draemonash2

draemonash2のメモ書き

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１．ハードウェア

論理回路

組合せ論理回路

負論理
リンク: atmarkit.co.jp/icd/root/66/277976366.html
- assert
  - 信号をアクティブにする
- negate
  - 信号を非アクティブにする
スリーステートバッファ
- 制御信号Cの入力値によって、Bの出力をAにするか、ハイインピーダンスにするか制御できる回路。
ダイオード＆抵抗で入力拡張
バイポーラトランジスタ
- 端子
  - コレクタ
    - 英単語：collect
      - 収集する
  - ベース
    - 英単語：base
      - 基底
  - エミッタ
    - 英単語：emit
      - 放出する
- NPN
  - …
    - …
      - オープンコレクタ
        リンク: denshikit.main.jp/topf/technology35.html
        
        吸い込み
- PNP
  - …
    - …
      - オープンエミッタ
        
        吐き出し
MOSFET
- 端子
  - ソース
    - 英単語：source
      - 調達する
  - ゲート
    - 英単語：gate
      - 入口
  - ドレイン
    - 英単語：drain
      - 排出させる
- N型MOS
  - …
    - …
      - …
        
        オープンドレイン
  - NPNと同じ
- P型MOS
  - …
    - …
      - …
        
        オープンソース
  - PNPと同じ
TTL
- Transistor-transistor-logic
  リンク: weblio.jp/content/Transistor-Transistor+Logic
  - バイポーラトランジスタと抵抗によって構成された論理回路のこと

ドモルガンの法則

!(P?

?Q) ==?!P?&&?!Q

!(P?&&?Q) ==?!P?

?!Q

順序論理回路
- RSラッチ
  - データ保持回路
  - 【In】 Reset,Set、【Out】 Q,Qnot
  - NOR
    - Set→Q
    - 1,1×
  - NAND
    - Set→Qnot
    - 0,0×
- JKフリップフロップ
  - データ保持回路
  - CLockのエッジタイミングでJ,Kの値に応じて変化する
  - 【In】 J,K,CLock、【Out】 Q,Qnot
- Dラッチ
  - データ出力可否選択回路
  - 【In】 Data,Gate、【Out】 Q,Qnot
- Dフリップフロップ
  - データ出力可否選択回路
  - 【In】 Data,CLock、【Out】 Q,Qnot

加算器
- 半加算器
- 全加算器
- 並列加算器
  - リップルキャリー加算器
    - 並列
    - 簡単
    - 遅延時間大
    - ★要追加
  - キャリールックアヘッド加算器
    - キャリー先読み
    - ★要追加
カウンタ
- ２進カウンタ
- 10進カウンタ
- グレイコードカウンタ
タイマ
- ハードウェアタイマ/ソフトウェアタイマ
- ワンショットタイマ/インターバルタイマ
- ウォッチドッグタイマ
アナログ回路
- アナログ・ディジタル信号
  - 量子化
    - 分解能
    - 量子化誤差
    - 量子化ノイズ
  - 標本化
    - 標本化定理
    - ナイキスト周波数
      - ★要追加
    - エリアシング
      - ★要追加
    - エリアシングノイズ
      - ★要追加
  - オーバサンプリング
    - オーバサンプラ
- A/D変換器
  - 並列比較方式
    - フラッシュコンバータ
  - 追従比較方式
  - 逐次比較方式
  - 二重積分方式
  - デルタシグマ方式
- D/A変換器
  - 重み抵抗方式
  - 抵抗ラダー方式
  - デルタシグマ方式
  - PWM方式
- 積分/微分回路
  - 積分回路
    - ＝遅延回路
    - 用途
      - ローパスフィルタ
      - チャタリング除去
    - 時定数
      - 時定数が大きい程、入力に対する出力の遅延が大きい
    - 積分
      - 局所的な量の大域的な集積
    - 画像
      - …
  - 微分回路
    - ハイパスフィルタ
    - 微分
      - 局所的な変化をとらえる
    - 画像
      - …
- アクティブ/パッシブ回路
  - アクティブ回路
    - 演算増幅器
    - 電源が必要な回路
  - パッシブ回路
    - RC回路
      - 抵抗値RとコンデンサC
      - R×C＝時定数
    - 電源が不要な回路
- 演算増幅器
  - 反転増幅回路
    - Vout＝-R2/R1*Vin
      - リンク: eng.kice.tokyo/electronic-circuit/inverting-amplifier/
  - 非反転増幅回路
    - Vout＝-(1+R2/R1)*Vin
      - リンク: eng.kice.tokyo/electronic-circuit/non-inverting-amplifier/
  - 差動増幅回路
    - Vout＝-R2/R1*(Vin1-Vin2)
      - リンク: natural-science.or.jp/article/20081025034539.php
  - ＝オペアンプ
- PWM
  - リニア制御
  - PWM制御
    - スイッチングノイズ
  - DA変換回路
- PLL
  - Phase Locked Loop
  - 入力周波数を逓倍する回路
    - 逓倍
      - 周波数をN倍する
    - 分周
      - 周波数を1/N倍する
LSI
- ASIC
  - 種類
    - ゲートアレイ
    - セルベースIC
    - エンベデッドアレイ
    - ストラクチャードASIC
- ASSP
  - ターンキーソリューション
    - ★要追加
- 設計手法
  - フルカスタム設計
  - ゲートレベル設計
  - RTL設計
    - IP
    - HDL
  - ビヘイビアレベル設計
- コ・デザイン
  - ソフトとハードを計画的に協調して設計し最適化する
  - co＝concurrent：平行に
- コ・ベリフィケーション
  - ソフトとハードを併せて動作検証すること
- フィールドプログラマブルロジック
  - PLD
    - 概要
      - プログラム可能な論理デバイスのうち、比較的小規模なもの
      - Programmable Logic Device
    - CPLD
      - 単機能のPLDを複数内臓
      - FPGAよりも回路の伝搬遅延時間が比較的短い
    - FPGA
      - 概要
        
        数万～100万ゲート規模の論理回路をプログラム可能な大規模プログラムロジックデバイス
      - コンフィグレーション
      - ルックアップテーブル
        
        プログラム可能部分のうち、組み合わせ回路部分をマトリクススイッチで実現したもの
        
        ★要追加
- 構造
  - ロジックIC
    - カスタムIC
      - フルカスタムIC
      - セミカスタムIC
        
        ゲートアレイ
        
        セルベース
        
        エンベデッドアレイ
        
        ストラクチャードASIC
    - 標準IC
      - GPO
      - 標準ロジック
      - ASSP
      - PLD
        
        MPU
        
        DSP
        
        リコンフィギュラブル
        
        CPLD
        
        FPGA
メモリ
- 揮発性
  - 外部からのリフレッシュ操作不要
    - SRAM
      - Static RAM
      - ○：読み書き高速
      - ○：消費電流小
      - ○：リフレッシュ動作不要
      - ×：高価
        
        大容量化に不向き
    - 疑似SRAM
      - リフレッシュ用の制御回路を内蔵したDRAM
  - 外部からのリフレッシュ操作必要
    - DRAM
      - 概要
        
        ×：読み書きが遅い
        
        ×：リフレッシュ動作必要
        
        ×：消費電流大
        
        ○：安価
        
        大容量化に向く
      - 同期型DRAM
        SDRAM
        
        アクセスを高速化効率化したもの
        
        記憶素子が格子状に並ぶ構造を取っており、目的のデータである特定の記憶素子にアクセスするために、まず最初に行(row)、次に列(column)を指定する。
        
        SDR-SDRAM
        
        Single Data Rate SDRAM
        
        立上り／立下りクロックのいずれかのタイミングでデータ転送する方式。
        DDR-SDRAM登場以後、明示的に従来のSDRAMを指し示すために、「SDR」が付与されて呼ばれるようになった。
        
        CASレイテンシ
        
        列アドレスを指定（CAS信号が送信）してから、最初のデータが出力され始めるまでの時間
        
        CAS
        
        Column Address Strobe signal
        
        DRAMにて記憶素子の位置を指定する際、列アドレスを指定するタイミングを合わせるときに使われる信号
        
        英単語：strobe
        
        写真撮影用の閃光 (せんこう) 装置、読み取り用のタイミング信号
        
        RAS
        
        Row Address Strobe signal
        
        DRAMにて記憶素子の位置を指定する際、行アドレスを指定するタイミングを合わせるときに使われる信号
        
        バースト読出し
        
        Row及びColumnアドレスを入力した後、指定したアドレスを先頭にして１クロックに1ビットずつ順番に出力することが出来る
        
        DDR-SDRAM
        
        Double Data Rate SDRAM
        
        立上り／立下りクロックの両方でデータ転送できるように高速化したもの
        
        DDR2
        
        バースト速度を２倍に高めたもの
      - 非同期型DRAM
        
        FPM-DRAM
        
        Fast Page Mode DRAM
        高速ページモードDRAM
        
        いくつかの連続するアドレスの読み出し時に、高速化するための工夫を加えたDRAM
        直前の行アドレスと同じ場合には、RAS信号を固定したままCAS信号とColumnだけを変えて与えることで、メモリ番地の指定時間を短くすることで高速化する
        
        EDO-DRAM
        
        Extended Data Output DRAM
        
        ＝ハイパーページモード
        
        FPM-DRAMの出力タイミングを延長することで、読出し時の連続転送速度向上を図る
        
        DRAMチップはデータを出力しながら次Columnアドレスを受け取れるため、読出しデータの出力が高速化される。
- 不揮発性
  - 書き込み不可
    - マスクROM
      - データ書き換えできないメモリ
  - 書き込み可能
    - 消去不可
      - ワンタイムPROM
        
        一度だけ書き込みが可能
        
        OTPROM
    - 消去可能
      - 紫外線消去
        
        UV-EPROM
      - 電気的消去
        
        EEPROM
        
        電気で書き換え可能
        
        バイト単位での読み書き
        
        大容量化に不向き
        
        フラッシュメモリ
        
        消去をブロック単位で制限
        
        大容量化に向いている
        
        通常の読み書きで使用される電源電圧で書き込み可能
        
        NOR型
        
        以前のプログラム格納用
        
        NAND型
        
        NOR型より低コスト
        
        種類
        
        SLC
        
        Single Level Cell
        
        1セルに1ビット情報を保存
        
        〇：長寿命
        
        書換え回数10万回
        
        〇：読書エラー小
        
        〇：動作環境が幅広い
        
        ×：高価
        
        企業向け
        
        ×：低容量
        
        MLC
        
        Multi Level Cell
        
        1セルに2ビット情報を保存
        
        〇：安価
        
        一般向けSSD
        
        〇：堅牢
        
        ×：低寿命
        
        書換え回数1万回
        
        TLC
        
        Triple Level Cell
        
        1セルに3ビット情報を保存
        
        〇：安価
        
        ×：低寿命
        
        書換え回数3000～5000回
        
        QLC
        
        Quad Level Cell
        
        1セルに4ビット情報を保存
        
        2018年から製造開始
        
        〇：安価
        
        ×：低寿命
      - FeRAM
        
        Ferroelectric RAM、強誘電体メモリ
        
        英単語：ferroelectric
        
        強誘電性の
        
        強誘電体
        
        電圧を加えることによって物質内の自発分極の方向を自由に変化させ、電圧をかけなくてもその分極方向を持続させることのできる誘電体

２．CPU/メモリアーキテクチャ
- エンベデッドシステム基本構成
  - I/Oアクセス方式
    - メモリマップドI/O方式
      - 入出力装置とメモリを区別せず、両者共通のアクセス信号を用いる
    - I/OマップドI/O方式
      - メモリ空間とは別にI/Oアドレス空間を設ける
    - アドレスバスの共通化
      - データバスとアドレスバスを同一の信号線として時分割で利用する
      - ALE
        
        Address Latch Enable
  - アーキテクチャ
    - ハーバードアーキテクチャ
      - プログラム格納用メモリとデータ格納用メモリのバスを独立に持つ
    - ノイマン型アーキテクチャ
      - ＝プリンストンアーキテクチャ
      - データとプログラムを同一のメモリバス上に配置する
- CPUアーキテクチャ
  リンク: sp.e-words.jp/w/%E3%83%9E%E3%83%AB%E3%83%81%E3%83%97%E3%83%AD%E3%82%BB%E3%83%83%E3%82%B5.html
  - 高速化アーキテクチャ
    - パイプライン
      - パイプラインバブル
        
        分岐命令があるとパイプライン上に残っている実行中の皇族の命令を破棄しなければならないので、スループットを落とす原因となる。破棄する命令スロットのこと。
        
        ★要追加
        
        遅延分岐
        
        皇族の命令を無条件に実行した後に、実際の分岐を発生させる。
      - パイプラインハザード
        
        パイプラインの流れを阻害する要因のこと
        
        ★要追加
        
        データハザード
        
        直前の命令の実行結果を次命令が使用する場合、受け取るまでの待ち時間（ストール）が発生する
        
        ★要追加
        
        構造ハザード
        
        一つしかないCPU内部の資源を同時に使用しようとしたときのハザード
        
        ★要追加
        
        制御ハザード
        
        条件分岐命令では、命令の実行結果によって分岐が発生するかしないかが決まるため、次にフェッチすべき命令のアドレスが確定するタイミングが遅くなる
        
        ★要追加
        
        英単語：hazard
        
        危険
        
        ★要追加
      - スーパーパイプライン
        
        パイプラインの処理ステージをさらに細分化したもの
    - スーパースカラ
      - パイプラインを複数用意して、同時に命令を実行できるようにしたもの
      - アウトオブオーダー実行
      - 分岐予測
      - 投機的実行
      - リネームレジスタ
    - CISC/RISC
      - RISC
      - CISC
    - VLIW
      - Very Long Instruction Word
    - マルチプロセッサ/マルチコア
      - 種類
        
