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1ビット二進数一桁の事
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1バイト8ビットのこと
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仮数浮動小数点の小数部
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基数浮動小数点の整数部
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IEEE754仮数が1.…の形式となるような二進数浮動小数
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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
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桁落ちほぼ等しい数の減算で有効桁が減る
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Unicode2-4biteで文字を表す共通の文字コード
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ASCII米国の文字標準コード
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JIS日本の文字標準コード
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シフトJISパソコン用の日本文字標準コード
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EUCUNIXで用いられている文字コード
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画像データのサイズ一画面の画素数×一画素のビット数
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JPEG非可逆圧縮の国際規格 デジカメ
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GIF可逆圧縮で256色を扱える アイコン
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PNG可逆圧縮で1600万色 ウェブページ
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SVG画像をベクタ方式で扱う 拡大縮小得意
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TIFF静止画像の可逆圧縮 劣化しない
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シェーディング3DCGで陰影を表現する手法
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テクスチャマッピング三次元CGに画像を貼る手法
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メタボール三次元CGを球体とみなして濃度分布を行う
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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
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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
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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
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Hz一秒あたりの回数を表す単位
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量子化測定値の詳細度を決めること
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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
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PCMサンプリングしたデータを無圧縮で使う
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MP3動画像のフォーマットであるMPEGのうち音声部の圧縮
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AACMPEG-4で用いられる非可逆圧縮
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FLAC高音質音源の可逆圧縮方式
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論理演算二進数に関する演算
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シフト演算桁を移動させる作業 2^n倍する際に便利
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論理シフトシフト演算の際、最上位ビットを捨てる
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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
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ビット情報量の単位
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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
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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
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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
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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
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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
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LLM自然言語を処理する機械学習のモデル
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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
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メインメモリ主記憶装置の事 プログラムが入っている
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CPU主記憶装置上のプログラムを実行する
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制御装置各機器をコントロールする CPUの一部
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演算装置演算を行う CPUの一部で、ALUでできている
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記憶装置プログラム・データを記録する メモリやHDD
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入力装置データの入力を行う キーボードやマウス
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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
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命令フェッチCPUがメモリから命令を取得する
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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
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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
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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
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結果の書き込み実行結果をメモリに書き込む
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フェッチメモリから命令やデータを取得すること
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オペランド処理の対象となるデータのこと
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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
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レジスタ計算結果を格納する変数のような役割
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ALU四則演算や論理演算を行う機械
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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
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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
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命令レジスタメモリから取得した命令を保持する
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アキュムレータ計算結果を保持するレジスタ
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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
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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
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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
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RISC縮小命令セットコンピュータ 単純な命令のみ用意
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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
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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
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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
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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
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コアCPU本体の回路
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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即値アドレス指定オペランドの値がそのまま処理対象
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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
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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
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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
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入出力割込みキーボードによる入力等で割り込み
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タイマ割込み指定した時間が経過した時に割り込み
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マスク複数の割り込みを禁止する
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ROM書き出しが遅く、不揮発性
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マスクROM製造時に内容を書き込み、書き換え不可
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PROM一回だけ書き込める
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EPROM紫外線で内容を消去でき、複数回書き込める
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EEPROM電気的に内容を消去し、複数回書き込める
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フラッシュメモリEEPROMの一種 一部分だけ消去が可能
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RAM早いが、揮発性
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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
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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
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コンデンサ電気的に1と0を保持
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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
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パリティ１ビットの誤りを発見する技術
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ハミング符号１ビットの誤りを発見し訂正する技術
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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セクタデータの記録単位 保存容量の最小値
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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
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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
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フラグメンテーションHDD上のデータが細切れになる
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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
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RAID複数台のHDDを束ねてアクセス時間や信頼性を担保
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RAID-0ストライピング アクセス速度向上
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RAID-1ミラーリング 信頼性の向上
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RAID-5巣トライ＋パリティ アクセスも信頼も向上
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USBハブを用いて127台までの機器を接続できる
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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
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Bluetooth2.4GHzの電波を持ちいる 無線式
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BLEBluetoothの省電力化の仕様
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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
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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
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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
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SoCSystem on a Chip 半導体の１チップに回路全部詰め込んだこと
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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
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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
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半加算器下桁からの繰り上がりを考慮しない加算器
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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
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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
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UnixOSCUIで用いるOS Linux等が該当する サーバーに適す
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WindowsマイクロソフトのOS GUI対応
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MacOSアップル社のマック用OS Unixがベース
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Androidスマホ用OS Linuxがベース
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iOSMacOSをベースにしたアップル社のスマホ用OS
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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
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記憶管理メモリを有効活用する管理を行うOSの機能
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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
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タスクコンピュータから見た仕事の単位
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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
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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
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カーネルOSの中核部分
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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
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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
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リカーシブ自分自身を呼び出して処理を進める
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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
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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
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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
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「実行可能状態」「実行状態」「待ち状態」タスク管理の三形態
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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
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スケジューラ実行可能状態のタスクを一つ選ぶ機構
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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到着順実行可能になった順に全部実行する
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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
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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
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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
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記憶管理メモリ領域を管理する事
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実記憶管理主記憶を効率よく利用する
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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仮想記憶空間OSがプログラムに見せているメモリ領域
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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
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ページフォルト実記憶上に実行ページが存在しない
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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
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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
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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
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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
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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
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レコードデータ管理において、一単位あたりのデータ
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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×
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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
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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
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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
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ファイルシステムファイルを管理する仕組み
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ディレクトリパソコンOSではフォルダとして扱う
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ルートディレクトリ最上位のディレクトリ
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パスファイルの位置を示す表記
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カレントディレクトリ現在開いているディレクトリ
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絶対パスルートディレクトリを起点に表記したパス
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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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