はじめに
目次
本書の使い方
応用技術者試験とは?
■■Chapter 1 基礎理論(離散数学)
1-1 2進数とn進数
2進数と各基数との関係
基数と桁の重み
n進数と10進数間の基数変換
2進数と8進数・16進数間の基数変換
1-2 2進数の計算と数値表現
2の補数と負の数のあらわし方
固定小数点数
浮動小数点数
よく使われる浮動小数点数
1-3 シフト演算と2進数のかけ算わり算
論理シフト
算術シフト
あふれ(オーバーフロー)
シフト演算を用いたかけ算とわり算
1-4 誤差
けたあふれ誤差
丸め誤差
打切り誤差
けた落ち
情報落ち
1-5 集合と論理演算
集合とベン図
集合演算
式の変形とド・モルガンの法則
命題と論理演算
真理値表
カルノー図法
■■Chapter 2 基礎理論(応用数学)
2-1 思い出しておきたい数値計算たち
平方根(√)
対数(log)
数列の和(Σ)
階乗(n!)
2-2 確率
確率と場合の数
順列と組合せ
確率の基本性質
確率変数と期待値
確率の加法定理と乗法定理
マルコフ過程
2-3 統計
正規分布と標準偏差
2-4 グラフ理論
ノードとエッジ
グラフの種類
グラフのデータ構造
重み付きグラフ
■■Chapter 3 情報に関する理論
3-1 情報量
平均情報量(エントロピー)
3-2 符号化とデータ圧縮
平均情報量で見るデータ量の理論値
ハフマン符号化
ランレングス符号化
3-3 オートマトン
有限オートマトン
正規表現によるパターン表現
3-4 形式言語
文脈自由文法
形式言語の定義って,なぜ必要?
BNF記法(バッカス・ナウア記法)
■■Chapter 4 ディジタルデータのあらわし方
4-1 ビットとバイトとその他の単位
1バイトであらわせる数の範囲
様々な補助単位
4-2 文字の表現方法
文字コード表を見てみよう
文字コードの種類とその特徴
UnicodeとUTF-8
4-3 画像など,マルチメディアデータの表現方法
画像データは点の情報を集めたもの
音声データは単位時間ごとに区切りを作る
■■Chapter 5 コンピュータの回路を知る
5-1 論理回路
代表的な論理回路
フリップフロップ回路
5-2 半加算器と全加算器
半加算器は,どんな理屈で出来ている?
全加算器は,どんな理屈で出来ている?
5-3 ビット操作とマスクパターン
ビットを反転させる
特定のビットを取り出す
5-4 論理回路とLSI
システムLSI
カスタムICとFPGA
5-5 組込みシステムにおけるコンピュータ制御
センサとアクチュエータ
機器の制御方式
■■Chapter 6 CPU(Central Processing Unit)
6-1 CPUとコンピュータの5大装置
5大装置とそれぞれの役割
6-2 ノイマン型コンピュータ
主記憶装置のアドレス
6-3 CPUの命令実行手順とレジスタ
レジスタの種類とそれぞれの役割
命令の実行手順その①「命令の取り出し(フェッチ)」
命令の実行手順その②「命令の解読」
命令の実行手順その③「対象データ(オペランド)読み出し」
命令の実行手順その④「命令実行」
6-4 機械語のアドレス指定方式
即値アドレス指定方式
直接アドレス指定方式
間接アドレス指定方式
インデックス(指標)アドレス指定方式
ベースアドレス指定方式
相対アドレス指定方式
主記憶装置上のバイトオーダ
6-5 CPUの性能指標
クロック周波数は頭の回転速度
1クロックに要する時間
CPI(Clock cycles Per Instruction)
MIPS(Million Instructions Per Second)
命令ミックス
6-6 CPUの高速化技術
パイプライン処理
分岐予測と投機実行
スーパーパイプラインとスーパースカラ
VLIW(Very Long Instruction Word)
CISCとRISC
6-7 並列処理(Parallel Processing)
フリンの分類
マルチプロセッサと主記憶装置
アムダールの法則
■■Chapter 7 メモリ
7-1 メモリの分類
RAMの種類いろいろ
ROMの種類いろいろ
7-2 主記憶装置と高速化手法
キャッシュメモリ
プログラムの局所参照性
主記憶装置への書き込み方式
ヒット率と実効アクセス時間
キャッシュメモリの割り当て方式
メモリインターリーブ
■■Chapter 8 ハードディスクとその他の補助記憶装置
8-1 ハードディスクの構造と記録方法
セクタとトラック
ハードディスクの記憶容量
ファイルはクラスタ単位で記録する
データへのアクセスにかかる時間
8-2 フラグメンテーション
デフラグで再整理
8-3 RAIDはハードディスクの合体技
RAIDの種類とその特徴
8-4 ハードディスク以外の補助記憶装置
光ディスク
光磁気ディスク(MO: Magneto Optical Disk)
磁気テープ
フラッシュメモリ
SSD(Solid State Drive)
■■Chapter 9 バスと入出力デバイス
9-1 バスアーキテクチャ
パラレル(並列)とシリアル(直列)
入出力制御方式
9-2 入出力インタフェース
システムバスのインタフェース
パラレル方式の外部バスインタフェース
シリアル方式の外部バスインタフェース
無線インタフェース
9-3 入出力デバイス
キーボードとポインティングデバイス
読み取り装置とバーコード
ディスプレイの種類と特徴
解像度と,色のあらわし方
VRAM(ビデオRAM)の話