        マルチプロセッサ
        
        複数のCPU
        
        シングルチップマルチコア
        
        一つのCPUに複数コア
        
        対称
        
        各プロセッサが対等
        
        SMP
        
        Symmetrical Multi Processing
        
        複数CPUコアシステムにおいて、各CPUコアの役割を決めず、単一プログラムを複数コアで処理する負荷分散型のソフトウェア構成
        
        非対称
        
        各プロセッサ間で役割分担（制御⇔非制御など）
        
        AMP
        
        Asymmetrical Multi Processing
        
        複数CPUコアシステムにおいて、各コアの役割を固定化し、別々のプログラムを処理させる機能分散型のソフトウェア構成
        
        シングルチップシングルコア
      - ホモジニアスマルチコア
        
        ★要追加
      - ヘテロジニアスマルチコア
        
        ★要追加
      - ボラックの法則
        
        ★要追加
    - コンフィギャラブルプロセッサ
      - ★要追加
  - DSP
    - Digital Signal Processor
    - 積和演算を高速に実行、簡単な条件分岐命令を備える
    - 積和演算
      - 乗算した結果を次々と加算する演算
      - Rt+1＝Rt＋(Xt×Yt)
    - 移動平均
      - 加重平均
        
        それぞれの重要度を加味した平均
      - 加重平均の処理を実時間で次々と行うこと
- バスアーキテクチャ
  - 構成要件
    - バスプロトコル
      - バスマスタ
        
        CPU
        
        DMAコントローラ
      - バススレーブ
        
        入出力インターフェース
      - バスアービタ
        
        集中管理方式
        
        バス使用権の調停を行う方式
  - システムバス構成
    - 単一バス構成
    - 階層バス構成
    - 複数バス構成
      - マルチレイヤバス構成
        
        用途ごとに複数のバスを用意
      - スイッチネットワークバス構成
        
        複数のバスを目的に応じてスイッチで切り替える
  - 入出力⇔CPU同期方法
    - MPUから入出力デバイスに対するアクセス速度を遅くして同期する
    - ウェイト機能
      - アクセス時にダミーサイクルを挿入してアクセスを遅くする
        ＝MPUが入出力アクセス可能を確認して待つ
        ≒ポーリング
    - レディ機能
      - MPUが外部デバイスからのレディ信号（CPUに対して実行中のアクセスサイクルを延長するように指示する信号）を待って、アクセスを遅くする
        ＝MPUが入出力アクセス可能の通知を待つ
        ≒割込み
  - マルチプロセッサ
    - 密結合構成
      - 複数のプロセッサが同じメモリの一部を共有する
      - 構成
        
        密結合
        
        全て共有
        
        共有メモリ方式
        
        各プロセッサがキャッシュメモリをもつ
        
        デュアルポートメモリ（DPRAM)による一部共有
    - 疎結合構成
      - 各プロセッサが専用のメモリを持つ
      - 分散メモリ方式
        
        グリッドコンピューティング
        
        離れた場所にある多数のコンピュータをネットワークで接続して複雑な計算を分業する
        
        ★要追加
- メモリアーキテクチャ
  - メインメモリ制御
    - 大容量化技術
      - メモリ方式
        
        バンクメモリ方式
        
        同一アドレス空間に複数実メモリ
        
        ★要追加
        
        ページング方式
        
        仮想記憶を用いて、主記憶メモリと外部記憶装置のデータを、固定長サイズのページで入替える方法
        
        MMU
        
        Memory Management Unit
        
        主記憶装置のメモリー資源を管理する装置。
        「仮想記憶」や、マルチタスクでの「アドレス変換」や「メモリー保護」を行う。
        
        メモリ保護機能
        
        プログラムごとに動作する範囲を定め、ほかのプログラムのエリアに書き込みしないようにする機能
        
        セグメント方式
        
        仮想記憶を用いて、主記憶メモリと外部記憶装置のデータを、可変長サイズのページで入替える方法
        
        ○：リロケータブルにできる
        
        ○：アドレス指定を短くできる
      - 仮想記憶
        
        利用頻度の低い領域をディスク装置などに退避
        
        オーバレイ方式
        
        次に実行するセグメントを上書きする
        
        ページイン/アウト
        
        スラッシング
        
        ★要追加
      - 記憶保護
        
        リング方式
        
        リングレベル
        
        実行中のプログラムが属する階層よりも高い階層へのアクセスを禁止
    - エラー検出/訂正
      - パリティ
        
        1bit誤り検出
      - ハミング符号
        
        2bit誤り検出、1bit訂正
      - ECCメモリ
    - UMA
      - Unified Memory Architecture
        
        ユニファイドメモリ方式
        
        英単語：unified
        
        一つにまとめられた、統一さ
      - 主記憶を、CPU以外のデバイスでも共有して使用する方式
      - ○：メモリ使用量小
      - ×：アクセス速度低
        
        CPUやデバイスなど複数の個所からメモリにアクセスを行い、バス競合するため
  - キャッシュメモリ
    - 効果
      - キャッシュヒット
        
        ヒット率
      - キャッシュミス
        
        ミスヒット率
      - ミスペナルティ
        
        ＝CPU停止時間
    - 主記憶実行アクセス時間
      - 主記憶実効アクセス時間=
        キャッシュメモリアクセス時間C×ヒット率r
        
        主記憶アクセス時間M×(1-ヒット率r)
        
        ex) キャッシュメモリのアクセス時間が主記憶のアクセス時間の1/30で、ヒット率が95%のとき、主記憶の実効アクセス時間は、主記憶のアクセス時間の約何倍？
        
        ヒット率95%ということは、20回に1度主記憶で処理する。
        仮に主記憶アクセス時間を100sとすると、キャッシュメモリは100*1/30=3.33s
        
        20回アクセスした場合、19回はキャッシュメモリ、1回は主記憶で処理することになるので、アクセス時間は
        3.33s×19回+100s×1回＝163.3s
        となる。
        一方、主記憶のみでアクセスした場合、
        100s×20回=2000s
        となるので、
        163.3/2000=0.081倍
        となる。
    - 制御
      - ライトスルー方式
        
        ★要追加
      - ライトバック方式
        
        コヒーレンシ問題
        
        英単語：coherency
        
        一貫性、干渉性
        
        主記憶に未反映のデータがある領域にDMAでアクセスすると、誤ったデータが読みだされてしまう。
        
        対策
        
        バススヌープ
        
        バス上のやり取りを全て監視
        
        英単語：snoop
        
        うろうろのぞき回る、詮索する
        
        ディレクトリ方式
        
        キャッシュとして保有しているメモリブロックを主記憶上で管理する
        
        ★要追加
    - 格納構造
      - キャッシュライン
        
        主記憶と対応させる32バイト/64バイトのまとまった単位のこと
        
        方式
        
        ダイレクトマッピング方式
        
        エントリ
        
        キャッシュスラッシング
        
        データの入れ替えが頻繁に発生する場合に、キャッシュ非使用時よりも効率が落ちること
        
        ★要追加
        
        セットアソシアティブ方式
        
        同一エントリに対して２個以上のキャッシュラインを割り当てる方式
        
        ウェイ数
        
        １個のエントリに対して割り当てるキャッシュライン
        
        ★要追加
        
        キャッシュスラッシングが起こりにくい
        
        フルアソシアティブ方式
        
        任意の主記憶領域ブロックに対して任意のキャッシュラインを割り当てる
    - キャッシュラインの入れ替え方法
      - ランダム方式
        
        無作為に選択して追い出す
      - FIFO方式
        
        最も古い登録のものから追い出す
      - LRU方式
        
        最も長い時間アクセスしていなかったものから追い出す
    - 内蔵メモリ
      - CPUからはメモリ空間の一部として認識されるメモリ
      - ハードが自動更新するため、ソフトからは制御不可
    - 記憶階層
      - 概要
        
        小容量×高速、中容量×中速、大容量×低速など複数段階にまたがった記憶構造とし、各レベルを各々下位レベルの一時記憶として用いることで代替する。
        （上位から、CPU→L1キャッシュ→L2キャッシュ→主記憶→ハードディスク→ネットワークサーバ）
        
        …
      - インクルージョンキャッシュ
        
        L1/L2キャッシュについて、L1(上位)に存在するデータがL2(下位)にも存在する方式
        
        =包括的キャッシュ
        
        …
      - エクスクルーシブキャッシュ
        
        L1/L2キャッシュについて、L1(上位)に存在するデータがL2(下位)に必ずしも存在しない方式
        
        ＝排他的キャッシュ
        
        ＝Victim Cache
        
        …
      - キャッシュスヌープ
        
        複数チップや1チップマルチコアのシステムでは、プロセッサのキャッシュ間のコヒーレンシを保つ必要があるため、
        データストア時は、他の全プロセッサに対してスヌープ（書込みアドレスのデータがキャッシュに存在するか確認）を行う。
  - DMA
    - DMA
      - CPUを介さずにメモリと周辺デバイス間でデータをやり取りする。
      - DMAC
        
        DMAコントローラ
      - 転送モード
        
        シングル転送モード
        
        1転送要求につき、1byte(1word)転送
        
        バースト転送モード
        
        指定バイト数を連続転送
        
        途中停止不可
        
        転送中はDMACがバスを占有
        
        デマンド転送モード
        
        指定バイト数を連続転送
        
        途中停止可
    - PIO
      - Programmed I/O
      - ソフトウェアによってデータを読み書きする方法
  - 特殊メモリ
    - デュアルポートメモリ
      - 複数のプロセッサ間でデータを共有する際に使用する
      - ＝DPRAM
      - 書込み中のアクセス可否
        
        全アドレスR/W NG
        
        書込み中アドレス以外Read OK
        
        全アドレスRead OK
    - FIFOメモリ
      - 先入れ先出しでデータを出し入れする
      - 一時保存バッファに使用される
- 割込み制御
  - 割込みコントローラ
    - 複数割込みコントローラ接続方式
      - カスケード方式
      - デイジーチェーン方式
３．入出力装置
- インターフェース技術
  - シリアルインターフェース
    - クロック同期型
      - 信号線本数
        
        ２線
        
        データ、クロック
        
        ３線
        
        データ、クロック、ロード
        
        ex) ロード信号Hiの時、立上りクロックから8bit分のデータを1バイトとして完結させる
      - 種類
        
        I2C
        
        ２線
        
        SMBus
        
        ２線
        
        Microwire
        
        ３線
        
        SPI
        
        ３線
        
        1-Wire
        
        １線
        
        CAN
        
        ２線（１ch）
        
        FlexRay
        
        ２線（１ch）
    - 調歩同期型(UART)
      - RS-232C
        
        接続機器
        
        DTE
        
        通信回線接続用機器（モデムなど）
        
        Data Terminal Equipment
        
        DCE
        
        データ通信用機器（PCなど）
        
        Data Circuit terminating Equipment
        
        信号端子
        
        DTR
        
        DSR
        
        TxD
        
        RxD
        
        CTS
        
        RTS
        
        DCD
        
        RI
  - パラレルインターフェース
    - IEEE1284
      - 信号端子
        
        DATA
        
        送受信データ
        
        端末→プリンタ
        
        STROBE
        
        送信データを取得するタイミング
        
        端末→プリンタ
        
        BUSY
        
        ビジー状態
        
        プリンタ→端末
        
        ACK
        
        次データ受信可能
        
        プリンタ→端末
    - SCSI
      - 特徴
        
        デイジーチェーン
        
        終端抵抗が必要
        
        SCSI-IDは機器ごとの手動設定が必要
    - PCI-X
  - 高速シリアルインターフェース
    - LVDS
      - Low Voltage Differential Signaling
      - 信号の振幅を小さくして、差動信号による伝送を行う方式
    - USB
      - 機能
        
        ホットプラグ
        
        電源供給
        
        アイソクロナス転送
        
        受信確認せずに定期的に送信し続ける
    - IEEE1394
      - iLink
      - 特徴
        
        ホストコントローラー不要
        
        デイジーチェーン方式
        
        ホットプラグ
        
        アイソクロナス転送
    - シリアルATA
  - 無線インターフェース
    - IrDA
    - Bluetooth
      - プロファイル（プロトコル）
        
        HID
        
        Human Interface Device Profile
        
        HSP
        
        HeadSet Profile
        
        PAN
        
        Personal Area Network Profile
    - ワイヤレスUSB
      - UWB技術
        
        Ultra Wide Band
    - RFID
      - Radio Frequency IDentification
    - ZigBee
      - 家電向けの短距離無線通信規格
        
        ex) センサネットワーク
      - ×：通信速度低
      - ×：転送距離短い
      - 〇：安価
      - 〇：低消費電力
- 代表的な入出力装置
  - 温度センサ
    - サーミスタ
      - PTC
        
        Positive Temperature Coefficient
        
        温度上昇→抵抗値増加
      - NTC
        
        Negative Temperature Coefficient
        
        温度低下→抵抗値増加
      - CTR
        
        Critical Temperature Coefficient
        
        特定温度→抵抗値変化
    - 熱電対
      - 接合部に発生する熱起電力を測定する
      - 幅広い温度範囲が測定可能
    - 測温抵抗体
      - 電気抵抗が温度によって増加することを利用したセンサ
    - 赤外線センサ
  - エンコーダ
    - 概要
      - 物体の位置を検出してディジタル符号化する
    - 種類
      - ロータリエンコーダ
        
