシュメモリが空白だったときの動作を示す 主記憶装置アドレス値 A 0002 BC 0003 DA 同じ値を, キャッシュメモリにも格納 A キャッシュメモリ 1 アドレス 0001 番地の値が, キャッシュメモリに存在しない CPU 2 値は, 主記憶装置から読み出し 図 2 キャッシュメモリに値が存在しなかった場合の動作 この図では,CPU がアドレス 0001 番地から値を読み出そうとしている この値はキャッシュメモリに存在しないので, 主記憶装置から値を読み出し, キャッシュメモリに格納する もしキャッシュメモリ内に存在する場合は, データを主記憶装置からではなく, キャッシュメモリから読み出す 図 3に, その動作を示す 9

12 主記憶装置アドレス値 A 0002 BC 0003 DA アドレス 0001 番地の値がキャッシュメモリに存在する A BC DA 81 キャッシュメモリ CPU 2 値は, キャッシュメモリから読み出し 図 3 キャッシュメモリに値が存在するときの動作 この図では, アドレス 0001 番地 ~0004 番地の値がキャッシュメモリに存在する ここで,CPU がアドレス 0001 番地の値を読み出す場合, 主記憶装置からではなく, キャッシュメモリから読み出す キャッシュメモリにデータが存在する確率のことをヒット率といい, キャッシュメモリや主記憶装置のアクセス速度と, キャッシュメモリのヒット率から, メモリへの平均アクセス速度が算出できる 例えば, 主記憶装置のアクセス速度が 60 ナノ秒, キャッシュメモリのアクセス速度が 20 ナノ秒, ヒット率が 80% だった場合, メモリへの平均アクセス時間は (4) ナノ秒である (5) 法では, キャッシュメモリに空きがない場合, 参照されていない時間が一番長い値の場所に, 新しい値を格納する 図 4に, その動作を示す 主記憶装置アドレス値 A 0002 BC 0003 DA 参照されていない時間が一番長い値に代わって,0005 番地の値を格納 A BC DA 81 キャッシュメモリ 1 アドレス 0005 番地の値が, キャッシュメモリに存在しない CPU 2 値は, 主記憶装置から読み出し 図 4 キャッシュメモリに空きがない場合の動作 10

13 ここでは, アドレス 0001 番地 0002 番地 0003 番地 0001 番地 0004 番地の順に読み出しが発生し, これら 4 つの値でキャッシュメモリがいっぱいになっていると仮定する ここで,CPU がアドレス 0005 番地の値を読み出した場合, 参照されていない時間が一番長い (6) 番地の値が格納されている場所に, アドレス 0005 番地の値が格納される (4) の解答群 ア.16 イ.28 ウ.48 エ.52 (5) の解答群 ア.FIFO ウ.LRU イ.LIFO エ.LFU (6) の解答群 ア.0001 イ.0002 ウ.0003 エ

14 問題 4 次の磁気ディスク装置に関する設問に答えよ < 設問 1> 磁気ディスク装置に関する記述中の 群から選べ に入れるべき適切な字句を解答 磁気ディスク装置のディスク上の記憶領域は, 同心円状のトラックに分割されており, 磁気ヘッドを動かさずにデータを読み書きできるトラックの集合をシリンダという 磁気ディスク装置のデータ記憶方式には, データの読み書きをブロック単位で行う ((1) 方式と, セクタ単位で行うセクタ方式がある ブロックは, レコードの集まりで,1 ブロックに含まれるレコードの数をブロック化因数という ブロックとブロックの間は IBG と呼ばれる領域で分けられている セクタは, フォーマットされたディスクの最小記録単位で, セクタをいくつかまとめたものを (2) という トラックをいくつかのゾーンに分けて, 外側のゾーンほどセクタ数を多くする方式を (3) 方式という (1)~(3) の解答群 ア. クラスタ イ. ゾーンビット記憶 ウ. バリアブル エ. ブロック オ. フラグメンテーション < 設問 2> 記憶容量の計算に関する記述中の から選べ に入れるべき適切な数値を解答群 [ 記憶容量の計算 ] 10,000 件のレコードを保存するのに必要なシリンダ数は次のように求める ただし,1 レコードの容量は 500 バイト, ブロック化因数を 5 とし, 磁気ディスク装置の仕様は表 1 のとおりとする 1 1 ブロックのバイト数は,IBG を含め (4) バイトである 2 1 トラックに保存できるブロック数は,1 トラックのバイト数 1 ブロックのバイト数により求められるので,7ブロックである ただし, 小数点以下の数値は未使用領域なので切り捨てる 3 1 トラックに保存できるレコード件数は, (5) 件である 4 1 シリンダに保存できるレコード件数は,1 シリンダあたりのトラック数 1 トラックに保存できるレコード件数により求められるので,665 件である 5 必要なシリンダ数は, (6) シリンダである 表 1 磁気ディスク装置の仕様 1 シリンダあたりのトラック数 19 トラック / シリンダ 1 トラックあたりのバイト数 20,000 バイト / トラック IBG のバイト数 200 バイト 12

