1ビット
二進数一桁の事
1バイト
8ビットのこと
仮数
浮動小数点の小数部
基数
浮動小数点の整数部
IEEE754
仮数が1.…の形式となるような二進数浮動小数
情報墜ち
差の大きい数を足した際に小さな数が反映されない
桁落ち
ほぼ等しい数の減算で有効桁が減る
Unicode
2-4biteで文字を表す共通の文字コード
ASCII
米国の文字標準コード
JIS
日本の文字標準コード
シフトJIS
パソコン用の日本文字標準コード
EUC
UNIXで用いられている文字コード
画像データのサイズ
一画面の画素数×一画素のビット数
JPEG
非可逆圧縮の国際規格 デジカメ
GIF
可逆圧縮で256色を扱える アイコン
PNG
可逆圧縮で1600万色 ウェブページ
SVG
画像をベクタ方式で扱う 拡大縮小得意
TIFF
静止画像の可逆圧縮 劣化しない
シェーディング
3DCGで陰影を表現する手法
テクスチャマッピング
三次元CGに画像を貼る手法
メタボール
三次元CGを球体とみなして濃度分布を行う
ラジオシティ
三次元CGで光の反射を計算し間接光を表現する手法
レイトレーシング
三次元CGで、光の奇跡をトレースし反射を表現する手法
サンプリング
一定時間ごとに電圧を測定し音声値を記録する
Hz
一秒あたりの回数を表す単位
量子化
測定値の詳細度を決めること
量子化ビット16ビット
測定値を2^16段階で表して記録する 1測定値は16ビット
PCM
サンプリングしたデータを無圧縮で使う
MP3
動画像のフォーマットであるMPEGのうち音声部の圧縮
AAC
MPEG-4で用いられる非可逆圧縮
FLAC
高音質音源の可逆圧縮方式
論理演算
二進数に関する演算
シフト演算
桁を移動させる作業 2^n倍する際に便利
論理シフト
シフト演算の際、最上位ビットを捨てる
算術シフト
シフト演算の際、最上位ビットを固定、空いたビットは符号ビットで埋める
ビット
情報量の単位
機械学習
コンピュータに観測データを与え、判断能力を学習させる
教師あり学習
データと正解を与え、結果が近似する様学習させる
教師なし学習
名かいな正解を与えずコンピュータにグループ分けさせる
強化学習
行動の結果を分析し、それを元に行動を変化 将棋や囲碁のAI
深層学習
ニューラルネットワークを活用し、複数の中間層で分類・判断
LLM
自然言語を処理する機械学習のモデル
生成AI
人間のプロンプトに従って色々を自動生成するAI技術
メインメモリ
主記憶装置の事 プログラムが入っている
CPU
主記憶装置上のプログラムを実行する
制御装置
各機器をコントロールする CPUの一部
演算装置
演算を行う CPUの一部で、ALUでできている
記憶装置
プログラム・データを記録する メモリやHDD
入力装置
データの入力を行う キーボードやマウス
出力装置
結果を週つりょくする ディスプレイやプリンタ
命令フェッチ
CPUがメモリから命令を取得する
デコード
CPUが取得した命令を解読し、内部のどの回路が動作するか判断
オペランドフェッチ
CPUがメモリから処理対象のデータを取得
実行
オペランドフェッチで取得したデータを命令通りに実行する
結果の書き込み
実行結果をメモリに書き込む
フェッチ
メモリから命令やデータを取得すること
オペランド
処理の対象となるデータのこと
プログラム格納方式
必要のつど命令やデータをメモリから取り出し実行する形式
レジスタ
計算結果を格納する変数のような役割
ALU
四則演算や論理演算を行う機械
デコーダ
命令レジスタが保持している命令を解読する機構
プログラムカウンタ
次に実行する命令のアドレスを保持するレジスタ
命令レジスタ
メモリから取得した命令を保持する
アキュムレータ
計算結果を保持するレジスタ
汎用レジスタ
計算に使うデータや計算結果等を保持する 役割が多岐に渡る
インデックスレジスタ・ベースレジスタ
有効アドレスの計算に用いる
CISC
複合命令セットコンピュータ 単純から高機能な命令を用意
RISC
縮小命令セットコンピュータ 単純な命令のみ用意
ワイヤードロジック制御
単純な命令のみを用いることでハードウェア内で命令を実行
パイプライン制御
CPUにおいて、一つの段階が終了する前に次の段階を実行
ハザード
パイプライン制御の効果を阻害する様々な要因