        回転方向
      - リニアエンコーダ
        
        直線方向
    - 種類
      - インクリメンタルエンコーダ
        
        機械的位置の「変化量」をデジタル出力する
        
        初期化：必要
        
        ２相クロックエンコーダ
        
        ２パルスのずれ具合で回転方向を知る
      - アブソリュートエンコーダ
        
        機械的位置の「絶対値」をデジタル出力する
        
        初期化：不要
        
        ×：高価
  - スイッチ
    - チャタリング除去技術
      - CR積分回路
      - RSラッチ
      - ソフトウェア
    - マトリクススイッチ
    - 静電容量式スイッチ
      - 静電容量無接点方式スイッチ
      - タッチセンサ式スイッチ
  - 光学装置
    - フォトカプラ
    - フォトインタラプタ
    - ラインセンサ
      - フォトダイオードを１列に配置し、各ダイオードのレベルを順に読出し
      - ＝CCDラインセンサ
      - スキャナなどに使用される
    - バーコードリーダ
      - 一次元バーコード規格
        
        JAN
        
        Japan Article Number
        
        EAN
        
        Europian Article Number
        
        UPC-A/E
        
        POSシステムに利用
        
        CODE39
        
        スタートコードとストップコードで挟む形式
        
        桁数の制限がない
  - アクチュエータ
    - モータ
      - DCモータ（直流モータ）
        
        回転数制御方式
        
        リニア制御
        
        印加電圧を変える
        
        PWM
        
        ブラシレスDCモータ
        
        極性の反転を外部で行うことで内部のブラシを省略したモータ
        
        ブラシのメンテナンスが不要
        
        長所短所
        リンク: ceilingfan.jp/tech/compare/acモータとdcモーターって何が違う？/
        
        ○：消費電力小
        
        ○：軽重量
        
        ×：高価
      - ACモータ（交流モータ）
        
        交流電圧を入力するため、ブラシ不要
        
        誘導モータ
        
        誘導電流によって駆動するもの
        
        誘導電流
        
        電磁誘導によって生じる電流
        
        可変電圧可変周波数制御
        
        ＝VVVE（Variable Voltage Variable Frequency）制御
        
        電圧変化→トルク制御、周波数変化→回転数制御
        
        ★要追加
        
        インバータ
        
        直流→交流
        
        長所短所
        リンク: ceilingfan.jp/tech/compare/acモータとdcモーターって何が違う？/
        
        ×：消費電力大
        
        ×：重い
        
        ○：安価
      - ステッピングモータ
        
        概要
        
        時計の針のように一定の角度ずつ回転させるモータ
        
        回転角度→パルス数、回転速度→パルス周波数
        
        フィードバック制御が不要
        
        フィードバック制御
        
        出力を入力にフィードバックさせて両者を比較し、一致させるように修正する制御
        
        特徴
        
        高速回転に向かない
        
        消費電力が多い
        
        種類
        
        ユニポーラ駆動方式
        
        １相励磁方式
        
        一か所のみ励磁
        
        消費電力小
        
        ２相励磁方式
        
        二か所励磁
        
        消費電力２倍
        
        1-2相励磁方式
        
        一か所と二か所を繰り返し励磁
        
        消費電力1.5倍
        
        W1-2相励磁方式
        
        1-2相励磁方式のパルス電流をさらに細かく制御
        
        バイポーラ駆動方式
      - リニアモータ
    - ソレノイド
      - 概要
        
        コイル状に巻いた電線と鉄芯からなり、電磁力によって動作させる部品
        
        通電時間を正しく制御する必要がある
        
        内部のコイルが発熱するため
      - 動作種別
        
        プランジャ型
        
        フラッパ型
        
        ロータリ型
    - ピエゾアクチュエータ
      - 概要
        
        電圧を印加することで変形する部品
        
        ピエゾ素子
        
        圧力を加えると電流が流れる素子
        
        稼働範囲が狭い（数十ミクロン）
        
        大きな稼働が必要なものは、積層タイプを使用する
    - 他
      - ゼーベック効果
        
        2種の金属/半導体間の温度差により起電力が生じる
  - 表示装置
    - LED
      - アノードコモン
        
        プラスの電圧を加える端子が共通になっているもの
      - カソードコモン
        
        マイナスの電圧を加える端子が共通になっているもの
      - ダイナミック駆動
        
        ７セグメントLEDにおいて、各桁を時分割で順次点灯する方法
    - LCD
      - 概要
        
        液晶ディスプレイ
        
        Liquid Crystal Display
        
        電圧をかけることで内部の結晶の配列が変化する性質を持った物質をガラス基板に封止し、両側の電極に電圧をかけることで表示する
      - 方式
        
        TNタイプ
        
        Twisted Nemetic
        
        電圧OFF→透過、電圧ON→遮断
        
        ○：応答速度、安価
        
        ×：視野角、色合い
        
        VAタイプ
        
        Vertical Alignment
        
        電圧OFF→遮断、電圧ON→透過
        
        ○：コントラスト
        
        ×：視野角
        
        IPSタイプ
        
        In-Plane Switching
        
        基盤と平行に電圧をかける
        
        ○：色合い、視野角、応答速度
        
        ×：高価
      - 種類
        
        透過型
        
        反射型
        
        ３D液晶
        
        偏向グラス
    - CRT
      - 概要
        
        Cathode Ray Tube
        
        蛍光体の塗布された面に順次電子銃で電子を当てて発酵させる方式
        
        ＝ブラウン管
    - 有機ELディスプレイ
      - 形状を自由にできる
      - 視野角が広い
    - プラズマディスプレイ
      - 紫外線を蛍光体に当てて発光させる
      - ○：視野角
      - ○：大画面化
      - ×：消費電力
    - 電界放出ディスプレイ
      - FED（Field Emission Display）
      - 各画素に対応する電子銃から電子を放出して蛍光体に当てることにより発光させる方式
  - MEMSデバイス
    - Micro Electro Mechanical Systems
    - シリコン基板上にメカニカルな機構を微小に作りこんだもの
    - ＝マイクロマシン
    - 種類
      - 加速度センサ
        
        直線方向に受ける力を計測
      - ジャイロセンサ
        
        回転の角速度を計測（回転軸固定）
      - DMD
        
        Digital Micromirror Device
        
        微小な鏡を大量に並べ、それぞれの鏡の角度を制御できるようにしたもの
        
        ex) プロジェクタの画像描画
    - ex) インクジェットプリンタヘッド
    - ★要追加
４．ネットワークアーキテクチャ
- LAN
  - ネットワークトポロジ
    - スター型
      - 中心の通信機器に複数端末を接続
      - 中心の機器故障時、全端末の通信ができなくなる
    - バス型
      - 基幹となる線に複数端末を接続
      - 通信量増大時、十分な性能が得られない
    - リング型
      - 端末同士を環状に接続
      - 信号を一方向にすることで、衝突を防ぐ
  - アクセス制御方式
    - CSMA/CD
      - Carrier Sence Multiple Access with Collision Detection
      - 送信側が通信状態を監視、空きがなかったら、乱数に基づいた時間をおいて再度送信
    - トークンパッシング方式
      - トークンをバスに流し、これを得たノードがデータを送信
- 符号化と伝送
  - ディジタル変調
    - 周波数変調
      - FSK（Frequency Shift Keying）/FM（Frequency Modulation）
    - 位相変調
      - PSK（Phase Shift Keying）
      - 複数ビットを信号の位相に割り当てる
      - 位相の種類が４種類（00～11）の場合は２ビット、８種類（000～111）の場合は３ビットの変調が可能
    - 振幅位相変調
      - APSK（Amplitude Phase Shift Keying）
      - 振幅＋位相
    - 直交振幅変調
      - QAM（Quadrature Amplitude Modulation）
      - 直交座標中に多数の信号点を定義する方式
  - 誤り制御
    - パリティ
      - 水平パリティ
      - 垂直パリティ
      - 誤り検出：１ビット
      - 誤り訂正：×
    - ハミング符号
      - 複数の冗長ビットを付加する。受信データとのハミング距離（異なるビット数）から元データを特定する
        
        同じハミング距離の場合は、誤りがある演算多項式に共通するビット位置が誤りデータとなる。
      - 誤り検出：２ビット
      - 誤り訂正：１ビット
    - CRC
      - 多項式を用いて誤りを検出する
      - 連続したビット誤りの検出が可能
        
        バースト誤り検出
      - 誤り訂正：×
    - 誤り訂正プロトコル
      - HDLC
        
        High level Data Link Control produce
        
        決められた単位でデータを区切ってフレームを形成して、受信側でフレーム誤りを検出した場合、再送を要求する誤り訂正プロトコル。
        
        再送要求フレーム（REJ/SREJ）を送信し、当該フレーム以降のフレームもしくは当該フレームの再送を要求する。
        
        ○：高信頼性
        
        ○：高伝送効率
  - 伝送制御
    - コネクション型
      - あらかじめ双方を接続しておく方式
    - コネクションレス型
      - 相手先を特定する情報を載せてメッセージを送る方式
      - ex) TCP/IPのLAN
  - 送信権制御
    - コンテンション方式
      - 先に送信要求を出した側が送信権を得る方式
    - ポーリング・セレクティング方式
      - 主局受信時
        
        一定間隔で従局の送信要求を確認（ポーリング）。
      - 主局送信時
        
        従局が受信可能であるかを確認（セレクティング）。
- サービスと規格
  - 電気通信サービス
    - 専用線
    - 回線交換
      - 公衆回線における任意の２地点間を接続
    - パケット交換
      - 送受信データを一定の長さのパケットに分割して伝送
      - フレームリレー
        
        端末に誤り訂正機能を持たせてネットワーク側の機能を簡素化させる方式
        
        特徴
        
        高速
        
        低コスト
      - セルリレー
        
        ATMのセルを単位としてデータの送受信を提供する通信サービス
        
        特徴
        
        フレームリレーより高速
        
        用語
        
        ATM
        
        Asynchronous Transfer Mode
        
        非同期転送モード
        
        セル
        
        53byteの伝送データ単位
    - IP-VPN
      - 仮想的なプライベートネットワークを構築
      - MPLS
        
        Multi Protocol Label Switching
        
        IPアドレスの代わりにラベルを用いて通信すること
    - 広域イーサネット
      - 閉域イーサネット網を介して、仮想的なイーサネットを構築する
      - 汎用性が高い
        
        プロトコルがIPに限定されないため
    - ISDN
      - 基本インターフェース（2B+D）
        
        データ通信用チャネル（64kbit/s）×2
        
        制御用チャネル（16kbit/s）
      - 一次群インターフェース（23B+D）
        
        データ通信用チャネル（64kbit/s）×23
        
        制御用チャネル（64kbit/s）
  - ネットワーク関連規格
    - ITU-T勧告
      - International Telecommunication Union
      - 標準化の推進と規格文書の発行
    - IEEE
      - Institute of Electrical and Electronic Engineers
      - 電気電子及び通信分野における世界規模の学会
    - RFC
      - Request For Comments
      - IETFによって発行されている各種インターネットプロトコルに関する標準化仕様
        
        IETF
        
        the Internet Engineering Task Force
- 伝送媒体
  - 通信機器
    - 有線
      - ツイストペアケーブル
      - 同軸ケーブル
      - 光ファイバ
    - 無線
  - 通信装置
    - リピータ
      - 第１層（物理層）における中継装置
      - スイッチング機能を持たない
    - ブリッジ
      - 第２層（データリンク層）における中継装置
    - ルータ
      - 第３層（ネットワーク層）における中継装置
      - 種類
        
        ローカルルータ
        
        LAN⇔LAN
        
        リモートルータ
        
        WAN⇔LAN
- セキュリティ技術
  - 暗号化方式
    - 暗号化
      - 前提：事前に受信者から送信者への鍵の受け渡しが完了した状態でメッセージ交換を行う
      - 共通鍵
        
        暗号と復号を共通の鍵で行う
        
        手順
        
        １．受信者が送信者に秘密鍵を渡す
        
        鍵が他人にばれたらまずいので、安全に渡す！
        
        ２．送信者は受け取った鍵でメッセージを暗号化し、受信者へ送信
        
        ３．受信者はメッセージを秘密鍵で復号化
        
        画像
        
        …
        
        ×：通信相手毎に異なる鍵が必要
        
        ex) 100人が送受信しあう場合、鍵は何個必要？
        
        …
        
        上記の式の通り計算すると、
        
        100!÷2!×(100-2)!
        =(100×99×98×…)/(2×1)×(98×97×96×…)
        ＝(100×99)÷2
        =4950個
        
        ○：きわめて高速
        
        種類
        
        AES
        
        DES
      - 公開鍵
        
        暗号化と復号化を異なる鍵で行う
        
        公開鍵で暗号化、秘密鍵で復号化
        
        公開鍵＝南京錠、秘密鍵＝南京錠を開ける鍵
        
        暗号化の方法が分かっても、復号化の方法が分からない、画期的な方式
        
        暗号化の方法を不特定多数に公開しても平気！
        
        受信側があらかじめ公開鍵を公開しておく
        
        ○：鍵の管理の煩雑さが解消される
        
        種類
        
        RSA
        
        楕円曲線暗号方式
        
        ElGamal方式
        
        手順
        
        １．受信者が公開鍵を送信者に渡す
        
        復号化されないことが分かってるので、他人に鍵がばれても問題なし！
        
        ２．送信者はメッセージを受け取った鍵で暗号化し、受信者へ渡す
        
        ３．受信者はメッセージを秘密鍵で復号化
        
        画像
        
        …
        
        署名との関連
        
        逆に、秘密鍵で暗号化し、みんなは公開鍵で復号化
        
        みんな『この暗号文を作るためには、Aさんだけが知ってる暗号化方法を使う必要がある＝書いたのはAさん』と特定できる！
        →署名として使うこともできる
      - ハイブリッド
        