プリンタの種類と特徴
プリンタの性能指標
■■Chapter 10 オペレーティングシステム
10-1 OSの仕事
ソフトウェアの分類
基本ソフトウェアは3種類のプログラム
代表的なOS
10-2 ジョブ管理
ジョブ管理の流れ
スプーリング
10-3 タスク管理
タスクの状態遷移
ディスパッチャとタスクスケジューリング
マルチプログラミング
割込み処理
リアルタイムOS
10-4 タスクの排他/同期制御
排他制御が必要な理由
セマフォ
デッドロック
同期制御とイベントフラグ
タスク間の通信
10-5 実記憶管理
固定区画方式
可変区画方式
フラグメンテーションとメモリコンパクション
オーバーレイ方式
スワッピング方式
10-6 再配置可能プログラムとプログラムの4つの性質
再配置可能(リロケータブル)
再使用可能(リユーザブル)
再入可能(リエントラント)
再帰的(リカーシブ)
10-7 仮想記憶管理
なんで仮想記憶だと自由なの?
実記憶の容量よりも大きなサイズを提供する仕組み
ページング方式
ページの置き換えアルゴリズム
ページングとスワッピング
10-8 UNIX系OS
ファイルシステムの特徴
標準ストリーム
リダイレクションとパイプ
■■Chapter 11 プログラムの作り方
11-1 プログラミング言語とは
代表的な言語とその特徴
11-2 言語プロセッサ
インタプリタとコンパイラ
特殊な言語プロセッサ
11-3 コンパイラ方式でのプログラム実行手順
コンパイラの仕事
コンパイラの最適化手法
リンカの仕事
ローダの仕事
11-4 構造化プログラミング
制御構造として使う3つのお約束
11-5 変数は入れ物として使う箱
たとえばこんな風に使う箱
変数の記憶期間と関数
関数の呼び出しと変数の関係
11-6 アルゴリズムとフローチャート
フローチャートで使う記号
試しに1から10までの合計を求めてみる
11-7 データ構造
配列
リスト
キュー
スタック
スタックと逆ポーランド記法
11-8 木(ツリー)構造
2分木というデータ構造
完全2分木
2分探索木
ヒープ
AVL木
2分木の走査順序
11-9 データを探索するアルゴリズム
線形探索法
2分探索法
ハッシュ法
各アルゴリズムにおける探索回数
11-10 データを整列させるアルゴリズム
基本交換法(バブルソート)
基本選択法(選択ソート)
基本挿入法(挿入ソート)
より高速な整列アルゴリズム
11-11 オーダ記法
各アルゴリズムのオーダ
11-12 再帰法
階乗の計算に見る再帰呼び出しの流れ
■■Chapter 12 データベース
12-1 DBMSと関係データベース
関係データベースは表,行,列で出来ている
表を分ける「正規化」という考え方
関係演算とビュー表
データベースの設計
スキーマ
12-2 主キーと外部キー
主キーは行を特定する鍵のこと
外部キーは表と表とをつなぐ鍵のこと
インデックス
12-3 正規化
非正規形の表は繰り返し部分を持っている
第1正規形の表は繰り返しを除いたカタチ
関数従属と部分関数従属
第2正規形の表は部分関数従属している列を切り出したカタチ
第3正規形の表は主キー以外の列に関数従属している列を切り出したカタチ
12-4 SQLでデータベースを操作する
SELECT文の基本的な書式
特定の列を抽出する(射影)
特定の行を抽出する(選択)
条件を組み合わせて抽出する
その他の条件指定方法
同一データを重複させずに抽出する
表と表を結合する(結合)
データを整列させる
関数を使って集計を行う
データをグループ化する
グループに条件をつけて絞り込む
12-5 副問合せ
INを用いた副問合せ
EXISTSを用いた副問合せ
12-6 表の定義や行の操作を行うSQL文
表の定義
行の挿入・更新・削除
ビューの定義
更新可能なビュー
12-7 トランザクション管理と排他制御
トランザクションとは処理のかたまり
排他制御とはロックする技
トランザクションに求められるACID特性
ストアドプロシージャ
12-8 データベースの障害管理
コミットとロールバック
データベースを復旧させるロールフォワード
チェックポイント
分散データベースと2相コミット
■■Chapter 13 ネットワーク
13-1 LANとWAN
データを運ぶ通信路の方式とWAN通信技術
LANの接続形態(トポロジー)
現在のLANはイーサネットがスタンダード
イーサネットはCSMA/CD方式でネットワークを監視する
トークンリングとトークンパッシング方式
線がいらない無線LAN
クライアントとサーバ
13-2 プロトコルとパケット
プロトコルとOSI基本参照モデル
なんで「パケット」に分けるのか
ネットワークの伝送速度
13-3 ネットワークを構成する装置
LANの装置とOSI基本参照モデルの関係
NIC(Network Interface Card)
リピータ
ブリッジ
ハブ
ルータ
ゲートウェイ
13-4 データの誤り制御
パリティチェック
水平垂直パリティチェック
CRC(巡回冗長検査)
ハミング符号
ビット誤り率
13-5 TCP/IPを使ったネットワーク
TCP/IPの中核プロトコル
IPアドレスはネットワークの住所なり
グローバルIPアドレスとプライベートIPアドレス
IPアドレスは「ネットワーク部」と「ホスト部」で出来ている
IPアドレスのクラス
ブロードキャスト
サブネットマスクでネットワークを分割する
MACアドレスとIPアドレスは何がちがう?