投機実行
ハザードの発生を防ぐために予測により実行する
コア
CPU本体の回路
マルチコアプロセッサ
一つのCPうパッケージに複数のコアが入っているCPU
アドレッシングモード
データがある番地を指定する方法
直接アドレス指定
データが格納されているアドレスを指定
間接アドレス指定
有効アドレスが格納されている番地を指定し、そのアドレスで指定
インデックスアドレス指定
オペランドのみでなく、インデックスレジスタも参照
ベースアドレス指定
オペランドのみでなく、ベースレジスタの値も参照
相対アドレス指定
オペランドのみでなく、PCレジスタの値も指定する
即値アドレス指定
オペランドの値がそのまま処理対象
割込み
イベントが発生した事をCPUに通知する合図 直ちに実行
プログラム割込み
0除算、オーバーフロー等のプログラムエラーで割り込み
ページフォルト
要求したページが主記憶に存在しない際に割り込み
入出力割込み
キーボードによる入力等で割り込み
タイマ割込み
指定した時間が経過した時に割り込み
マスク
複数の割り込みを禁止する
ROM
書き出しが遅く、不揮発性
マスクROM
製造時に内容を書き込み、書き換え不可
PROM
一回だけ書き込める
EPROM
紫外線で内容を消去でき、複数回書き込める
EEPROM
電気的に内容を消去し、複数回書き込める
フラッシュメモリ
EEPROMの一種 一部分だけ消去が可能
RAM
早いが、揮発性
DRAM
内容の保持のためリフレッシュが必要 主記憶に用いる
SRAM
フリップフロップにより内容を保持できる キャッシュメモリ
コンデンサ
電気的に1と0を保持
フリップフロップ
SRAMで用いる回路で、高速だが複雑で小容量
パリティ
１ビットの誤りを発見する技術
ハミング符号
１ビットの誤りを発見し訂正する技術
ECC付きメモリ
ハミング符号を用いた誤り訂正を行う、サーバむきのメモリ
キャッシュメモリ
頻繁にアクセスする部分のコピーをCPU内に保存する
ヒット率
キャッシュメモリに目的データが必要とする確率
ライトスルー
キャッシュメモリと主記憶の両方に書き込む
ライトバック
キャッシュメモリのみに書き込み、それが削除される時主記憶に反映
メモリインタリープ
主記憶をパンクに分けて、各パンクに並列にアクセスする
ハードディスク装置
データを磁気で記録する装置 大容量で遅い
セクタ
データの記録単位 保存容量の最小値
シーク
ハードディスクのヘッドを目的のトラックに移動させる
サーチ
ハードディスクのディスクが回転してヘッドの真下にデータを置く
フラグメンテーション
HDD上のデータが細切れになる
デフラグメンテーション
細切れのデータを一か所に戻し、シーク回数が減る
RAID
複数台のHDDを束ねてアクセス時間や信頼性を担保
RAID-0
ストライピング アクセス速度向上
RAID-1
ミラーリング 信頼性の向上
RAID-5
巣トライ＋パリティ アクセスも信頼も向上
USB
ハブを用いて127台までの機器を接続できる
シリアル伝送
一本の線の上に１ビットずつ順次送り込む
Bluetooth
2.4GHzの電波を持ちいる 無線式
BLE
Bluetoothの省電力化の仕様
組み込みシステム
機器の裏方で前提として働いているシステム
RTOS
リアルタイムOS、定められた時間内に処理を完了させる
IoT
組み込みシステムをネット接続し、データ収集等を行う
SoC
System on a Chip 半導体の１チップに回路全部詰め込んだこと
磁気センサ
磁気を測定する装置 ホール素子など 方位磁針等に用いる
アクチュエータ
電気等のエネルギーを力学運動に変換する
半加算器
下桁からの繰り上がりを考慮しない加算器
全加算器
繰り上がりを考慮した加算器 半加算器二つと論理和
基本ソフトウェア
OSのこと コンピュータに関わる装置を管理するソフトウェア
UnixOS
CUIで用いるOS Linux等が該当する サーバーに適す
Windows
マイクロソフトのOS GUI対応
MacOS
アップル社のマック用OS Unixがベース
Android
スマホ用OS Linuxがベース
iOS
MacOSをベースにしたアップル社のスマホ用OS
タスク管理
CPUを最大限利用するための管理を行うOSの機能
記憶管理