        本文は共通鍵、鍵自体は公開鍵で暗号化する
        
        …
        
        SSLで採用
        
        SSL
        
        Security Sockets Layer
        
        データ暗号化＋認証
        
        TLS
        
        Transport Layer Security
        
        SSLのバージョン3．0に更新されたときに制定された規格
        
        セッション鍵方式
        
        セッションごとに新しい共通鍵を使う
    - ディジタル署名
      - メッセージ認証とエンティティ認証を同時に行う技術
        
        メッセージ認証
        
        受信した文書が改ざんされていないことを証明する技術
        
        エンティティ認証
        
        確かに当該送信者であることを証明する
      - ハッシュ関数などを用いてメッセージダイジェストに公開鍵で暗号化
        
        「平文文書をハッシュ化したメッセージダイジェスト」
        と
        「それを送信者の秘密鍵で暗号化したディジタル署名」
        を受信者が復号化して比較
      - 画像
        
        …
    - 時刻認証（タイムスタンプ）
      - 文書の内容と作成時刻を同時に証明すること
      - 方法
        
        １．文書のメッセージダイジェストをタイムスタンプ機関に送る
        
        ２．メッセージダイジェストと時刻情報を組み合わせた新たなメッセージダイジェストを作る
        
        ３．自身の暗号鍵で暗号化して送信する
    - 隠し方
      - クリプトグラフィ
        
        メッセージを読めなくする
        
        cryptography
      - ステガノグラフィ
        
        メッセージの存在自体を隠すこと
        
        ex) 画像データの一部にテキストを紛れ込ませる
        
        steganography
  - セキュリティ対策技術
    - ファイヤーウォール
      - 目的
        
        不正パケットのアクセス制限
        
        外部からのネットワーク侵入を防ぐ
      - 制御方式
        
        パケットフィルタリング方式
        
        送受信されるパケットのヘッダ部分を参照する
        
        ○：処理が高速
        
        アプリケーションゲートウェイ方式
        
        ファイヤーウォールがプロキシサーバーとして動作しながら、パケットの内容まで踏み込んで解析する
        
        アプリケーション毎に必要な変換を加えて転送する
        
        ＝プロキシ型ファイヤーウォール
    - IDS
      - 侵入検知システム（Intrusion Detection System）
      - 通信回線を監視し、ネットワークへの侵入を検知して管理者に通知する仕組み
      - 目的
        
        ファイヤーウォールを通過した不正パケットの検出
      - 種類
        
        ネットワーク型IDS
        
        ネット上の全パケットを監視
        
        ホスト型IDS
        
        サーバに常駐し、不正パケットの検出
    - スパイウェア
      - 利用者に隠れて情報を収集するソフトウェア
- セキュリティマネジメント
  - ISMS
    - 情報セキュリティマネジメントシステム（Information Security Management System）
    - 情報処理システムのセキュリティを管理するための認証規格
  - ISO/IEC 27000シリーズ
    - 情報セキュリティ管理に関する国際認証規格
  - 基本概念
    - 機密性
      - 認可されたものだけがアクセスできる
      - リスクと対策
        
        なりすまし
        
        →パスワード定期変更
        
        →不要ユーザID削除
    - 完全性
      - 情報/処理方法が正確かつ完全であること
      - リスクと対策
        
        故意の改ざん
        
        →パスワードによるアクセス排除
        
        操作ミスによる誤入力
        
        →入力データチェック
    - 可用性
      - 必要な時にアクセスできること
      - リスクと対策
        
        装置故障により利用不可の時間が発生する
        
        →装置多重化
  - プライバシーマーク制度
    - 事業者が「個人情報の取り扱いを適切に行うための体制を整備していること」を認定する制度
    - PMS
      - 要求事項
他
- mashup
  - 複数のWebサービスを組み合わせて、一つのWebサービスのように機能させること
  - 既存サービスの組み合わせにより、専門的な知識・技能がなくても、短期間で新Webサービスの立上げが可能
  - 英単語：mashup
    - 混ぜ合わせる
- 稼働率
  - 稼働率
    - MTBF÷（MTBF＋MTTR）
    - 並列
      - 1-（A故障率×B故障率）
    - 直列
      - A稼働率×B稼働率
  - MTTR/MTBF
    - 画像
      - …
    - MTTR
      - Mean Time To Repair：平均復旧時間
        
        システムの復旧にかかった平均時間
        
        復旧できるものに使用
    - MTBF
      - Mean Time Between Failures：平均故障間隔
        
        計算は故障が起こるまでの稼働時間
        ＝正常に動作している平均時間
        
        復旧できるものに使用
    - （MTTF）
      - Mean Time To Failure：平均故障時間
        
        故障するまでの時間（寿命）
        
        復旧できないものに使用
- 仮想記憶
  - LRU
    - Least Recently Used
    - 参照されてから最も時間の経っている
  - LFU
    - Least Frequently Used
      - 英単語：frequently
        
        しばしば、頻繁
    - 最も参照回数の少ない
  - 概要
    - OSがアプリケーション・ソフトウェア（プロセスなど）に対して、物理的なメモリを、専用の連続した主記憶装置に見えるように提供する。
    - ○：主記憶装置よりも大きなメモリを提供できる。
      - 物理的な主記憶装置に加えて補助記憶装置を併用
    - ○：マルチタスクの実現が容易
      - アプリケーション・プログラム側が物理メモリ上のアドレスを意識しなくて良いため
- デルファイ法
  - 複数の専門家に繰り返し匿名アンケートを行い、未来予測する方法
- 生産方式
  - ライン生産方式
    - 分業
  - セル生産方式
    - 1人または小人数のグループ(チーム)で製品の組立てを完成まで行う生産方式
- ライブマイグレーション
  - live migration
  - 仮想サーバの運用サービス
  - 仮想マシンで稼働しているOSやソフトウェアを停止させずに、丸ごと別の物理コンピュータに移動させること
  - ハードウェアのメンテナンスや部品の交換が必要になったときサービスを停止させずに対応することができる
- WAF
  - Web Application Firewall
  - WebサーバやWebサーバ上で動作するアプリケーションの特徴を考慮して、外部ネットワークからWebサーバへの不正アクセス等の攻撃を防止するファイアウォール
  - Webアプリケーションへの通信内容を検査(ex.特徴的なパターンが含まれるか)して、不正な操作を遮断する。
- クラウド
  - IaaS
    - Infrastructure as a Service
      - 情報システムの稼動に必要な機材や回線などのインフラを、インターネット上のサービスとして遠隔から利用できるようにしたもの
        
        利用時に必要なもの
        
        アプリケーション
        
        OS
  - PaaS
    - Platform as a Service
      - アプリケーションソフトが稼動するためのハードウェアやOSなどのプラットフォームを、インターネット上のサービスとして遠隔から利用できるようにしたもの
        
        利用時に必要なもの
        
        アプリケーション
  - SaaS
    - Software as a Service
      - ソフトウェアの機能のうち、ユーザが必要とするものだけをサービスとして配布し利用できるようにしたもの
        
        利用時に必要なもの
        
        なし
- ソフトウェアアーキテクチャ
  - MVC
    - Model View Controller
    - ヒューマンインタフェース(ユーザーインタフェース)をもつアプリケーションソフトウェアを実装するためのデザインパターン
- SOA
  - Service-Oriented Architecture
    サービス指向アーキテクチャ
    - 業務上の一処理に相当するソフトウェアの機能をサービスと見立て、サービスをネットワーク上で連携させてシステム全体を構築する考え方
- SLA
  - Service Level Agreement
  - 発注者とITアウトソーシングサービス提供者間の、サービス品質に関する合意文書
- ERP
  - Enterprise Resource Planning
  - 経営資源を有効に活用して経営の効率を向上させるために、基幹業務を部門ごとでなく統合的に管理するための業務システム
- 企業競争戦略
  - リーダ戦略
    - 対象：業界トップ企業
      - 市場内のすべての顧客をターゲットにする戦略。(＝全方位戦略)
        利潤、名声の維持・向上と最適市場シェアの確保を目標とする。
  - チャレンジャ戦略
    - 対象：市場シェア2、3位の企業
      - リーダ企業との差別化する戦略。
        差別化によりシェア拡大を図る。
        製品デザイン、技術的、ブランドイメージ等で差別化する。
  - フォロワ戦略
    - 対象：業界中位企業
      - 目標とする企業の戦略を迅速に模倣する戦略。
        開発や広告のコストを抑制し、市場での存続を図る。
  - ニッチ戦略
    - 対象：業界下位企業
      - 潜在的な需要がありながら、大手企業が参入してこないような専門特化した市場に経営資源を集中する戦略。
- インフラ性能向上
  - スケールアップ
    - サーバーのCPUやメモリーといったH/Wを高性能なものにして処理性能を上げる
  - スケールアウト
    - サーバ台数増加による負荷分散によって、サーバ群としての処理能力を向上させること
- AR/VR/MR
  - AR
    - Augmented Reality
      拡張現実
      - 英単語：Augmented
        
        拡張
      - 現実世界に対してコンピュータによる情報を付加すること
        
        現実世界に仮想空間を付け加える
      - ex) SNOW、ポケモンGO、IKEAの家具配置シミュレーション
  - VR
    - Virtual Reality
      仮想現実
      - 人工的に構築された物事を現実のように見せたり感じさせる技術
        
        仮想空間を現実のように見せかける
  - MR
    - Mixed Reality
      複合現実
      - 現実にあるデータや物体を可視化し、それに直接触れて操作できること
        （ARは可視化までだが、MRは直接的な操作が可能）
- ディレクトリトラバーサル攻撃
  - directory traversal attack
    - 英単語：traversal
      - 横断
  - Webシステムなどで、利用者が入力したデータの検証(無毒化)が不十分なために、ファイルシステムのディレクトリの横断を示すような文字(“../”など)がすり抜けてしまい、本来アクセスを許可しないファイルへのアクセスが行われることです。
- ROI
  - Return On Investment
    投資利益率
    - 英単語：Investment
      - 投資
  - 投資した資本から発生した利益
  - 利益÷投資額×100
- コモディティ化
  - commoditization
    - 英単語：commodity
      - 商品
  - 商品の付加価値やブランド力が薄れ、価格や入手しやすさが重視されるようになること
- EDI
  - Electronic Data Interchange
    電子データ交換
  - 電子化されたビジネス情報(注文書、請求書など)を通信回線を利用して、企業間でやり取りすること
- OC曲線
  - operating characteristic curve
    検査特性曲線
  - 製品の抜き取り検査で「ロットの品質」に対する「ロットの合格率」をプロットしたグラフ
- RAID
  - Redundant Arrays of Inexpensive Disks
    - 実際に利用されているのは、RAID0,1,5,6 のみ
  - RAID0
    - 複数ディスクにデータを分散（＝ストライピング）
      - →高速化
  - RAID1
    - 複数ディスクに同データを格納（＝ミラーリング）
      - →高信頼性
  - RAID2
    - ビット単位での誤り訂正専用ディスク
      - →高信頼性
  - RAID3
    - ビット単位でのパリティ専用ディスク
      - →高信頼性
  - RAID4
    - ブロック単位でのパリティ専用ディスク
      - →高信頼性
  - RAID5
    - ブロック単位でのパリティを分散して記録
      - →高信頼性
  - RAID6
    - ブロック単位でのパリティを分散かつ複数箇所に記録
      - →高信頼性
- プロセス／スレッド
  リンク: itsiken.com/30S_L4/30S_L4ES_07.html
  - プロセス
    - プログラムの実行単位
    - 実行コードとデータはともにメモリー上にある。
    - CPUによって逐次取り出されて実行されます。
  - スレッド
    - CPU利用の単位
    - プロセスに比べ、プログラム実行時のコンテキスト情報小
      →切替え速！
  - スレッドはプロセスのサブルーチン！
- ACID特性
  - 関連する複数の処理をまとめて行うトランザクションにおいて不可欠とされる特性
  - 原子性(Atomicity)
    - 各手順が「全実行」か「非実行」のどちらかになること
  - 一貫性(Consistency)
    - トランザクション前後でデータ整合性が保たれ、矛盾が無いこと
  - 独立性(Isolation)
    - トランザクションの処理過程が外部から隠蔽され、他処理に影響を与えないこと
  - 耐久性(Durability)
    - トランザクション完了により結果は記録され、システム障害等による損失はないこと
- プロトコル
  - NTP
    - Network Time Protocol
      - ネットワーク接続機器内の時刻を整えるプロトコル
  - NNTP
    - Network News Transfer Protocol
      - ネットニュース配信プロトコル
  - SMTP
    - Simple Mail Transfer Protocol
      - メールメッセージ転送用プロトコル
        
        ex) メールサーバ間での転送
        
        ex) 端末からメールサーバへの送信
  - SNMP
    - Simple Network Management Protocol
      - ネットワーク接続機器の監視・制御用プロトコル
  - PPP
    - Point to Point Protocol
      - ２点間通信のためのプロトコル
        
        ex) 電話回線を使ったネット接続時
  - SSH
    - Secure SHell
      - 暗号化や認証により、リモートコンピュータと安全に通信するためのプロトコル
      - ネットワーク上の全通信データ（パスワードなどの認証部分を含む）を暗号化する
- 基数変換
  - 10進数→２進数
    - 小数
      - 小数部２倍を繰り返し、整数部を上から並べる。
        
