ITパスポート試験テキスト #5 基礎理論・コンピュータシステム
ITパスポート試験を受験する方向けのテキストです（全7記事）
#5では 「基礎理論」「アルゴリズムとプログラミング」「コンピュータ構成要素」「システム構成要素」について学びます
★現在、仮掲載（執筆中）です
離散数学
基数の基本的な考え方を理解しましょう。
集合の基本的な考え方を理解しましょう。
数と表現
集合
論理演算
確認問題
10進数155を2進数で表したものはどれか。
ア 10011011
イ 10110011
ウ 11001101
エ 11011001
応用数学
確率と統計の基本的な考え方を理解しましょう。
確率と統計
数値計算、数値解析、数式処理
グラフ理論
待ち行列
最適化問題
確認問題
1から6までの六つの目をもつサイコロを3回投げたとき，1回も1の目が出ない確率は幾らか。
ア 1/216
イ 5/72
ウ 91/216
エ 125/216
RGBの各色の階調を，それぞれ3桁の2進数で表す場合，混色によって表すことができる色は何通りか。
ア 8
イ 24
ウ 256
エ 512
情報に関する理論
情報量の単位を理解しましょう。
情報のデジタル化の基本的な考え方を理解しましょう。
AIの技術について基本的な考え方を理解しましょう。
情報量の単位
デジタル化
文字の表現
論理的な記述
AI（Artificial Intelligence：人工知能）の技術
確認問題
AIの関連技術であるディープラーニングに用いられる技術として，最も適切なものはどれか。
ア ソーシャルネットワーク
イ ニューラルネットワーク
ウ フィージビリティスタディ
エ フォールトトレラント
CPUのクロック周波数や通信速度などを表すときに用いられる国際単位系（SI）接頭語に関する記述のうち，適切なものはどれか。
ア Gの10の6乗倍は，Tである。
イ Mの10の3乗倍は，Gである。
ウ Mの10の6乗倍は，Gである。
エ Tの10の3乗倍は，Gである。
AIにおける基盤モデルの特徴として，最も適切なものはどれか。
ア “AならばBである”といったルールを大量に学習しておき，それらのルールに基づいた演繹的な判断の結果を応答する。
イ 機械学習用の画像データに，何を表しているかを識別できるように“犬”や“猫”などの情報を注釈として付与した学習データを作成し，事前学習に用いる。
ウ 広範囲かつ大量のデータを事前学習しておき，その後の学習を通じて微調整を行うことによって，質問応答や画像識別など，幅広い用途に適応できる。
エ 大量のデータの中から，想定値より大きく外れている例外データだけを学習させることによって，予測の精度をさらに高めることができる。
データ構造
データ構造の基本的な考え方を理解しましょう。
データ及びデータ構造
確認問題
近年、出題はありません
アルゴリズムとプログラミング
アルゴリズムの基本的な考え方と、擬似言語などによる表現方法、プログラミング の目的を理解しましょう。
アルゴリズムの基本構造
アルゴリズムの表現方法
代表的なアルゴリズム
プログラミング
★プログラミングについては、別ページにて解説します。
確認問題
配列に格納されているデータを探索するときの，探索アルゴリズムに関する記述のうち，適切なものはどれか。
ア 2分探索法は，探索対象となる配列の先頭の要素から順に探索する。
イ 線形探索法で探索するのに必要な計算量は，探索対象となる配列の要素数に比例する。
ウ 線形探索法を用いるためには，探索対象となる配列の要素は要素の値で昇順又は降順にソートされている必要がある。
エ 探索対象となる配列が同一であれば，探索に必要な計算量は探索する値によらず，2分探索法が線形探索法よりも少ない。
流れ図で示す処理を終了したとき，xの値はどれか。
ア 0
イ 14
ウ 28
エ 56
プログラム言語
プログラム言語の種類、特徴を理解しましょう。
プログラム言語
コーディング標準やプログラム構造
確認問題
JavaScriptに関する記述として，適切なものはどれか。
ア Webブラウザ上に，動的な振る舞いなどを組み込むことができる。
イ Webブラウザではなく，Webサーバ上だけで動作する。
ウ 実行するためには，あらかじめコンパイルする必要がある。
エ 名前のとおり，Javaのスクリプト版である。
その他の言語
代表的なデータ記述言語の種類とその基本的な使い方を理解しましょう。
マークアップ言語
その他の言語
確認問題
IoTデバイスで収集した情報をIoTサーバに送信するときに利用されるデータ形式に関する次の記述中のa，bに入れる字句の適切な組合せはどれか。
