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zoom RSS 基本情報処理 平成25年 春期 午前 問11-問20

<<   作成日時 : 2014/02/06 06:22   >>

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【基本情報処理 平成25年 春期 午前 問11-問20】
問11 問12 問13 問14 問15 問16 問17 問18 問19 問20

【基本情報処理 平成25年 春期 午前 問11】


 MPUの割込みには外部割込みと内部割込みがある。外部割込みの例として,適切なものはどれか。



(1) 0で除算をしたときに発生する割込み

(2) ウォッチドッグタイマのタイムアウトが起きたときに発生する割込み

(3) 未定義命令を実行しようとしたときに発生する割込み

(4) メモリやデバイスが存在しない領域にアクセスしたときに発生する割込み


【解答】(2)《( )をドラッグしてください》

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【基本情報処理 平成25年 春期 午前 問12】


 図に示す構成で,表に示すようにキャッシュメモリと主記憶のアクセス時間だけが異なり,他の条件は同じ2種類のCPU XとYがある。
 あるプログラムをCPU XとYでそれぞれ実行したところ,両者の処理時間が等しかった。このとき,キャッシュメモリのヒット率は幾らか。ここで,CPUの処理以外の影響はないものとする。




(1) 0.75    (2) 0.90    (3) 0.95    (4) 0.96


【解答】(2)《( )をドラッグしてください》

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【基本情報処理 平成25年 春期 午前 問13】


 Bluetoothの説明として,適切なものはどれか。



(1) 1台のホストは最大127台のデバイスに接続することができる。

(2) 規格では,1,000m以上離れた場所でも通信可能であると定められている。

(3) 通信方向に指向性があるので,接続対象の機器同士を向かい合わせて通信を行う。

(4) 免許不要の2.4GHz帯の電波を利用して通信する。


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【基本情報処理 平成25年 春期 午前 問14】


 フォールトトレラントシステムの説明として,適切なものはどれか。



(1) システムが部分的に故障しても,システム全体としては必要な機能を維持するシステム

(2) 地域的な災害などの発生に備えて,遠隔地に予備を用意しておくシステム

(3) 複数のプロセッサがネットワークを介して接続され,資源を共有するシステム

(4) 複数のプロセッサで一つのトランザクションを並行して処理し,結果を照合するシステム


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【基本情報処理 平成25年 春期 午前 問15】


 MTBFが45時間でMTTRが5時間の装置がある。この装置を二つ直列に接続したシステムの稼働率は幾らか。



(1) 0.81    (2) 0.90    (3) 0.95    (4) 0.99


【解答】(1)《( )をドラッグしてください》

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【基本情報処理 平成25年 春期 午前 問16】


 コンピュータシステムによって単位時間当たりに処理される仕事の量を表す用語はどれか。



(1) スループット       (2) ターンアラウンドタイム

(3) タイムスライス      (4) レスポンスタイム


【解答】(1)《( )をドラッグしてください》

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【基本情報処理 平成25年 春期 午前 問17】


 アプリケーションの変更をしていないにもかかわらず,サーバのデータベース応答性能が悪化してきたので,表のような想定原因と,特定するための調査項目を検討した。調査項目cとして,適切なものはどれか。

想定原因調査項目
・同一マシンに他のシステムを共存させたことによる負荷の増加
・接続クライアント数の増加による通信量の増加
a
・非定型検索による膨大な処理時間を要するSQL文の発行b
・フラグメンテーションによるディスクI/Oの増加c
・データベースバッファの容量の不足d



(1) 遅い処理の特定

(2) 外的要因の変化の確認

(3) キャッシュメモリのヒット率の調査

(4) データの格納状況の確認


【解答】(4)《( )をドラッグしてください》

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【基本情報処理 平成25年 春期 午前 問18】


 三つのタスクの優先度と,各タスクを単独で実行した場合のCPUと入出力装置(I/O)の動作順序と処理時間は,表のとおりである。三つのタスクが同時に実行可能状態になってから,全てのタスクの実行が終了するまでの,CPUの遊休時間は何ミリ秒か。ここで,I/Oは競合せず,OSのオーバヘッドは考慮しないものとする。また,表の( )内の数字は処理時間を示す。

優先度単独実行時の動作順序と処理時間(単位 ミリ秒)
CPU(3) → I/O(5) → CPU(2)
CPU(2) → I/O(6) → CPU(2)
CPU(1) → I/O(5) → CPU(1)