        0.0100110…
- ディジタルフォレンジクス
  - Digital Forensics
    - 不正アクセスなどコンピュータに関する犯罪の法的な証拠性を明らかにするために、原因究明に必要な情報を収集して分析すること
  - 英単語：forensics
    - 法医学的な、法医学の、法医の、科学捜査の
- バリューチェーン
  - 各業務の流れ（調達/開発/製造/販売/保守等）によって顧客に対する最終的な価値が生み出されるという考え方
- ループのアンローリング
  - コンパイラ最適化により、ループ処理をべた書きに変更する
  - ○：処理速度向上
  - ×：オブジェクトサイズ増大
- ペトリネットモデル
  - 並列に動作する事象間の同期を表現することが可能な、ソフトウェアの要求モデル
    - リンク: enterprisezine.jp/iti/detail/1493
- MDA
  - Model-Driven Architecture
    モデル駆動型アーキテクチャ
  - プラットフォームに依存せず、標準モデリング技法（UMLなど）を使って機能をモデル化し、モデル情報を基にコードを自動生成する開発手法。
  - 目的
    - アーキテクチャから設計を分離し、設計とアーキテクチャがそれぞれ独立して変更できるようにする
- OMT
  - Object Modeling Technique
    オブジェクトモデル化技法
  - オブジェクト指向を使ったシステム分析/設計開発技法
- ロードバランサ
  - Load Balancer、負荷分散装置
    - 大規模なシステムにおける複数サーバ運用時、サーバへの要求を各サーバに割り振り、「負荷均等化」及び「性能以上の要求を遮断」する装置のこと。
      利用者からはサーバは1台にしか見えないため、複数サーバを意識する必要がない。
- DNSラウンドロビン
  - 1サーバ名(ホスト名)に複数IPアドレスを割り当てることでサーバ負荷分散を実現する仕組み。
    DNSの問い合わせに対し、割り当てられた複数のIPアドレスから順番に返すことによって、接続するサーバを分ける
- NoSQL
  - Not only SQL
    - RDBMS以外のデータベース管理システムを指す分類的な用語。
      関係データベースを適用してきたこれまでの慣習をやめて、それ以外の構造のデータベースの利用・発展を促進させようとする活動
      データベースにアクセスするときに使用するSQLを使わずにデータ操作ができるデータベースを指すこともある
- VDI
  - Virtual Desktop Infrastructure
  - PCのデスクトップ環境を拡張するソフトウェアの一種。
    物理的な1ディスプレイに対し、独立した複数の仮想的なデスクトップ環境、あるいはディスプレイの表示領域より広いデスクトップ空間を提供する。
  - Webサイトからの受信データを処理してVDIサーバで生成したデスクトップ画面の画像データだけをPCに送信するため、未知のマルウェアがPCに感染することを防ぐことが出来る。
- XSS
  - Cross Site Scripting
    クロスサイトスクリプティング
    - ユーザが入力したデータをそのまま表示するシステム（ex.Webサイトの掲示板）において、ユーザが悪意のあるコードを入力することで、他ユーザのページ閲覧時にPC上で悪意のあるコードを実行させる手口。
- セッションハイジャック
  - WebサーバとWebブラウザ間で交互通信中に、セッションを特定するためのセッションIDを盗み出し、WebサーバまたはWebブラウザになりすますこと。
- PPM
  - Product Portfolio Management
    - 自社の事業や製品を「外部要素(市場成長率)」と「内部要素(市場シェア)」で評価し、対応策を決定する方法
      - …
        
        問題児
        
        市場成長率高、市場シェア低
        
        新たな事業の導入期。
        万全を期した積りでも、成功するか失敗するかは分かりません。一勝九敗を覚悟して、前向きに努力を惜しまないことです。
        
        花形
        
        市場成長率高、市場シェア高
        
        市場の認知度と共に、成長性は順調に右肩上がりカーブを描きます。
        満足な売上高を確保しながら先行投資を焼却できるようになれば花形。
        
        金のなる木
        
        市場成長率低、市場シェア高
        
        成長性は鈍化しても相対シェアは高まる時期。
        率では下がっても収益額では上積みできる。競合の数も増えますが、先駆者の強みを生かして下さい。
        
        負け犬
        
        市場成長率低、市場シェア低
        
        負け犬になってからの撤退は大ケガのもと。
        優柔不断は経営危機を招く。
  - 戦略
    - 拡大戦略
      - “問題児”に対する投資により、シェアアップを目指す
    - 収穫戦略
      - “金のなる木”、“問題児”、“負け犬”に対する投資を行わず、キャッシュフローの増大を行う
    - 浸透価格(維持)戦略
      - “金のなる木”、“花形”に対する投資により、シェアを維持する
      - 浸透価格
        リンク: kotobank.jp/word/%E6%B5%B8%E9%80%8F%E4%BE%A1%E6%A0%BC-22744
        
        市場シェア獲得のため、当面の利益を犠牲に設定された価格
    - 撤退戦略
      - “問題児”、“負け犬”に対して、事業売却などを行う
- SELinux
  - Security-Edition Linux
    - 強制アクセス制御(MAC)機能
      - コンピュータを不正な利用から守るシステム制御。
        管理者は、ユーザーからのリソース（プロセス／ファイル／システムデバイス等）へのアクセスを制限をする。
- EDoS攻撃
  - Economic Denial of Service attack
    - 利用規模に応じて課金する方式のサービス(ex.クラウドサービス)において、ネットワーク等に外部から負荷をかけることで、契約者に対し間接的に経済的損失を与える攻撃手法。
    - 英単語：denial
      - 否定、否認
- DoS攻撃
  - Denial of Service attack
    - ウェブサービスを稼働しているサーバやネットワークなどの資源に意図的に過剰な負荷をかけたり、脆弱性をついたりする事でサービスを妨害する手法。
- ロールバック、ロールフォワード
  - …
- IT投資ポートフォリオ
  - 情報システムの貢献度や活用度、リスク等を分析し、IT投資を効率的に配分する管理・分析手法。
    投資すべきシステムや経営資源の絞り込み、新案件の実効性検証、既存システム改善、運用コスト配分決定等に活用
- 待ち行列
  - ρ（平均利用率）
    - 平均到着率(単位時間の到着人数平均値)λ
      ÷
      平均サービス率(単位時間のサービス件数平均値)μ
  - Lw（待ち行列の長さ）
    - ρ/(1-ρ)
  - Tr（平均応答時間）
    - 1/(1-ρ) * 処理時間Ts
- コミューター
  - 英単語：commuter
    - 通勤者（特に、定期券利用）
  - 短距離路線用の数～数十人乗りの小型旅客機。
    また、それを用いた航空輸送。「－空港」
    リンク: kotobank.jp/word/コミューター-269523
- Wh
  - 電力量（電力×時間）
    - ex) 30Wの電球を3h点灯
      →30W×3h＝90Wh
    - ex) ？Wを1時間出力できる量
      ＠電池容量
- CC充電
  - Constant Current 充電
    定電流充電
    - ある終止条件（通常電圧や通電電気量などを設定）に達するまで、一定の電流値で充電を行う方法
- CCCV充電
  - Constant Current Constant Voltage 充電
    定電流定電圧充電
    - 定電流充電と定電圧充電を組み合わせた充電方法。
      途中までCC充電で充電し、指定の電圧に達したら一定の電圧(CV)を保ち、電流値が絞られつつ充電する方法。
    - CVモード時の電圧も設定するため、過充電になる心配が少ない
- 電圧レベル変換IC
  リンク: uchan.hateblo.jp/entry/2016/12/04/135941
  - 電圧の異なる信号線をつなぐ際に電圧を変換すること
    - ex) 5V→3.3V、3.3V→5V
  - ＝レベルシフタ
- 三相交流
  リンク: denkinyumon.web.fc2.com/3soukouryu.html
  - 3組の単相交流を3本の電線で送電できる方式
    - 街中の電柱の上の方をみると、水平に3本の電線が架かっている
  - メリット
    - 大電力送電に適している
      - 単相2線式に比べ、少ない電線の量でたくさんの電力を送電できる
    - 回転磁界が得られる
      - 3つの単相交流が120°ずつずれているため、Min,Max,0のタイミングが規則的かつ交互に送られる。
        3つのコイルを120°ずつずらして配置し、3相交流を印加すれば、各コイルへ順にMaxが来るため回転磁界が作られる。これを利用したのが3相電動機。
- デカップリングコンデンサ
  - 交流を遮断して直流のみを通過させるコンデンサ
  - 電子デバイスが発生する電源雑音や，それに伴う放射電磁雑音（EMI）を抑える
    - ex) LSIの電源電圧のゆらぎに伴うEMIの抑制
  - ＝バイパスコンデンサ
  - ＝パスコン
- 部分負荷
  - エンジンが中途半端に仕事をしている状態
    （スロットルが全開でない状態）
    リンク: turbotrain.net/fuelconsumption.htm
- セクションについて
  - テキストセクション
    - 命令、関数などの処理を記述しており、実行時に変更されない部分を格納するセクション。
      RAMにコピーされずにROMに残る。
  - データセクション
    - 初期値付き変数等を格納するセクション。
      実行時に変更されるため、RAMにコピーされる。
  - BSSセクション
    - Block Started by Symbol
      - 初期値なし変数等の情報（変数のサイズとアドレスなど）を格納するセクション。
        この情報を基にRAM上に変数が配置される。
７．ソフトウェアの開発
- 要件定義・設計手法
  - 構造化技法
    - 要件定義のフェーズ
    - INPUT
      - フィジビリティ資料
        
        ユーザの要求・調査の結果で、構造化分析のインプットとなる
    - OUTPUT
      - 構造化仕様書
        
        DFD
        
        データディクショナリ
        
        変換記述書
      - 物理的要求
      - 予算・スケジュール
  - 要件定義手法
    - DFD
      - データと入出力に着目
      - 作成手順
        
        １．現物理DFD 作成
        
        業務上の物理要素を含めたモデル
        （部署/担当者/場所等）
        
        ＝現行物理DFD
        
        ２．現論理DFD 作成
        
        業務の本質部分（物理要素を排除）のモデル
        
        ＝現行論理DFD
        
        ３．新論理DFD 作成
        
        新システムの必要要素を現論理モデルに付与
        
        ＝将来論理DFD
        
        ４．新物理DFD 作成
        
        新論理モデルに業務上の物理要素を付与
        
        ＝将来物理DFD
    - E-R図
      - 概要
        
        エンティティ（実体）とリレーションシップ（関連）を繋いだモデル
        
        UMLのクラス図はE-R図の機能を内包する。
      - 記法
        
        Peter Chen記法
        
        提唱者の名前
        
        IE記法
        
        Information Engineering記法
        
        IDEF1X記法
        
        Integration DEFinition 1st edition eXtended
    - 状態遷移図
    - UML
      - オブジェクト指向分析に用いる手法
      - OMG（Object Management Group）が提唱
      - 図
        
        構造図
        
        クラス図
        
        オブジェクト図
        
        パッケージ図
        
        コンポーネント図
        
        複合構造図
        
        配置図
        
        振る舞い図
        
        アクティビティ図
        
        フローチャートと違い、並行処理を表現できる
        リンク: itmedia.co.jp/im/articles/0305/31/news001.html
        
        状態マシン図
        
        ユースケース図
        
        プロファイル図
        
        相互作用図
        
        シーケンス図
        
        コミュニケーション図
        
        相互作用概要図
        
        タイミング図
  - 設計手法
    - DOA
      - Data Oriented Approach：データ中心アプローチ
      - システムが扱うデータに着目してシステム設計する手法
    - モジュール分割技法
      - 概要
        
        適当な大きさのモジュールに分割する技法
      - 分割観点
        
        モジュール結合度
        
        概要
        
        モジュール間の依存度。低いほど良い。
        
        結合度
        （上から低→高）
        
        データ結合
        
        非共通域のデータ（非構造体）をパラメタとして受取
        
        スタンプ結合
        
        非共通域のデータ（構造体）をパラメタとして受取
        
        制御結合
        
        スイッチ等をパラメタとして受け渡し、処理を切り替える
        
        外部結合
        
        共通域のデータ（非構造体）を直接使用
        
        共通結合
        
        共通域のデータ（構造体）を直接使用
        
        内部結合
        
        モジュール内部のデータを直接使用
        
        覚え方
        
        結合「で」「す」「制御」「が」で「き」「ない」
        
        モジュール強度
        
        概要
        
        １モジュールに含める機能数と関連性。強いほど良い。
        
        強度
        （上から強→弱）
        
        機能的強度
        
        単一機能
        
        情報的強度
        
        同一データ構造を扱う複数機能
        
        連絡的強度
        
        互いにデータを渡しあう複数機能
        
        手順的強度
        
        一連の手順を実現する複数機能
        
        時間的強度
        
        同時期に実行する複数機能
        
        論理的強度
        
        条件によりいずれかが実行される複数機能
        
        暗号的強度
        
        無関係な複数機能
        
        覚え方
        
        「昨日」の「常」「連」っ「て」「ジ」「ロリ」「アン」？
    - オブジェクト指向設計
      - プログラムを部品（オブジェクト）化し、組み合わせることでシステムを構築する手法
      - クラス
        