［ a ］形式は，コンマなどの区切り文字で，データの区切りを示すデータ形式であり，［ b ］形式は，マークアップ言語であり，データの論理構造を，タグを用いて記述できるデータ形式である。
a b
ア CSV JSON
イ CSV XML
ウ RSS JSON
エ RSS XML
プロセッサ
コンピュータの基本的な構成と役割を理解しましょう。
コンピュータの構成
プロセッサの基本的な仕組み
確認問題
CPUの性能に関する記述のうち，適切なものはどれか。
ア 32ビットCPUと64ビットCPUでは，64ビットCPUの方が一度に処理するデータ長を大きくできる。
イ CPU内のキャッシュメモリの容量は，少ないほどCPUの処理速度が向上する。
ウ 同じ構造のCPUにおいて，クロック周波数を下げると処理速度が向上する。
エ デュアルコアCPUとクアッドコアCPUでは，デュアルコアCPUの方が同時に実行する処理の数を多くできる。
CPUのクロックに関する説明のうち，適切なものはどれか。
ア USB接続された周辺機器とCPUの間のデータ転送速度は，クロックの周波数によって決まる。
イ クロックの間隔が短いほど命令実行に時間が掛かる。
ウ クロックは，次に実行すべき命令の格納位置を記録する。
エ クロックは，命令実行のタイミングを調整する。
PCやスマートフォンなどの表示画面の画像処理用のチップとして用いられているほか，AIにおける膨大な計算処理にも利用されているものはどれか。
ア AR
イ DVI
ウ GPU
エ MPEG
メモリ
メモリの種類と特徴を理解しましょう。
記録媒体の種類と特徴を理解しましょう。
メモリの種類と特徴
記録媒体の種類と特徴
記憶階層
確認問題
PCにおいて，電力供給を断つと記憶内容が失われるメモリ又は記憶媒体はどれか。
ア DVD-RAM
イ DRAM
ウ ROM
エ フラッシュメモリ
IoT機器の記録装置としても用いられ，記録媒体が半導体でできており物理的な駆動機構をもたないので，HDDと比較して低消費電力で耐衝撃性も高いものはどれか。
ア DRM
イ DVD
ウ HDMI
エ SSD
CPU内部にある高速小容量の記憶回路であり，演算や制御に関わるデータを一時的に記憶するのに用いられるものはどれか。
ア GPU
イ SSD
ウ 主記憶
エ レジスタ
入出力デバイス
入出力インタフェースの種類と特徴を理解しましょう。
入出力インタフェース
IoTデバイス
デバイスドライバ
確認問題
OCRの役割として，適切なものはどれか。
ア 10cm程度の近距離にある機器間で無線通信する。
イ 印刷文字や手書き文字を認識し，テキストデータに変換する。
ウ デジタル信号処理によって，人工的に音声を作り出す。
エ 利用者の指先などが触れたパネル上の位置を検出する。
IoTデバイスとIoTサーバで構成され，IoTデバイスが計測した外気温をIoTサーバへ送り，IoTサーバからの指示で窓を開閉するシステムがある。このシステムのIoTデバイスに搭載されて，窓を開閉する役割をもつものはどれか。
ア アクチュエータ
イ エッジコンピューティング
ウ キャリアアグリゲーション
エ センサ
システムの構成
システム構成の基本的な特徴を理解しましょう。
処理形態
システム構成
利用形態
確認問題
障害に備えるために，4台のHDDを使い，1台分の容量をパリティ情報の記録に使用するRAID5を構成する。1台のHDDの容量が1Tバイトのとき，実効データ容量はおよそ何バイトか。
ア 2T
イ 3T
ウ 4T
エ 5T
Webサービスなどにおいて，信頼性を高め，かつ，利用者からの多量のアクセスを処理するために，複数のコンピュータを連携させて全体として一つのコンピュータであるかのように動作させる技法はどれか。
ア クラスタリング
イ スプーリング
ウ バッファリング
エ ミラーリング
ネットワークに接続した複数のコンピュータで並列処理を行うことによって，仮想的に高い処理能力をもつコンピュータとして利用する方式はどれか。
ア ウェアラブルコンピューティング
イ グリッドコンピューティング
ウ モバイルコンピューティング
エ ユビキタスコンピューティング
システムの評価指標
システムの性能、信頼性、経済性の考え方を理解しましょう。
システムの性能
システムの信頼性
システムの経済性
確認問題
図に示す2台のWebサーバと1台のデータベースサーバから成るWebシステムがある。Webサーバの稼働率はともに0.8とし，データベースサーバの稼働率は0.9とすると，このシステムの小数第3位を四捨五入した稼働率は幾らか。ここで，2台のWebサーバのうち少なくとも1台が稼働していて，かつ，データベースサーバが稼働していれば，システムとしては稼働しているとみなす。また，それぞれのサーバはランダムに故障が起こるものとする。