TCP/IPとパケットヘッダ
MACアドレスとIPアドレスの変換
DHCPは自動設定する仕組み
NATとIPマスカレード
ドメイン名とDNS
ネットワークを診断するプロトコル
ネットワークを管理するプロトコル
13-6 ネットワーク上のサービス
代表的なサービスたち
サービスはポート番号で識別する
13-7 WWW(World Wide Web)
Webサーバに,「くれ」と言って表示する
WebページはHTMLで記述する
URLはファイルの場所を示すパス
Webサーバと外部プログラムを連携させる仕組みがCGI
13-8 電子メール
メールアドレスは,名前@住所なり
メールの宛先には種類がある
電子メールを送信するプロトコル(SMTP)
電子メールを受信するプロトコル(POP)
電子メールを受信するプロトコル(IMAP)
MIME
電子メールは文字化け注意!!
■■Chapter 14 セキュリティ
14-1 ネットワークに潜む脅威
セキュリティマネジメントの3要素
セキュリティポリシ
個人情報保護法とプライバシーマーク
14-2 ユーザ認証とアクセス管理
ユーザ認証の手法
アクセス権の設定
ソーシャルエンジニアリングに気をつけて
不正アクセスの手法と対策
rootkit (ルートキット)
14-3 コンピュータウイルスの脅威
コンピュータウイルスの種類
ウイルス対策ソフトと定義ファイル
ビヘイビア法
ウイルスの予防と感染時の対処
14-4 ネットワークのセキュリティ対策
ファイアウォール
パケットフィルタリング
アプリケーションゲートウェイ
WAF(Web Application Firewall)の設置位置
ペネトレーションテスト
14-5 暗号化技術とディジタル署名
盗聴・改ざん・なりすましの危険
暗号化と復号
盗聴を防ぐ暗号化(共通鍵暗号方式)
盗聴を防ぐ暗号化(公開鍵暗号方式)
改ざんを防ぐディジタル署名
なりすましを防ぐ認証局(CA)
代表的な暗号アルゴリズム
■■Chapter 15 システム開発
15-1 ソフトウェアライフサイクルと共通フレーム
共通フレーム2013のプロセス体系
システム開発のV字モデル
システム開発の調達を行う
開発コストの見積り
15-2 システムの代表的な開発手法
ウォータフォールモデル
プロトタイピングモデル
スパイラルモデル
開発の大まかな流れと対になる組み合わせ
基本計画(要件定義)
設計
プログラミング
テスト
レビュー
CASEツール
プロセス成熟度モデル
15-3 システムの様々な開発手法
RAD(Rapid Application Development)
アジャイルとXP(eXtreme Programming)
リバースエンジニアリング
マッシュアップ
15-4 業務のモデル化
DFD
E-R図
15-5 ユーザインタフェース
CUIとGUI
GUIで使われる部品
画面設計時の留意点
帳票設計時の留意点
ユニバーサルデザイン
ユーザビリティの評価手法
15-6 コード設計と入力のチェック
コード設計のポイント
チェックディジット
コードの種類
入力ミスを判定するチェック方法
15-7 モジュールの分割
モジュールに分ける利点と留意点
モジュールの分割技法
モジュールの独立性を測る尺度
15-8 オブジェクト指向プログラミング
オブジェクト指向の「カプセル化」とは
クラスとインスタンス
クラスには階層構造がある
汎化と特化( is a関係)
集約と分解( part of関係)
多態性(ポリモーフィズム)
15-9 UML(Unified Modeling Language)
UMLのダイアグラム(図)
クラス図
ユースケース図
アクティビティ図
シーケンス図
15-10 テスト
テストの流れ
ブラックボックステストとホワイトボックステスト
テストデータの決めごと
ホワイトボックステストの網羅基準
テスト支援ツール…
トップダウンテストとボトムアップテスト
リグレッションテスト
バグ管理図と信頼度成長曲線
■■Chapter 16 システム構成と故障対策
16-1 コンピュータを働かせるカタチの話
シンクライアントとピアツーピア
3層クライアントサーバシステム
オンライントランザクション処理とバッチ処理