        目的を実現するためのデータおよびメソッド（操作）
        
        インスタンス
        
        クラスを基に作られる実体
      - カプセル化
        
        内部使用のデータやメソッドを変更しても、利用者や他クラスに及ぼす影響が変わらない状態にすること
      - 汎化
        
        複数クラスから共通部分を取り出し、新たな上位クラスを定義する
        
        スーパークラス
        
        新たに定義された上位クラス
        
        サブクラス
        
        汎化の元クラス
      - 継承
        
        ＝インヘリタンス
        
        元クラスとの差分のデータとメソッドを定義するだけで、引き継ぎできること
        
        スーパークラス（基底クラス）
        
        元クラス
        
        サブクラス（派生クラス）
        
        新定義クラス
      - 集約
        
        部分を構成するクラスを集約して、１つのクラスにする
      - ポリモーフィズム
        
        同一操作（メッセージ）でも受けるオブジェクトの所属クラスによって、異なる動きをさせられる性質
        
        オブジェクトの実態が分からなくても、オブジェクト毎の動作を実現できる
        
        ex) メッセージ「営業状況を報告してください」に対して、職種によって各社員の動きが変わる
- 開発環境・開発手法
  - プログラミング
    - 構造化プログラミング
    - 性質
      - 再入可能
        
        複数プロセスから同時かつ非同期に呼び出し、正しい結果を返却できる性質
      - 再使用可能
        
        1プロセスからの呼出し完了後、再度別プロセスから呼出せる性質
        
        再入可能との相違点
        
        同時に呼出せない
      - 再帰的
        
        内部から自分自身を呼び出して使用できる性質
        
        再帰的であれば再入可能である
      - 再配置可能
        
        どこのアドレスに読み込んでも正しく実行できる性質
    - 実行方式
      - コンパイル
        
        一括で機械語に翻訳
      - インタプリタ
        
        逐一機械語に翻訳
  - 開発・デバッグ環境
    - 開発環境
      - リポジトリ
        
        開発過程のあらゆる情報を一元管理
      - コードオーディタ
        
        英単語：auditor
        
        監査役
        
        静的にソースコードを検査するツール
        
        プログラミング規約
      - クロス開発環境
        
        クロスコンパイラ
        
        実行環境と異なるPF上で動作するコンパイラ
      - MPUシミュレータ
        
        ターゲットMPUの動作をPCでSW的に再現。
        仮想的にターゲットシステムの動作確認を行う。
        
        ISS
        
        Instruction Set Simulator
        
        コンカレント開発
        
        英単語：concurrent
        
        同時の、伴う
        
        ソフトウェアとハードウェアの平行開発
      - プロファイラ
        
        性能解析ツール
        
        プログラム実行時の、各種情報（モジュール/関数の実行回数、実行時間など）を収集する
    - デバッグ環境
      - トレーサ
        
        実行履歴（命令実行順序、レジスタ/変数、実行結果）を出力するSW
        
        画像
        
        リンク: hldc.co.jp/03/01/13851/
        
        スナップショット
        
        特定命令実行時や特定条件時のレジスタ/変数値、実行結果を出力する機能
        
        使ったことない…
      - モニタデバッガ
        
        ターゲットシステムと外部PCをシリアルポート(RS-232C)で接続して通信し、PC側からSW的にデバッグするデバッガ。
        
        ○：安価（ICE比較）
        
        ○：実際のMPUで動作確認できる
        
        ×：実行タイミングが実際の環境と異なる
        
        画像
        
        リンク: renesas.com/jp/ja/products/software-tools/tools/monitor-debuggers-ram-monitor/rx-serial-debugger.html
      - ROMエミュレータ
        
        ROMを差し替えてROMをエミュレートする。
        
        SWの基本動作をデバッグするために使用する。と思われる
        
        基本的なデバッグ（プログラムのロード、ブレークポイント設定など）ができる
      - JTAG-ICE
        
        デバッグ用回路とエミュレータ間をJTAGで接続してデバッグするデバッグ環境
        
        ICEの簡易版
        
        機能はROMエミュレートと類似
        
        外部ROMへのダウンロードが可能
      - ICE
        
        In-Circuit Emulator
        
        MPU機能をエミュレートし、デバッグ機能を備えたHW
        
        ターゲットMPUと差し替えて装着、実際の動作条件に近い状態でHW的にデバッグできる
        
        使用用途
        
        リアルタイム性が求められるシステム
        
        SW的にデバッグが困難なシステム（ex.OSやBIOS）
        
        ×：高価
      - 標準出力
        
        プログラム中に記載した標準出力関数で出力ポートに出力する
        
        出力先：UARTインターフェース
        
        汎用の通信端末を出力装置として利用可能
        
        ×：実行タイミングに影響が出るため、デバッグが困難になる場合がある
    - 開発手法
      - プロセスモデル
        
        概要
        
        作業の進め方（要件定義、実装、テストなど）をモデル化
        
        種類
        
        ウォーターフォール
        
        工程順に開発を進める
        
        ×：手戻りロスが増える
        
        テスト対応
        
        システム要件定義
        
        システム適格性確認テスト
        
        システム方式設計
        
        システムテスト
        
        ソフトウェア要件定義
        
        ソフトウェア統合テスト
        
        ソフトウェア方式設計
        
        ソフトウェア結合テスト
        
        プロトタイピング
        
        試作品を作成して利用者にI/Fなどを確認/評価後、本格開発に着手する手法
        
        RAD
        
        Rapid Application Development
        
        早く、安く、高品質に開発を行う
        
        少数精鋭でCASEツールを使用したプロトタイピング手法で開発する
        
        スパイラル
        
        システムを独立性の高い部分に分割し、各部分について順次開発する
        
        ○：手戻り小
        
        利用者の要望と取り込みやすい
        
        性能改善ができる
        
        反復単位
        
        6ヶ月～2年
        
        使用プロジェクト
        
        大規模プロジェクト
        
        成果物の質をあげよう。
        or
        妥協点を早めに洗い出そう。
        
        →プロトタイプモデルの強化版
        
        アジャイル
        
        少数精鋭の開発者と利用者で、小さい開発単位に区切って開発。
        
        仕様や要件は変化するものという前提
        
        顧客に見せる段階で、機能単位レベルの品質は担保
        
        反復単位
        
        1～4週間くらい
        
        使用プロジェクト
        
        小規模プロジェクト
        
        優先度の高いものから開発・リリースしよう。
        
        プロダクトライン開発
        
        シリーズやバージョン全体で体系的に開発する
        
        コア資産
        
        同系列のSW群の共通部分
        
        XP
        
        Extreme Programing
        
        仕様変更が発生するのを前提に短期間でプログラムのリリースを行い利用者とコミュニケーションを行い、コミュニケーションで指摘された内容の修正を行うという手順を繰り返し行い開発を進めていく方法です。
      - 見積りモデル
        
        概要
        
        開発工数、要員数、開発コストを正確に見積もるための手法
        
        種類
        
        標準値法
        
        過去の開発経験値を基にした生産性の標準値を使い、サブシステムごとの工数を積上げる手法
        
        ボトムアップ
        
        類似法
        
        過去の類似システムの開発実績データを基に、共通部分は過去データ、相違点は別手法で見積もる
        
        ×：新規開発には適用できない
        
        COCOMO
        
        COnstructive COst MOdel
        
        英単語：construct
        
        建設的
        
        統計的なモデルを用いた計算式によって見積もる
        
        予想ステップ数×努力係数
        
        努力係数
        
        メンバのスキル
        
        設計技法の利用頻度
        
        難易度
        
        中～大規模システム向き
        
        ファンクションポイント法
        
        システムに含まれる機能の量を基準として見積もる
        
        機能の量×難易度×入出力、帳票、ファイルなどの数
        
        ○：コーディングの巧拙による差分が出ない
        
        ステップ数を基準としないため
        
        ×：内部処理的なプログラムには適用しづらい
        
        ボトムアップ
      - プロセス成熟度モデル
        
        CMM
        
        Capability Maturity Model
        
        英単語：capability
        
        能力
        
        英単語：maturity
        
        成熟
        
        組織におけるソフトウェア開発能力の成熟度の指標
        
        種類
        
        SA-CMM
        
        Software Aquisition-CMM
        
        ソフトウェア調達能力
        
        SE-CMM
        
        Software Engineering-CMM
        
        ソフトウェアエンジニアリング能力
        
        SSE-CMM
        
        Security Software Engineering-CMM
        
        セキュリティエンジニアリング能力
        
        P-CMM
        
        People-CMM
        
        人材開発能力
        
        CMMI
        
        CMM Integration
        
        統合プロダクト開発成熟度モデル
- テスト・レビュー手法
  - 単体テスト手法
    - ブラックボックステスト
      - 想定される出力・結果が得られるかを検査する
      - テストデータ
        
        同値分析
        
        同値クラス
        
        同じ出力・結果を生じさせる入力値の集合
        
        有効同値クラス
        
        正常処理
        
        ex) OK、BUSY
        
        無効同値クラス
        
        異常処理
        
        ex) ERROR
        
        境界値分析
        
        境界値
        
        ＝限界値
        
        出力や結果の変化が生じる入力値の境界
    - ホワイトボックステスト
      - 処理が意図した通りに行われるか検査する
      - テストケース
        
        C0
        
        命令網羅
        
        全命令を少なくとも１回実行
        
        C1
        
        分岐網羅
        
        分岐条件について、真偽それぞれ一回実行
        
        C2
        
        条件網羅
        
        複数の分岐条件について、真偽全ての組合せを実行
  - 結合テスト手法
    - ボトムアップテスト
      - 下位モジュールから検査
      - ドライバ
        
        テスト対象モジュールに引数を渡して戻り値を受け取るだけのダミーモジュール
    - トップダウンテスト
      - 上位モジュールから検査
      - スタブ
        
        上位モジュールから引数を受け取って、所定の戻り値を返すだけのダミーモジュール
  - 実験計画法
    - システムの品質を維持しつつ、効率的にテストを実施する方法論
    - 直交表
      - 概要
        
        「不具合のほとんどは２因子の組合せで決まる」という前提の基、テストケースを絞る手法。
        
        網羅性を確保しつつ、テストデータの個数を減らすことが出来る。
        
        ex
        
        …
      - 用語
        
        因子
        
        ex) サイズ、解像度、色
        
        水準
        
        ex) A4/B5、普通/きれい、白黒/カラー
      - 種類
        
        L4直交表
        
        因子数３
        
        L9直交表
        
        因子数４
  - レビュー手法
    - ウォークスルー
      - 「レビュー対象者」主催
    - インスペクション
      - 「知識や技術のあるリーダー（モデレータ）」主催
    - ラウンドロビン
      - 「持ち回りの責任者」主催
      - 参加意欲が高まりやすい
  - ファジング
    - 英単語：fuzzing
      - 予測不可能な入力データ
        （原義：けば、綿毛、ふわふわしたもの）
    - ファズ（予測不可能な入力データ）を与えて例外を発生させ、挙動を確認することでソフトウェアの不具合（特に脆弱性）を発見するためのテスト手法
- 開発管理
  - 開発管理用ダイアグラム
    - WBS
    - PERT図
      - Program Evaluation and Review Technique
      - 作業項目の所要日数、作業間の依存関係を表す図
      - 最遅開始日
        
        遅くともこの日に始めないと間に合わないよ
      - 最早開始日
        
        順調なら、早ければこの日から始められるよ
      - 余裕日数
        
        最遅開始日－最早開始日
      - クリティカルパス
        
        最早開始日と最遅開始日が全て一致する作業経路
        
        日程に余裕のない経路で、重点的に進捗管理が必要
    - ガントチャート
    - EVM
      - 概要
        
        Earned Value Management
        
        英単語：Earn
        
        稼ぐ
        
        進行中プロジェクトの現達成度を定量化する手法
        
        コストとスケジュールを、一度に把握できる！
      - 指標
        
        BAC
        
        Budget At Completion：完成時総予算
        
        英単語：Budget
        
        予算
        
        PV
        
        Planed Value：出来高計画値
        
        その時点までに完了予定の成果物の価値[円]
        
        ex) 成果物200万円×予定進捗50%＝
        現予定価値100万円
        
        EV
        
        Earned Value：出来高実績値
        
        その時点までに完了した成果物の価値[円]
        
        ex) 成果物200万円×進捗20%＝
        現価値40万円
        
        AC
        
        Actual Cost：実コスト
        
        実際に発生したコスト総額[円]
        
        ex) 現コスト80万円
        
        SV
        
        Schedule Variance：スケジュール差異
        
        EV-PV
        
        正：順調、負：遅れ！
        
        CV
        
        Cost Variance：コスト差異
        
        EV-AC
        
        正：正常、負：高コスト！
      - 例
        
        【案件】工期６か月、予算200万円
        【３か月目予定】進捗50%、コスト100万円
        【３か月目実績】進捗20%、コスト80万円
        
        PV＝200万円×50%＝100万円
        EV＝200万円×20%＝40万円
        AC＝80万円
        
        SV＝EV-PV＝40-100＝-60万円
        CV＝EV-AC＝40-80＝-40万円
        
        →おせぇし、コストもかけすぎ！
６．要件定義とシステム設計
- システム方式設計
  - システムに必要とされる各要件をH/W、S/W、利用者による手作業のいずれによって実現するかを確定し、全体の構成や構造を決定する。
- ソフトウェア方式設計
  - ソフトウェア要件定義書を基に，開発側の視点からソフトウェアの構造とコンポーネントの設計を行うこと，ソフトウェアをソフトウェアコンポーネント（プログラム）まで分割し，各ソフトウェアコンポーネントの機能，ソフトウェアコンポネント間の処理の手順や関係を明確にすること，ソフトウェア方式設計書作成の構成，記述上の留意事項を理解する。
  - ≒ソフトウェア基本設計
- 要件定義
  - 要件定義
    - 要求内容を体系的に分析し、設計着手のための整理を行う。
    - 検討項目
      - 外部インターフェース仕様
        