ア 0.04
イ 0.58
ウ 0.86
エ 0.96
システムの経済性の評価において，TCOの概念が重要視されるようになった理由として，最も適切なものはどれか。
ア システムの総コストにおいて，運用費に比べて初期費用の割合が増大した。
イ システムの総コストにおいて，初期費用に比べて運用費の割合が増大した。
ウ システムの総コストにおいて，初期費用に占めるソフトウェア費用の割合が増大した。
エ システムの総コストにおいて，初期費用に占めるハードウェア費用の割合が増大した。
オペレーティングシステム
オペレーティングシステム（OS：Operating System）の必要性、機能、種類を理解しましょう。
OSの必要性
OS（オペレーティングシステム）は、コンピュータのハードウェアとソフトウェアの間を仲介し、コンピュータを動作させるための基本ソフトウェアです。私たちが普段パソコンやスマートフォンを利用する際に、OSが裏で様々な処理を行ってくれています。
OSの機能
OSの主な機能は次のとおりです。
ハードウェア管理
メモリ管理
アプリケーションが使用するメモリを効率的に割り当て、管理します。CPU管理
複数のプログラムが同時に実行できるように、CPUの処理時間を分割して管理します。入出力装置管理
キーボード、マウス、ディスプレイなどの入出力装置を制御します。ファイルシステム管理
ファイルをハードディスクに保存したり、読み込んだりする際の管理を行います。
ソフトウェア実行環境の提供
アプリケーションの起動
ユーザーが指定したアプリケーションをメモリに読み込み、実行します。ライブラリの提供
アプリケーションが共通して利用する機能を提供するライブラリを提供します。
ユーザーインターフェースの提供
グラフィカルユーザーインターフェース（GUI）
直感的な操作でコンピュータを操作できるように、GUIを提供します。コマンドラインインターフェース
テキストコマンドを入力することで、コンピュータを操作するインターフェースを提供します。
ネットワーク機能
他のコンピュータやネットワークと接続するための機能を提供します。
OSの種類
代表的なOSの種類は、次の通りです。
Windows
マイクロソフトが開発した、世界で最もシェアの高いOSです。デスクトップパソコンやノートパソコンで広く利用されています。Mac OS
Appleが開発した、Macintoshシリーズに搭載されているOSです。Chrome OS
Googleが開発した、クラウドサービスとの連携を重視したOSです。UNIX
サーバやワークステーションで広く利用されているOSです。LinuxはUnixをベースに開発されました。Linux
オープンソースのOSで、非常に多くの種類があります。サーバー、組み込みシステム、デスクトップなど、幅広い分野で利用されています。iOS
Appleのスマートフォンやタブレット向けに開発されたOSです。Android
Googleが開発した、スマートフォンやタブレット向けに開発されたOSです。
確認問題
仮想記憶を利用したコンピュータで，主記憶と補助記憶の間で内容の入替えが頻繁に行われていることが原因で処理性能が低下していることが分かった。この処理性能が低下している原因を除去する対策として，最も適切なものはどれか。ここで，このコンピュータの補助記憶装置は1台だけである。
ア 演算能力の高いCPUと交換する。
イ 仮想記憶の容量を増やす。
ウ 主記憶装置の容量を増やす。
エ 補助記憶装置を大きな容量の装置に交換する。
ファイルシステム
ファイル管理の考え方を理解しましょう。
バックアップの基本的な考え方を理解しましょう。
ファイル管理
ファイル管理とは、コンピューター内に保存されたファイルやフォルダを整理し、効率的に利用するための仕組みです。ファイルは、文書、画像、動画、音楽など、様々な種類のデータがデジタル化されたものです。これらのファイルを適切に管理することで、必要なファイルに素早くアクセスでき、作業効率を向上させることができます。
ファイル
データを保存する単位です。文書ファイル、画像ファイル、音楽ファイルなど、様々な種類があります。フォルダ
ファイルを整理するために、複数のファイルをまとめて格納する場所です。フォルダの中にさらにフォルダを作成することで、階層構造を作ることができます。
バックアップ