(1) 1     (2) 2      (3) 3     (4) 4


【解答】(3)《( )をドラッグしてください》

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【基本情報処理 平成25年 春期 午前 問19】


 主記憶の管理方式とマルチプログラミングでのプログラムの多重度の組合せで,スラッシングが発生しやすいのはどれか。



主記憶の管理方式プログラムの多重度
(1)仮想記憶方式大きい
(2)仮想記憶方式小さい
(3)実記憶方式大きい
(4)実記憶方式小さい


【解答】(1)《( )をドラッグしてください》

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【基本情報処理 平成25年 春期 午前 問20】


 仮想記憶管理におけるページ置換えの方式のうち,LRU制御方式はどれか。



(1) 各ページに参照フラグと変更フラグを付加して管理し,参照なしかつ変更なしのページを優先して置き換える。

(2) 主記憶にある全てのページを同一の確率でランダムに選択し,置き換える。

(3) 最も長い間参照されていないページを置き換える。

(4) 最も長い間主記憶にあったページを置き換える。


【解答】(3)《( )をドラッグしてください》

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【問11:解説】


MPUの割込みには外部割込みと内部割込みがある。外部割込みの例として,適切なものは「ウォッチドッグタイマのタイムアウトが起きたときに発生する割込み」です。

MPU(Micro Processing Unit)は,マイクロプロセッサのことでCPU(Central Processing Unit)と同じ意味で使われます。
割込みは,プログラムの実行中に別の優先度の高い処理要求が発生した場合に,その処理に実行を移すことをいいます。CPU の処理手順や実行中のプログラムによって発生する内部割込みと,CPU の処理手順や実行中のプログラムとは関係なく発生する外部割込みがあります。
ウォッチドッグタイマ(watchdog timer)は,一定時間後にシステムをリセットするようにセットされた減算式のタイマです。システムが正常な場合は,リセットが働かないようにシステムのほうで一定時間前にタイマをクリアし続けます。システム異常の場合,タイマをリセットできずにシステムのほうがリセットされます。


0で除算をしたときに発生する割込みは,内部割込みです。

未定義命令を実行しようとしたときに発生する割込みは,内部割込みです。

メモリやデバイスが存在しない領域にアクセスしたときに発生する割込みは,内部割込みです。


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【問12:解説】



図に示す構成で,表に示すようにキャッシュメモリと主記憶のアクセス時間だけが異なり,他の条件は同じ2種類のCPU XとYがある。
 あるプログラムをCPU XとYでそれぞれ実行したところ,両者の処理時間が等しかった。
 このとき,キャッシュメモリのヒット率は次のようにして求めます。

キャッシュメモリのヒット率をhとすると,

処理時間=キャッシュメモリのアクセス時間×h+主記憶のアクセス時間×(1−h)

CPU X と Y の両者の処理時間は等しいとなっているので,

  CPU X の処理時間=CPU Y の処理時間
40×h+400×(1−h)=20×h+580×(1−h)
    400−360×h=580−560×h
       200×h=180
         h=180/200
         h=0.90

キャッシュメモリのヒット率は「0.90」です。

キャッシュメモリ(cache memory)は,主記憶から読出したデータを保持し,CPU(Central Processing Unit)が後で同じデータを読込むときに処理を高速に行うことができるようにするために使われます。


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【問13:解説】


Bluetoothの説明として,適切なものは「免許不要の2.4GHz帯の電波を利用して通信する」です。

Bluetoothは,2.4GHz帯の電波を利用し,半径10mの範囲で1Mビット/秒程度までの通信速度を実現する無線技術です。


1台のホストは最大127台のデバイスに接続することができるのは,USB(Universal Serial Bus)のことです。

規格では,1,000m以上離れた場所でも通信可能であると定められているのは,長波長のレーザーを使用した光ファイバケーブルです。

通信方向に指向性があるので,接続対象の機器同士を向かい合わせて通信を行うのは,IrDA(Infrared Data Association)のことです。


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【問14:解説】


フォールトトレラントシステムの説明として,適切なものは「システムが部分的に故障しても,システム全体としては必要な機能を維持するシステム」です。

フォールトトレラントシステム(fault tolerant system)はシステムを多重化することで,コンピュータシステムの一部に障害が発生した場合でも,システムを継続運転できるようにすることです。


地域的な災害などの発生に備えて,遠隔地に予備を用意しておくシステムは,ホットサイトウォームサイトコールドサイトのことです。

複数のプロセッサがネットワークを介して接続され,資源を共有するシステムは,NAS(Network Attached Storage)です。

複数のプロセッサで一つのトランザクションを並行して処理し,結果を照合するシステムは,デュアルシステム(dual system)です。


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【問15:解説】


MTBFが45時間でMTTRが5時間の装置がある。この装置を二つ直列に接続したシステムの稼働率は次のようにして求めます。

MTBF(Mean Time Between Failure:平均故障間隔)は,システムが稼働している平均の時間です。
MTTR(Mean Time To Repair:平均修理時間)は,システムが故障して稼働していない平均の時間です。
稼働率(availability)は全運用時間のうちシステムが正常に稼働していた時間の割合で表します。
直列の稼働率は,片方が稼働している間,もう一方も稼働している確率で,両方が稼働している確率です。片方の装置の稼働率に接続した装置の稼働率をかけて求めます。