        外部のソフトウェアに対応する仕様
      - ヒューマンインターフェース
        
        ユーザーのインターフェースに対する仕様
      - 性能条件
      - 信頼性、安全性
      - 関連技術、要素技術の動向調査
    - 要求工学
      - 要求仕様を決定するプロセスを工学的に定式化する技術
      - 要求内容を正確に表現、共有する技術
      - 要望>要求>要件(>仕様)
      - 要望：demands
        
        顕在化してない要求(潜在的要求)
      - 要求：requirements
        
        顕在化し、具体性を得た要望
    - フィジビリティスタディ
      - feasibility?study（実現可能性調査）
        
        英単語：feasibility
        
        実現可能性
      - 要求仕様が実現可能についての事前検討
      - 検討項目
        
        利用可能なハードウェア資源
        
        利用可能な開発リソース
        
        利用可能な開発期間
    - 機能要件／非機能要件
      - 機能要件
        
        システムの外部仕様として求められる機能に関する仕様
        
        ex) ビデオレコーダ
        
        録画機能
        
        再生機能
        
        番組録画機能
      - 非機能要件
        
        ユーザの要求に直接は対応しない仕様及び制約事項
        
        ex) ビデオレコーダ
        
        仕様を満たすためのリソース
        
        メモリ容量
        
        CPUの処理能力
        
        使用上の制約
        
        システムバス転送能力の制約上、「現在放送中の番組録画」と「録画番組再生」は同時に行えない
  - トレードオフ問題
    - ハードウェア or ソフトウェア
      - ハードウェアで実現
        
        ○：処理高速化
        
        ×：ハードウェアコスト増大
        
        ×：消費電力増大
        
        ×：装置の大型化
      - ソフトウェアで実現
        
        ○：コスト小
        
        検討項目
        
        与えられたHWにおけるSWの実現可能性
        
        機能面
        
        性能面
        
        搭載機能が他処理に及ぼす影響
        
        開発コスト
    - ハードウェア設計におけるトレードオフ
      - 品質⇔コスト
        
        多機能なものはコストが高くなる
        
        ex) 信頼性を上げるために誤り訂正機能を持つメモリにする
        →冗長ビットが多いので、メモリにかかるコスト増大
      - 消費電力⇔動作速度
        
        ex) 動作周波数を上げれば動作速度が上がる
        →消費電力増大
    - ソフトウェア設計におけるトレードオフ
      - 機能性
        
        必要性に合致する機能を提供
      - 信頼性
        
        指定条件下における、指定された達成水準を維持
      - 使用性
        
        指定条件下で理解/習得/利用でき、魅力的である
      - 効率性
        
        使用資源量に対して適切な性能を提供
      - 保守性
        
        修正のしやすさ
      - 移植性
        
        他環境へ移しやすさ
    - ソフトウェア品質特性＠JIS X 25010
      - 機能適合性
        
        明示された状況下で使用するとき、明示的ニーズ及び暗黙のニーズを満足させる機能を、製品又はシステムが提供する度合い。
      - 信頼性
        
        明示された時間帯で、明示された条件下に、システム、製品又は構成要素が明示された機能を実行する度合い。
      - 性能効率性
        
        明記された状態(条件)で使用する資源の量に関係する性能の度合い。
      - 使用性
        
        明示された利用状況において、有効性、効率性及び満足性をもって明示された目標を達成するために、明示された利用者が製品又はシステムを利用することができる度合い。
      - セキュリティ
        
        人間又は他の製品若しくはシステムが、認められた権限の種類及び水準に応じたデータアクセスの度合いをもてるように、製品又はシステムが情報及びデータを保護する度合い。
      - 互換性
        
        同じハードウェア環境又はソフトウェア環境を共有する間、製品、システム又は構成要素が他の製品、システム又は構成要素の情報を交換することができる度合い、及び/又はその要求された機能を実行することができる度合い。
      - 保守性
        
        意図した保守者によって、製品又はシステムが修正することができる有効性及び効率性の度合い。
      - 移植性
        
        一つのハードウェア、ソフトウェア又は他の運用環境若しくは利用環境からその他の環境に、システム、製品又は構成要素を移すことができる有効性及び効率性の度合い。
  - 処理速度/データ容量見積り
    - CPU処理時間[s]
      - MIPS値
        
        Million Instructions Per Second
        
        １秒当たりの実行命令数(100万命令)
      - 処理に必要な命令数÷（MIPS×100000）
    - データ伝送時間[s]
      - データ量[bit]÷（回線速度[bps]×伝送効率[%]）
    - 音声データ量[bps]
      - １サンプル当たりのビット数[bit/sample]×サンプリング周波数[Hz]×チャンネル数[ch]
        
        モノラル音声：チャンネル数１
        
        ステレオ音声：チャンネル数２
      - ex) 電話
        
        8[bit/sample]×8[kHz]×1[ch]
        ＝64000[bit/s]
        ＝8000[byte/s]
      - ex) オーディオ
        
        16[bit/sample]×44.1[kHz]×2[ch]
        ＝1,411,200[bit/s]
        ＝176,000[byte/s]
    - 画像データ量[bit/枚]
      - １ピクセル当たりのビット数[bit/pixel]
        ×横方向ピクセル数[pixel]
        ×縦方向ピクセル数[pixel]
        
        １ピクセル当たりのビット数＝表現可能な色数
      - RGB
        
        赤青緑それぞれで１バイトずつ
        
        ex) 0xFF0A1C
      - YUV
        
        輝度(Y)、青の色差情報(U)、赤の色差情報(V)
        
        ex) テレビ放送
        
        白黒放送とカラー放送の互換性を保つため
    - 動画データ[bps]
      - 画像１枚当たりのデータ量[bps]×１秒当たりのフレーム数
    - 圧縮率[%]
      - 圧縮後データサイズ[bit/s]÷圧縮後データサイズ[bit/s]
  - データ圧縮方式
    - 圧縮種別
      - 可逆圧縮
        
        復元すると完全に元に戻る
        
        ロスレス：loss less
      - 非可逆圧縮
        
        復元したら、近いものが得られる（完全に元に戻すことはできない）
        
        ロッシー：lossy
    - 圧縮方式
      - 文書データ
        
        主要な圧縮種別
        
        可逆圧縮が多い
        
        データの完全性が求められるため
        
        特徴
        
        データ出現確率に応じて、異なる符号長のデータを割り当てる
        
        出現確率「高」→短い符号
        出現確率「低」→長い符号
        
        エントロピー符号化
        
        １データ当たりの平均ビット長を抑えて、データ全体の冗長性を低くする
        
        種類
        
        ハフマン符号
        
        適応型ハフマン符号
        
        LZ77符号
        
        LZ78符号
      - 音声データ
        
        主要な圧縮種別
        
        非可逆圧縮が一般的
        
        種類
        
        u-law、A-law
        
        音声データの各サンプルに対して、対数圧縮を行う
        
        対数圧縮
        
        小さい音は細やかに、大きな音はおおざっぱにする
        
        ex) 電話回線
        
        μ-law（ミューロー）
        
        14bitリニアPCMデータを8ビットに圧縮
        
        日本や米国における電話線で使用
        
        英単語：law
        
        法律
        
        A-law
        
        元データ13bit
        
        ヨーロッパの電話線で使用
        
        ○：処理が簡単
        
        各サンプルデータを直接圧縮/伸長するため
        
        ADPCM
        
        Adaptive Differential Pulse Code Modulation
        適応差分PCM
        
        隣接するサンプル間での差分を符号化する
        
        音声データは隣接するサンプル間の変化が少ない！
        
        ○：演算量小
        
        ex) PHS
        
        MP3／AAC
        
        MP3：MPEG Audio Layer-3
        AAC：Advanced Audio Coding
        
        音声データを短い区間に分割後、周波数成分分解し、人間が認識しにくい部分の成分を間引く
        
        ×：処理複雑
        
        CELP
        
        Code Excited Linear Prediction
        
        英単語：excite
        
        興奮、引き起こす、刺激する
        
        特徴
        
        人間の音声波形パターンを事前に用意し、入力音声と類似しているパターンを選定して符号を送信する
        
        ○：人間の声
        
        ×：楽曲
        
        用途
        
        ex) 携帯電話
      - 画像データ
        
        主要な圧縮種別
        
        非可逆圧縮が主流
        
        種類
        
        MH／MR／MMR
        
        MH：Modified Huffmann
        MR：Modified READ
        MMR：Modified Modified READ
        
        (※)READ：Relative Element Address Designate
        
        可逆圧縮
        
        ２値画像（ex.白黒）を圧縮
        
        白or黒の画像が連続して現れたときに「画素種」（白or黒）と「連続個数」（何個）の情報に置き換える
        
        ＝ランレングス符号化
        
        GIF
        
        可逆圧縮
        
        LZWを使用した可逆圧縮
        
        ・使用色数が少ない
        ・特定の色が多数の画素で使用されている
        ほど圧縮効率が高い
        
        ×：扱える色数が256色以下
        
        ex) Webページのボタン
        
        JPEG
        
        非可逆圧縮
        
        画像を縦横８画素の区画に分割→
        各区画で２次元DCT変換→
        ハフマン符号によるエントロピー圧縮
        
        ２次元DCT変換
        
        人間が認識しにくい成分をカット
        
        Discrete Cosine Transform：離散コサイン変換
        
        エントロピー圧縮
        
        エントロピー
        リンク: macasakr.sakura.ne.jp/entropy.html
        
        乱雑さを表す物理量
        
        ex) 静止画
        
        JPEG2000
        
        非可逆圧縮
        
        JPEGに代わる圧縮法
        
        DCT変換ではなくウェーブレット変換を行う
        
        ウェーブレット変換
        
        短時間フーリエ変換などに変わる時間周波数解析手法のこと
        
        ○：高圧縮率でも画像の破綻小（JPEG比較）
        
        ×：演算量大（JPEG比較）
      - 動画データ
        
        主要な圧縮種別
        
        非可逆圧縮
        
        種類
        
        Motion JPEG
        
        特徴
        
        JPEG画像を時系列に羅列
        
        ○：フレーム取り出しが容易
        
        ×：圧縮効率低（MPEG比較）
        
        フレーム間予測しないため
        
        MPEG-1
        
        特徴
        
        フレーム間予測を行う
        
        ビットレート：1.5[Mbit/s]前後
        
        Moving Picture Experts Group
        
        使用用途
        
        ex) ビデオCD
        
        VHSビデオのクオリティを保ちつつ、CD-ROM1枚（650MB）に1時間分の映像を保持する
        
        MPEG-2
        
        特徴
        
        フレーム間の差分を用いて圧縮率を高める
        
        時間的な隣接フレーム間では、画像に大きな違いがない
        
        フレーム種別
        
        Iフレーム
        
        Intra-coded Frame
        
        画像全体の情報
        
        画像取り出し可
        
        Pフレーム
        
        Predicted Frame
        
        「直前」画像との差分情報
        
        画像取り出し不可
        
        Bフレーム
        
        Bi-derectional Predicted Frame
        
        「直前」「直後」画像の差分情報
        
        画像取り出し不可
        
        GOP
        
        Group Of Picture
        
        Iフレームから次のIフレームまでに含まれる画像群
        
        使用用途
        
        ex) DVD、デジタル放送
        
        H.264
        
        特徴
        
        圧縮アルゴリズムはMPEG-2と同じ
        
        画像ごとの特徴を適応的に対応する
        
        ○：圧縮効率MPEG-2の約２倍
- システム設計
  - リアルタイム性
    - 「必要な処理」を「必要な時間内に」終わらせる特性
  - 通信性能の最適化
    - 割込みオーバーヘッドとFIFO
      - データ毎の割込み発生により、大量データ送受信時、毎回割込みオーバーヘッドが発生
      - FIFOメモリ
        
        以下のいずれかの条件を満たしたら、割込み発生
        
        あらかじめ設定されたデータ数≦受信データ数
        
        送信バッファが空
    - プロトコルスタックの設計
      （通信処理におけるバッファコピー問題）
      - プロトコルレイヤ間でのデータコピーに注意！
        
        レイヤをまたがる度にコピー処理が行われると、無駄な処理が多くなってしまう。
    - リソース活用の全体最適
      - メモリ容量に余裕がなく、CPU演算リソースに多少の余裕がある場合
        
        演算量が多少増えても、データ圧縮などによりメモリ消費量を少なくするように考慮すべき。
        
        データ転送にかかるバス帯域、通信回線の利用時間にも有利に働く。
- セキュリティ設計
  - 電磁波盗聴
    - PCなどの微弱な電波から情報を盗む技術
    - ex) PC⇔ディスプレイ間のケーブルの電波から、表示画像を盗み見る
    - ex) ネットワークケーブルやUSBコネクタからの微弱電波
    - ＝テンペスト技術
      - 英単語：tempest
        
        電磁波盗聴
        （原義：大嵐、暴風雨、暴風雪大騒動）
  - 著作権保護技術
    - DRM
      - 概要
        
        著作権保護の観点から、コピー回数やコピー方法に制限を設ける仕組み
        
        Digital Rights Management：ディジタル著作権管理
      - 種類
        
        SCMS
        
        Serial Copy Management System
        
        コピー条件を指定できる
        
        何度でも
        
        １度のみ
        
        コピー不可
        
        ex) 民生用オーディオ機器
        
        CSS／CPRM
        
        Content Scramblling System／
        Content Protection for Recordable Media
        
        ex) DVD
        
        DTCP
        
        Digital Transmission Content Protection
        
        ex) 映像データ
  - 解析
    - リバースエンジニアリング
      - 製品やプログラムの解析により、内部構造や動作を明らかにする方法
    - 耐タンパ性
      - 英単語：tamper
        