クラスタリングシステム
グリッドコンピューティング
16-2 システムの性能指標
スループットはシステムの仕事量
レスポンスタイムとターンアラウンドタイム
16-3 システムを止めない工夫
デュアルシステム
デュプレックスシステム
16-4 システムの信頼性と稼働率
RASIS(ラシス)
平均故障間隔(MTBF:Mean Time Between Failure)
平均修理時間(MTTR:Mean Time To Repair)
システムの稼働率を考える
直列につながっているシステムの稼働率
並列につながっているシステムの稼働率
「故障しても耐える」という考え方
バスタブ曲線
システムに必要なお金の話
16-5 転ばぬ先のバックアップ
バックアップの方法
■■Chapter 17 システム周りの各種マネジメント
17-1 プロジェクトマネジメント
作業範囲を把握するためのWBS
17-2 スケジュール管理とアローダイアグラム
アローダイアグラムの書き方
全体の日数はどこで見る?
最早結合点時刻と最遅結合点時刻
クリティカルパス
スケジュール短縮のために用いる手法
17-3 ITサービスマネジメント
SLA(Service Level Agreement)
サービスサポート
サービスデスクの組織構造
サービスデリバリ
ファシリティマネジメント
17-4 システム監査
システム監査人と監査の依頼者,被監査部門の関係
システム監査の手順
システムの可監査性
監査報告とフォローアップ
■■Chapter 18 業務改善と分析手法
18-1 PDCAサイクルとデータ整理技法
ブレーンストーミング
バズセッション
KJ法
決定表(デシジョンテーブル)
18-2 グラフ
レーダチャート
ポートフォリオ図
18-3 QC七つ道具と呼ばれる品質管理手法たち
層別
パレート図
散布図
ヒストグラム
管理図
特性要因図
チェックシート
■■Chapter 19 企業と法務
19-1 企業活動と組織のカタチ
代表的な組織形態と特徴
CIOとCEO
19-2 電子商取引(EC:Electronic Commerce)
取引の形態
EDI
カードシステム
19-3 経営戦略と自社のポジショニング
SWOT分析
プロダクトポートフォリオマネジメント(PPM:Product Portfolio Management)
コアコンピタンスとベンチマーキング
19-4 外部企業による労働力の提供
請負と派遣で違う,指揮命令系統
19-5関連法規いろいろ
著作権
産業財産権
法人著作権
著作権の帰属先
製造物責任法(PL法)
労働基準法と労働者派遣法
不正アクセス禁止法
刑法
19-6 費用と利益
費用には「固定費」と「変動費」がある
損益分岐点
変動比率と損益分岐点
19-7 在庫の管理
先入先出法と後入先出法
19-8 財務諸表は企業のフトコロ具合を示す
貸借対照表
損益計算書
過去問に挑戦!
索引
きたみりゅうじ氏による情報処理技術者試験本「キタミ式イラストIT塾」の応用情報技術者試験本です。「ITパスポート」、「基本情報技術者試験」同様キタミ式の特徴である,すべての解説をイラストベースで行っており,とてもわかりやすい解説となっているため,試験範囲が広く、かつ深い理解度が必要とされる応用情報技術者試験にとって,まず大切となる「試験範囲の内容をひととおり理解して,試験の内容を理解し対策すること」ができる書籍となっています。過去問の解説は金子則彦氏,監修は放送大学元大学長の岡部洋一先生です。
・文系・インフラエンジニアは基本情報ではなく応用情報を取るべき[2022-03-31に投稿]
・【IT資格】価値のある資格/ない資格【主観100%】[2021-12-19に投稿]
・応用情報技術者試験に滑り込みセーフで受かった記録[2021-11-10に投稿]
・令和3年度春期 応用情報技術者試験 合格体験記[2021-08-08に投稿]
・1ヶ月の勉強で経産相のサイン(コピー)を一発で貰う方法【応用情報】【基本情報・ITパス未取得】[2021-07-16に投稿]
・【応用情報】シンプルな勉強法[2021-06-27に投稿]
・基本情報を飛ばして応用情報を受けた話[2021-04-14に投稿]