  装置の稼働率=MTBF/(MTBF+MTTR)
        =45/(45+5)
        =0.9

システムの稼働率=稼働率×稼働率
        =0.9×0.9
        =0.81

よって,直列に接続したシステムの稼働率は「0.81」になります。


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【問16:解説】


コンピュータシステムによって単位時間当たりに処理される仕事の量を表す用語は「スループット」です。

スループット(throughput)とは,コンピュータ・システムが単位時間内に処理できる仕事(ジョブ)の量や処理できるデータ量をあらわします。


ターンアラウンドタイム(turn around time)は,データが入力されたあとから結果が出力終了までの時間です。「CPU時間」「処理待ち時間」「入出力時間」の合計になります。

タイムスライス(time slice)方式は,各タスクに固定された実行時間を割り当てて,タスクの処理の実行を切り替えて行く方法です。

レスポンスタイム(response time)は,コンピュータに処理要求を出してから出力が始まるまでの時間のことです。


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【問17:解説】


想定原因調査項目
・同一マシンに他のシステムを共存させたことによる負荷の増加
・接続クライアント数の増加による通信量の増加
a
・非定型検索による膨大な処理時間を要するSQL文の発行b
・フラグメンテーションによるディスクI/Oの増加c
・データベースバッファの容量の不足d

アプリケーションの変更をしていないにもかかわらず,サーバのデータベース応答性能が悪化してきたので,表のような想定原因と,特定するための調査項目を検討した。調査項目cとして,適切なものは「データの格納状況の確認」です。

フラグメンテーション(fragmentation)は,磁気ディスクにファイルを記録するときに空き領域に記録していくので,飛び飛びに記録されることです。


遅い処理の特定は,「非定型検索による膨大な処理時間を要するSQL文の発行」を調べるための調査項目です。

外的要因の変化の確認は,「同一マシンに他のシステムを共存させたことによる負荷の増加」や「接続クライアント数の増加による通信量の増加」を調べるための調査項目です。

キャッシュメモリのヒット率の調査は,「データベースバッファの容量の不足」を調べるための調査項目です。


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【問18:解説】


優先度単独実行時の動作順序と処理時間(単位 ミリ秒)
CPU(3) → I/O(5) → CPU(2)
CPU(2) → I/O(6) → CPU(2)
CPU(1) → I/O(5) → CPU(1)

※I/Oは競合せず,OSのオーバヘッドは考慮しないものとする。また,表の( )内の数字は処理時間を示す。

三つのタスクの優先度と,各タスクを単独で実行した場合のCPUと入出力装置(I/O)の動作順序と処理時間は,表のとおりである。三つのタスクが同時に実行可能状態になってから,全てのタスクの実行が終了するまでの,CPUの使用状況は次のようになります。

 高   CPU(3)   I/O(5)    CPU(2)     CPUの処理時間
   ├-┴-┴-┼-┴-┴-┴-┴-┼-┴-┤    CPUの遊休時間
      中 CPU(2)   I/O(6)   CPU(2)
        ├-┴-┼-┴-┴-┴-┴-┴-┼-┴-┤
        低  CPU(1)  I/O(5)     CPU(1)
           ├-┼-┴-┴-┴-┴-┼-┴-┼-┤

よって,CPUの遊休時間は優先度低のCPUの処理が終わってから優先度高の入出力装置(I/O)の動作が終了するまでの2ミリ秒と優先度高のCPUの処理が終わってから優先度中の入出力装置(I/O)の動作が終了するまでの1ミリ秒を足した「3」ミリ秒になります。


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【問19:解説】


スラッシング(thrashing)は,仮想記憶方式のコンピュータシステムにおいて処理の多重度を増やしたところ,ページイン,ページアウトが多発して,システムの応答速度が急激に遅くなるような現象をいいます。

よって,主記憶の管理方式とマルチプログラミングでのプログラムの多重度の組合せで,スラッシングが発生しやすいのは次の組み合わせです。

主記憶の管理方式プログラムの多重度
仮想記憶方式大きい



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【問20:解説】


仮想記憶管理におけるページ置換えの方式のうち,LRU制御方式は「最も長い間参照されていないページを置き換える」です。

LRU(Least Recently Used)は,最も長い間参照されなかったブロックを不要とみなして置き換える方式のことです。参照時刻の一番古いブロックが置き換えられます。


各ページに参照フラグと変更フラグを付加して管理し,参照なしかつ変更なしのページを優先して置き換えるのは,NRU(Not Recently Used)制御方式です。

主記憶にある全てのページを同一の確率でランダムに選択し,置き換えるのは,ランダム置換です。

最も長い間主記憶にあったページを置き換えるのは,FIFO(First-in First-out)制御方式です。


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