15 (4)~(6) の解答群 ア.15 イ.16 ウ.17 エ.35 オ.36 カ.37 キ.2,500 ク.2,600 ケ.2,700 < 設問 3> アクセス時間の計算に関する記述中の 値を解答群から選べ に入れるべき適切な数 [ アクセス時間の計算 ] 10,000 バイトのデータのアクセス時間は次のように求める 磁気ディスク装置の仕様は表 2 のとおりとする 1 1 回転時間は, (7) ミリ秒である 2 平均回転待ち時間 ( サーチタイム ) は, (8) ミリ秒である 3 データ転送速度は,1 トラックあたりの記憶容量 1 回転時間により求められるので,2,000 バイト / ミリ秒である 4 10,000 バイトのデータ転送時間は, データ容量 データ転送速度により求められるので,5 ミリ秒である 5 以上より, アクセス時間は, (9) ミリ秒である 表 2 磁気ディスク装置の仕様 平均位置決め時間 ( シークタイム ) 20 ミリ秒 1 トラックあたりのバイト数 20,000 バイト / トラック 回転数 6,000rpm (7)~(9) の解答群 ア.5 イ.10 ウ.15 エ.20 オ.25 カ.30 キ.35 ク.40 ケ.45 13

16 問題 5 オペレーティングシステムに関する次の設問に答えよ < 設問 1> オペレーティングシステムの役割りに関する次の記述中の 入れるべき適切な字句を解答群から選べ に 現在のオペレーティングシステム ( 以下,OS という ) は, 複数のプログラムを同時に動作させるマルチプログラミング機能を備えている 例えば, インターネットでファイルをダウンロードしながら, ワープロソフトで文書の編集ができる これは,OS のタスク管理機能によって実現されている タスクとは,OS から見た仕事の単位で, プロセスとも呼ばれる OS は, 複数のタスクを同時並行に動作させることで, マルチプログラミングを実現している このマルチプログラミングを実現するために, ハードウエアの性能を最大限に引き出して, コンピュータシステム全体の効率化を図ることが,OS の重要な役割りになる これは, レスポンスタイムの短縮とスループットの向上という形で具体化される レスポンスタイムは, (1) のことで,Web アプリケーションなどでは, ユーザがボタンをクリックしてから次の画面の表示が始まるまでの時間で評価される この値をできる限り短縮しなければならない スループットは, (2) のことで, 例えば, インターネットの Web サイトにアクセスが集中した際に, 一定時間内に Web ページを表示できるユーザの数で評価される この値をできる限り大きくしなければならない レスポンスタイムの短縮やスループットの向上は,OS の重要な役割りの一つではあるが, その目標にふさわしいハードウエアが装備されていないと実現は難しい あるインターネットの Web サイトで新商品の注文を受け付けたところ, 多くのユーザから, ホームページに接続できない, ボタンを押しても応答がない などの苦情が寄せられた 調査の結果, ページフォルト割り込みが, 異常に多く発生していた この問題を解決するための最も適切な方法は, (3) ことである なお,OS の設定やアプリケーションプログラムには大きな問題はないものとする (1),(2) の解答群ア. ある仕事を開始してから終了するまでの時間イ. 単位時間内に実行できる命令の数ウ. 単位時間内に処理できる仕事の量エ. ディスク上のデータを読み出すのに要する時間オ. メモリ上のデータを読み出すのに要する時間 14

17 (3) の解答群ア.CPU を高速なものに取り替えるイ. 主記憶装置の容量を増やすウ. ディスク装置を増設して容量を増やすエ. デュプレックスシステムにする < 設問 2> 割込みの制御に関する次の記述中の 解答群から選べ に入れるべき適切な字句を 割込みとは, コンピュータシステム内で緊急に対処すべき事象が発生したことを知らせる仕組みのことである 割込みの発生は CPU を経由して OS に通知され,OS は発生した割込みの種類 原因に応じて, 適切な処理を速やかに実行する マルチプログラミング環境では, 複数のタスクに CPU を順に割当てる必要があるが, タスクへの CPU の割当ても, この割込みを契機にして行われる 割込みは, 表 1に示すように内部割込みと外部割込みに分類できる 内部割込みは (((4) に何らかの原因があって発生する割込みで, それ以外の原因による割込みは外部割込みになる 割込みには, 表 1に示すように優先度が定められている 緊急性の高い割込みには高い優先度が設定されている 表 1 割込みの種類と優先度 割込みの種類 優先度 マシンチェック割込み 1 外部割込み タイマ割込み 2 入出力割込み 3 内部割込み プログラム割込み 4 ( 注 ) 優先度は1が最も高い 例えば, プログラム割込みが発生して OS がプログラム割込みの処理中に, 入出力割込みが発生したとする このとき,OS は (5) 行なう 15

18 割込みは様々な事象によって引き起こされる 次の1から4の事象が原因で, どのような割込みが発生するのかを表 2に示す 表 2 事象の発生と割込み 原因となる事象 割込み 1ゼロによる除算命令を実行した (6) 2ディスク装置からのデータ読出しが完了した 入出力割込み 3オペレータがマウスを動かした (7) 4 電源供給ユニットからの障害通知を受け取った (8) (4) の解答群ア. 現在実行中の制御プログラムイ. 現在実行中のユーザプログラムウ. 現在動作中の演算制御装置エ. 現在動作中の入出力装置 (5) の解答群ア. プログラム割込みの処理を一時中断して, 入出力割込みの処理を先にイ. プログラム割込みの処理を途中で終了して, 入出力割込みの処理をウ. プログラム割込みの処理が終了してから, 入出力割込みの処理をエ. プログラム割込みの処理と入出力割込みの処理を同時に (6)~(8) の解答群ア. 入出力割込みウ. プログラム割込みオ. 割込みは発生しない イ. タイマ割込み エ. マシンチェック割込み 16

19 < メモ欄 > 17

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