パソコンやサーバーに保存された大切なデータは、誤操作、ウイルス感染、ハードウェア故障など、様々な原因で失われる可能性があります。このような事態に備え、データを定期的にコピーして保存しておくことをバックアップといいます。
アーカイブ
長期保存を目的としたデータの保管場所、またはその行為を指します。
確認問題
多くのファイルの保存や保管のために，複数のファイルを一つにまとめることを何と呼ぶか。
ア アーカイブ
イ 関係データベース
ウ ストライピング
エ スワッピング
オフィスツール
オフィスツールなどのソフトウェアパッケージの特徴と基本操作を理解しましょう。
ソフトウェアパッケージ
ソフトウェアパッケージとは、複数のソフトウェアを一つにまとめた製品のことです。オフィスワークでよく利用される文書作成ソフト、表計算ソフト、プレゼンテーションソフトなどが代表的な例です。
文書作成ソフト
文書を作成・編集するためのソフトウェアです。報告書、企画書、論文など、様々な種類の文書を作成することができます。
代表的なものに、 Microsoft Word、Googleドキュメント、LibreOffice Writerがあります。
禁則処理
文章を美しく、読みやすく整えるためのルールに基づいて、文字の配置を調整する作業のことです。特に、行頭や行末に特定の文字が来ないようにすることを指します。オートコンプリート
入力中の文字列を基に、考えられる単語やフレーズを自動的に予測し、候補を表示する機能のことです。
表計算ソフト
数値データを表形式で入力・計算し、グラフを作成するソフトウェアです。
代表的なものに、 Microsoft Excel、Googleスプレッドシート、LibreOffice Calcがあります。
マクロ
複数の操作をまとめて一つに記録し、繰り返し実行できるようにした機能のことです。Excelのマクロが最も一般的ですが、WordやPowerPointなど、様々なソフトウェアで利用できます。
プレゼンテーションソフト
スライドショーを作成し、発表するためのソフトウェアです。
代表的なものに、 Microsoft PowerPoint、Googleスライド、LibreOffice Impressがあります。
Webブラウザ
インターネット上のウェブサイトを閲覧するためのソフトウェアです。私たちが普段、パソコンやスマートフォンでウェブサイトを見る際に利用しているのが、このWebブラウザです。
代表的なものに、Google Chrome、Mozilla Firefox、Microsoft Edge、Safariがあります。
確認問題
文書作成ソフトや表計算ソフトなどにおいて，一連の操作手順をあらかじめ定義しておき，実行する機能はどれか。
ア オートコンプリート
イ ソースコード
ウ プラグアンドプレイ
エ マクロ
文書作成ソフトがもつ機能である禁則処理が行われた例はどれか。
ア 改行後の先頭文字が，指定した文字数分だけ右へ移動した。
イ 行頭に置こうとした句読点や閉じ括弧が，前の行の行末に移動した。
ウ 行頭の英字が小文字から大文字に変換された。
エ 文字列の文字が，指定した幅の中に等間隔に配置された。
オープンソースソフトウェア
オープンソースソフトウェア（OSS：Open Source Software）の特徴を理解しましょう。
オープンソースソフトウェア
OSS（オープンソースソフトウェア）は、そのソースコードが公開されており、誰でも自由に利用、改変、再配布できるソフトウェアです。
OSSの特徴
OSSには、以下の特徴的な点が挙げられます。
ソースコードの公開
OSSの最も大きな特徴は、ソースコードが公開されていることです。ソースコードとは、ソフトウェアの設計図にあたるもので、プログラミング言語で書かれたプログラムの本体です。再配布の制限の禁止
OSSのライセンスでは、ソフトウェアの再配布を制限することは原則として禁止されています。つまり、OSSを利用したソフトウェアを開発した場合、そのソフトウェアもまた、同じようにオープンソースとして公開する必要があります。無保証の原則
OSSは、基本的に「無保証」で提供されます。つまり、ソフトウェアに欠陥があったり、使用によって損害が発生した場合でも、開発者は責任を負わないという原則です。
OSSの種類
OSSは、OS、通信系ソフトウェア、オフィス系ソフトウェア、データベース管理システム、応用ソフトウェアなど、様々な種類があります。
OS
PC向け
Linux（Ubuntu、CentOSなど）、FreeBSDモバイル向け
android
通信系