        改ざん
      - 防護策により、外部からの解析を難しくする性質
      - ex) 信号の読出しプローブ取付け検出により、ICチップ内の保存情報を消去する回路を設ける
      - ex) ROMのプログラムを暗号化
        （実行時に必要分だけ復号化）
- 省電力設計
  - 消費電力
    - 複数ユニットの消費電力＝
      ユニット毎の消費電力の総和
    - 突入電流
      - 電源投入時、定常時よりもはるかに大きい電流（100倍以上）が短時間流れること。
      - ＝始動電流
      - 影響
        
        ex) ヒューズが切れる
        
        ex) 接続機器の電圧降下
        
        ex) 接続機器の瞬断
  - 電源制御
    - 使用しないブロックの無効化により、不要な電力消費を抑える
    - 制御により、復帰時間が長くなることを考慮する必要がある
    - 制御方法
      - クロックゲーティング
        
        動作不要ブロックに供給するクロックを停止する
        
        機能ブロックごとにクロック供給のON/OFFを指定できるLSIも多い。
        
        リーク電流
        
        クロック停止中に流れる微弱電流
        
        当該電気回路内へ意図せず漏れ出した電流
        
        ×：復帰時に発信待ち時間がかかる
      - パワーゲーティング
        
        動作不要ブロックの電源供給を停止する
        
        ○：リーク電流が少ない（クロックゲーティング比較）
        
        ×：復帰までに長い時間を要する
  - 動作周波数制御
    - CPUなどの論理回路の動作周波数を変更する
    - ex) 負荷の重い処理を行っていない場合は、クロック周波数を落とす
    - ×：変更時、同時にタイマの分周設定も必要に応じて設定しなおす必要がある
- 安全性設計
  - フォールトトレラント
    - 概要
      - 故障などが発生しても、影響を受けずに正常動作を続けられるようにすること
    - 考え方
      - フェールセーフ
        
        装置故障時、利用者にとって安全に動作させる
        
        ex) 自動販売機
        
        故障時に電源をシャットダウンし、安全に装置を停止
      - フェールソフト
        
        機能や性能が低下に関わらず、不具合箇所を自動的に切り離し、システムの一部分で動作させる
      - フールプルーフ
        
        不具合による誤動作要因を事前に取り除く
        
        ex) コネクタ接続部に切り欠きを設け、コネクタ逆差しを防止する
        
        ex) 入力データをチェックし、誤りがあれば再入力を促す
  - フォールトアボイダンス
    - そもそも故障が起きにくくする
    - ex) 信頼性の高い部品を用いる
    - ex) ソフトウェアの信頼性を高める
  - EMC
    - Electromagnetic Compatibility：電磁両立性
      - Compatibility
        
        互換性
    - 電子機器の電気的な安全性、安全動作を保証するための試験項目
    - 試験項目
      - EMI試験
        
        ElectroMagnetic Interference
        
        機器の動作により、他機器や人体に及ぼす影響を検査する
        
        放射される電磁波の周波数を強度を測定する
        
        SSCG
        
        Spread Spectrum Clock Generator
        
        クロックジェネレータにおける放射電磁波のピークを抑える技術
        
        クロック周波数をわずかに変動させ、放射ノイズを低減
        
        ★要追加
      - イミュニティ試験
        
        immunity
        
        免役
        
        ★要追加
        
        外界からの電気的影響により、装置が誤動作/故障しないことを検証する
        
        ★要追加
  - 電源関係の安全対策
    - 電源の瞬断
      - ex) UPSを用いる
    - 漏電・感電
      - ex) 容易に触れられない構造にする
      - ex) 装置にアース線を接続する
５．リアルタイムOS
- 特徴と構成
  - 特徴
    - 限定されたディスクサイズ
    - ディスクレス起動
    - リアルタイム性
    - 高信頼性
    - OS構成要素のカスタマイズ
  - 構成
    - カーネル
      - タスクの実行管理
    - ドライバ
      - ハードウェアアクセス機能
  - 考え方
    - マイクロカーネルOS
      - 最小限の機能を盛り込んだOS
    - モノリシックカーネルOS
      - 標準機能を盛り込んだOS
      - monolithic:一枚岩(モノリス)のような
  - システムコール
    - タスク管理
      - タスク自体の制御
    - 同期・通信制御
      - タスク間での同期制御、タスク間制御
    - 時間管理
      - システムタイマの設定・取得など
    - メモリ管理
- タスク管理
  - 状態遷移
    - 実行状態（Running）
      - 実行中
    - 待ち状態（Waiting）
      - 外部イベント待ちなど、実行が停止している状態
    - 実行可能状態（Ready）
      - タスク起動後
      - 他タスク実行状態のため、実行できない状態
    - 休止状態
      - タスク生成後状態
    - 未登録状態
      - タスク未生成
  - スケジューリング
    - ラウンドロビン方式
      - 概要
        
        分割されたCPU時間をタスクに順次割り振るスケジューリング
        
        round robin：総当たり戦、持ち回り
        
        量子時間
        
        分割されたCPU時間
        
        ＝タイムスライス
        
        タイムシェアリング
        
        均等に分配する方式
    - 到着順方式
      - 概要
        
        CPU割り当てを要求した順に実行権を与える
        
        優先度を考慮しない
        
        FCFS
        
        First Come First Served
    - 優先度方式
      - 概要
        
        タスクの優先度が高いものから順に実行
      - プリエンプション
        
        優先度のより高いタスクが起動すると、現在実行中のタスクの実行権を横取りして動作させる
        
        preempt：横取り
      - コンテキスト切り替え
        
        タスク切り替え時の状態の保存・復元を行う
        
        頻繁なコンテキスト切り替えは、システム全体の性能を低下させる恐れがあり、スラッシングが発生する原因となるため、避けるべき。
      - レートモノトニックスケジューリング
        
        RMS（Rate Monotonic Scheduling
        
        英単語：monotonic
        
        単調な
        
        一定周期ごとに起動するスケジューリング
        
        同じ周期で複数タスクが起動する場合は、設定したタスク優先度に準ずる
        
        起動周期が短いタスクの優先度を高くしたほうが、不具合につながりにくい
      - 最短ジョブ優先
        
        処理時間が短いタスク優先度を上げる方法
        
        ＝最短時間順
        
        ＝SJF（Shortest Job First）
- 同期制御
  - イベントフラグ
    - タスク間同期方法
  - メールボックス
    - タスク間通信
    - イベントフラグよりもカーネルの負荷大
  - セマフォ
    - 排他が必要な資源の同期制御
    - 操作
      - P操作
        
        資源獲得
        
        由来：passeren（通行許可）
      - V操作
        
        資源解放
        
        由来：verhoog（通行禁止）
      - 覚え方
        
        P→Vで取得
        
        Promotion Video の順！
    - 種類
      - ゼネラルセマフォ
        
        P/V操作でカウンタ値を変化させ、初期値で設定した数までの同時アクセスを許可する方法
        
        ＝カウンティングセマフォ
        
        ＝カウンタセマフォ
- 優先度逆転/デッドロック
  - 優先度逆転
    - ＝プライオリティ・インバージョン
    - 概要
      - “低”優先度タスクが”高”優先度タスクより早く実行される現象。
      - ex1) セマフォを使用した排他制御において異なる優先度のタスクが同じ資源を獲得する際、低優先度タスクが先に資源を獲得すると、高優先度タスクが獲得できなくなり、先に低優先度タスクが動く。すなわち、優先度が逆転する。
      - ex2) 高優先タスクが低優先タスクと共有する資源の待ち中に、中優先タスクに優先権を取られてしまう現象
    - 対策
      - プライオリティ・インヘリタンス
        
        優先度継承
        
        優先度逆転を解消するためのスケジューリング
        
        低優先タスクが高優先タスクの優先度を継承する。
        それによって中優先タスクが低優先タスクに先立って動作することを防ぐ。
        
        デッドロックは解消できない
      - プライオリティ・シーリング
        
        Priority Ceiling Protocol：PCP
        
        プライオリティ・インヘリタンスを改良したもの
        
        優先度逆転を解消するためのスケジューリング
        
        あるタスクが特定資源を占有すると、優先度を一時的に上限まで高める。
        （資源に対する上限を事前に決めておく）
        
        性能面に影響を及ぼす
  - デッドロック
    - 概要
      - 複数タスクから同資源の取り合いにより、いずれのタスクも動作できなくなる現象
    - 発生条件
      - 以下、４条件のAND
        
        ①相互排除
        
        １タスクからしか同時に使用できない資源がある
        
        ②獲得と待機
        
        ある資源獲得中に、別資源の獲得要求を出し待機
        
        ③プリエンプトできない
        
        資源の横取りができず、解放するまで待つしかない
        
        ④循環待機
        
        ２つ以上のタスクにおいて、資源の獲得と要求のリンクが循環している
    - 予防策
      - 以下のいずれかを行う
        
        ②獲得と待機
        
        タスクの実行前に必要な全資源を獲得しておく。
        
        ただし、システム全体として非効率になる場合がある。
        
        ③プリエンプトできない
        
        資源獲得失敗時、現在獲得中の全資源を開放する。
        
        ただし、確実に処理を再開できるようにしておく必要がある。（解放した資源を使う処理をやり直す必要が生じる場合もあるため）
        
        ④循環待機
        
        複数資源に対して獲得する順序をシステム内でルール化しておく。（ex. 獲得順序を資源Y→資源Xと定めておく）
        
        ただし、優先度逆転は発生することに注意。
- 性能指標
  - 性能指標
    - CPU時間
      - CPU処理中
    - 待ち時間
      - 命令を受けてから処理開始まで
    - 入出力時間
      - 処理に関連する入出力時間
    - ターンアラウンドタイム（TAT）
      - 命令を受けてから全処理結果を出すまで
    - 応答時間
      - 命令を受けてから処理結果を出し始めるまで
    - スループット
      - 単位時間当たりの処理件数
    - CPU使用率
      - CPU利用時間（各タスク合計）÷システム稼働時間
  - リアルタイム性
    - ワーストケース見積り
      - 同時発生の可能性がある処理を、全て動作させたことを想定して処理時間を見積もる
      - 検討項目
        
        並行動作する各タスクの優先度
        
        入出力と内部処理の負荷バランス
        
        割込みの発生頻度と処理負荷
        
        割込み禁止期間の適切な設定
    - ハードリアルタイム
      - 制限時間内に処理を終えないと、動作が成立しなくなるもの
      - ex) エンジン＠自動車、モーションコントロール＠制御機器
    - ソフトリアルタイム
      - 制限時眼内に処理が終わらなくても動作継続可能だが、利用者にとっての価値が低下するもの
      - ex) DVDプレーヤーにて、リモコンボタン連打による処理負荷でデコーダの処理が間に合わない場合、コマ落ちするが再生できる。
- 組込OSの種類
  リンク: furien.jp/columns/192/
  - ITRON
    - 開発元
      - TRONプロジェクト
    - 特徴
      - ライセンス無料
      - 日本でもっとも主流なRTOS
    - 派生OS
      - ITRON2
        
        大規模プロセッサ向け
      - μITRON
        
        機能をさらに限定
        
        ITRONの機能をさらに限定したRTOS
    - 搭載機器
      - 炊飯器
      - TVレコーダー
      - 自動車
      - ガラケー
  - T-Kernel
    - 開発元
      - トロンフォーラム
    - 特徴
      - T-Engine用の組込みOS
        
        T-Engine
        
        ミドルウェアを用いて組込みシステムを高効率化することを目的としたプロジェクト
      - ライセンス無料（登録必須）
    - 搭載機器例
      - 家庭用プリンター
      - 据え置きゲーム機
      - 小惑星探査機はやぶさ2
  - VxWorks
    - 開発元
      - Wind River Systems（インテルの子会社）
    - 特徴
      - 比較的大きな組込み機器に使用されることが多い
      - HW高性能化により、小型組込み機器への利用も増えた
    - 搭載機器例
      - NASA火星探査機マーズ・パスファインダー
      - キュリオシティ
      - 大型の産業機器
      - 家電製品
  - RT-Linux（RealTime Linux）
    - 特徴
      - パッチをあてることでリアルタイム性を強化したLinux
      - Linuxのタイマー管理部を利用し、リアルタイムスケジューラを動かすことで特定アプリケーションだけをリアルタイムで動かせるようにしただけ
    - 搭載機器例
      - ロボット
      - IoT製品
      - Raspberry Pi
  - Embedded Linux
    - 特徴
      - 携帯電話や情報機器向けにLinuxを流用しようという目的
      - 必要とする機能以外を省ける
      - 省メモリで動作するように工夫
      - リアルタイム性などでは一般のRTOSに比べて著しく劣っている
  - Windows CE
    - 開発元
      - Microsoft（1996年）
    - 特徴
      - 一般利用のハードルが低い
        
        Visual Studioでの開発が可能
      - ライセンスは組み込んだ機器一つひとつに必要
    - 搭載機器例
      - 小型端末
      - カーナビ
      - PDA
      - スマートフォン
  - INtime
    - 開発元
      - RadiSys
    - 特徴
      - WindowsOSと同時利用が可能
      - ライセンスはTenAsysとの契約が必要
  - LynxOS
    - 開発元
      - Lynx Software Technologies
    - 特徴
      - UNIXライクなRTOS
      - POSIX互換