メモリを有効活用する管理を行うOSの機能
ジョブ管理
ジョブの実行に必要な資源の管理を行うOSの機能
タスク
コンピュータから見た仕事の単位
ジョブ
人間から見た仕事の管理 複数のタスクから実行される
マルチタスク
OSのタスク管理により、CPUが複数のプログラムを同時実行する
カーネル
OSの中核部分
シェル
ユーザが入力したコマンドを解析し、カーネルに伝える windowsパワーシェル
リエントラント
複数のプロセスから呼び出されても互いに干渉せず実行する
リカーシブ
自分自身を呼び出して処理を進める
リユーザブル
プログラムを初期化せずに再利用しても問題ない
リロケータブル
プログラムをメモリのどの部分に着けても動く
タスク管理
あるタスクがCPUを使わなくなったときに別のタスクを実行する
「実行可能状態」「実行状態」「待ち状態」
タスク管理の三形態
実行可能状態
CPUが処理してくれるのを待ってるタスクの状態
スケジューラ
実行可能状態のタスクを一つ選ぶ機構
ディスパッチ
スケジューラがタスクを実行状態にうつすこと
実行状態
実際に処理されているタスクの状態 CPU1つ当たり1つ
待ち状態
タスクが入出力（I/O）待ちなどの理由で、CPUを使用できずに待機している状態
入出力が完了する
待ち状態のタスクが必要とするデータが到着し、それによって実行可能状態（レディ状態）へと移されること
スケジューリングアルゴリズム
実行可能状態のタスクのうちどれかを選ぶ機構
優先度順
タスクに優先度をつけ、優先度の最も高いタスクを選ぶ
ラウンドロビン
タスクに待ち時間を設定し、時間ごとにタスクを順番に実行する
タイムスライス
ラウンドロビンでのタスク毎の待ち時間の事
到着順
実行可能になった順に全部実行する
コンテキスト切り替え
実行状態のタスクを切り替えること
プリエンプティブ方式
タイムスライス切れや優先度の関係でOSが強制的に別のタスクを割り込ませる
ノンプリエンティプ方式
タスクが自らCPUを手放して、タスクを切り替える方式
記憶管理
メモリ領域を管理する事
実記憶管理
主記憶を効率よく利用する
仮想記憶管理
主記憶の記憶容量以上の領域を利用できるようにする
固定区画方式
実記憶空間を一定サイズの区画に区切り、区画単位で領域を当てる
内部フラグメンテーション
区画単位がデータのサイズより大きいため区画が余る
可変区画方式
データサイズに合わせた記憶の区画を用意する
外部フラグメンテーション
新規データ挿入の度に区画サイズ変更のため、区画間の隙間が生じる
メモリコンパクション
細切れの未使用領域を纏める操作
メモリオーバーレイ
分割したプログラムの必要部分のみを読み込む事で容量を節約
セグメント
プログラムを機能単位で分割した際の纏まり
実記憶空間
コンピュータに実際に搭載されている主記憶の領域
仮想記憶空間
OSがプログラムに見せているメモリ領域
ページング方式
実記憶と仮想記憶をページと呼ばれる一定サイズに区切り管理
ページフォルト
実記憶上に実行ページが存在しない
ページイン
ページフォルトの際に、実記憶空間にページを入れる
ページアウト
ページインの際、溢れたデータを補助記憶に退避
ページ置き換えアルゴリズム
ページアウトするデータの優先順位を決める
LRU
最期にアクセスしてから最も長い時間経過するページを選ぶ
スラッシング
実記憶が極端に小さくページインが起こりまくり性能低下
レコード
データ管理において、一単位あたりのデータ
準編成ファイル
レコードを先頭から順に記録したファイル 格納〇取出×
直接編成ファイル
データのハッシュ値を計算し、その住所に格納 格納×取出〇
索引編成ファイル
索引行き、基本域、溢れ域で構成 戦闘から記録し、索引可能
再構成
基本域から溢れると溢れ域に 溢れ域が満杯だと基本域に
ファイルシステム
ファイルを管理する仕組み
ディレクトリ
パソコンOSではフォルダとして扱う
ルートディレクトリ
最上位のディレクトリ
パス
ファイルの位置を示す表記
カレントディレクトリ
現在開いているディレクトリ
絶対パス
ルートディレクトリを起点に表記したパス
相対パス
カレントディレクトリを起点に表記したパス
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