Apache HTTP Server、OpenSSHオフィス系
LibreOffice、OpenOfficeデータベース系
MySQL、PostgreSQL
OSSのライセンス
OSSは、そのソースコードが公開されており、誰でも自由に利用、改変、再配布できるソフトウェアですが、その利用に関するルールを定めたものが、OSSライセンスです。
コピーレフト
改変したソフトウェアも同様にオープンソースとして公開しなければならないという条件です。GPL（GNU General Public License）
最も有名なコピーレフトライセンスです。改変したソフトウェアもGPLで公開する必要があります
確認問題
スマートフォンやタブレットなどの携帯端末に用いられている，OSS（Open Source Software）であるOSはどれか。
ア Android
イ iOS
ウ Safari
エ Windows
OSS（Open Source Software）に関する記述として適切なものはどれか。
ア ソースコードを公開しているソフトウェアは，全てOSSである。
イ 著作権が放棄されており，誰でも自由に利用可能である。
ウ どのソフトウェアも，個人が無償で開発している。
エ 利用に当たり，有償サポートが提供される製品がある。
ハードウェア（コンピュータ・入出力装置）
コンピュータの種類と特徴を理解しましょう。
入出力装置の種類と特徴を理解しましょう。
コンピュータ
コンピュータは、その用途や性能によって様々な種類に分類されます。
PC
最も一般的なコンピュータです。個人で利用することを目的としており、文書作成、インターネット閲覧、ゲームなど、幅広い用途に使用されます。サーバ
ネットワーク上の他のコンピュータ（クライアント）に対して、様々なサービスを提供するコンピュータです。その種類は、物理的な形状、機能、設置場所などによって多岐にわたります。ラックマウント型
標準的なラックと呼ばれるフレームに収まるように設計されたサーバです。データセンターなどで大量に設置されることが多く、高い信頼性と拡張性が求められます。タワー型
デスクトップパソコンのように自立型のサーバです。設置場所を選ばず、小規模なシステムや開発環境などでよく利用されます。ブレード型
複数のブレード（サーバモジュール）を1つのシャーシに収容したサーバです。高密度なサーバ配置が可能で、大規模なデータセンターで利用されます。
汎用コンピュータ（メインフレーム）
様々な用途に利用できるよう設計されたコンピュータの総称です。特定の目的に特化したコンピュータと対比される言葉です。
かつてメインフレームは、大企業の基幹システムの中心として利用されていましたが、近年では、クラウドコンピューティングの発展などにより、その役割は変化しています。携帯端末
持ち運び可能な電子機器の総称です。小型軽量で、場所を選ばずに様々な機能を利用できることが特徴です。スマートフォン
タブレット端末
ウェアラブル端末
入出力装置
コンピュータは、人間と情報をやり取りするための装置を必要とします。この装置を入出力装置と呼びます。入力装置は、人間がコンピュータに情報を与えるための装置、出力装置は、コンピュータが処理した結果を人間に提示するための装置です。
キーボード
文字や数字、記号などをコンピュータに入力するための装置です。マウス
画面上のカーソルを移動させ、クリックすることで操作を行う入力装置です。タッチパネル
ディスプレイに直接触れることで操作を行う入力装置です。ディスプレイ
コンピュータやテレビなどの機器から出力される映像や画像を表示する装置のことです。プリンタ
コンピュータから送られたデータを紙などの媒体に印刷する出力機器です。印字方式は主に次の2種類があります。インクジェット方式
インクを微細な液滴にして紙に吹き付ける方式レーザープリンタ方式
ドラムに静電気を帯びさせ、レーザー光で文字や画像を描き、トナーを付着させて紙に転写する方式です。
確認問題
インクジェットプリンタの印字方式を説明したものはどれか。
ア インクの微細な粒子を用紙に直接吹き付けて印字する。
イ インクリボンを印字用のワイヤなどで用紙に打ち付けて印字する。
ウ 熱で溶けるインクを印字ヘッドで加熱して用紙に印字する。
エ レーザ光によって感光体にトナーを付着させて用紙に印字する。
CPU，主記憶，HDDなどのコンピュータを構成する要素を1枚の基板上に実装し，複数枚の基板をラック内部に搭載するなどの形態がある，省スペース化を実現しているサーバを何と呼ぶか。
ア DNSサーバ
イ FTPサーバ
ウ Webサーバ
エ ブレードサーバ