著者紹介

内容

目次

はじめに 目次 本書の使い方 基本情報技術者試験とは？ Chapter 0 コンピュータは電気でものを考える 0-1 ち〝びっと〟だけど広がる世界 ●たとえばこんな感じで広がる世界 Chapter 1 「n進数」の扱いに慣れる 1-1 よく使われるn進数 ●2進数であらわす数値を見てみよう ●8進数と16進数だとどうなるか ●基数と桁の重み 1-2 基数変換 ●n進数から10進数への基数変換 ●10進数からn進数への基数変換（重みを使う方法） ●10進数からn進数への基数変換（わり算とかけ算を使う方法） ●2進数と8進数･16進数間の基数変換 Chapter 2 2進数の計算と数値表現 2-1 2進数の足し算と引き算 ●足し算をおさらいしながら引き算のことを考える ●負の数のあらわし方 ●引き算の流れを見てみよう 2-2 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 ●かけ算とわり算を見てみよう 2-3 小数点を含む数のあらわし方 ●固定小数点数 ●浮動小数点数 ●浮動小数点数の正規化 ●よく使われる浮動小数点数形式 2-4 誤差 ●けたあふれ誤差 ●情報落ち ●打切り誤差 ●けた落ち ●丸め誤差 Chapter 3 コンピュータの回路を知る 3-1 論理演算とベン図 ●ベン図は集合をあらわす図なのです ●論理積（AND）は「○○かつ××」の場合 ●論理和（OR）は「○○または××」の場合 ●否定（NOT）は「○○ではない」の場合 3-2 論理回路と基本回路 ●論理積回路（AND回路） ●論理和回路（OR回路） ●否定回路（NOT回路） 3-3 基本回路を組み合わせた論理回路 ●否定論理積回路（NAND回路） ●否定論理和回路（NOR回路） ●排他的論理和回路（EOR回路またはXOR回路） 3-4 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？ 3-5 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 Chapter 4 デ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 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 4-4 アナログデータのセンシングと制御技術 ●センサとアクチュエータ ●機器の制御方式 Chapter 5 CPU（Central Processing Unit） 5-1 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 5-2 ノイマン型コンピュータ ●主記憶装置のアドレス 5-3 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」 5-4 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 5-5 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 5-6 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 ●CISCとRISC Chapter 6 メモリ 6-1 メモリの分類 ●RAMの種類いろいろ ●ROMの種類いろいろ 6-2 主記憶装置と高速化手法 ●キャッシュメモリ ●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 ●メモリインターリーブ Chapter 7 ハードディスクとその他の補助記憶装置 7-1 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 7-2 フラグメンテーション ●デフラグで再整理 7-3 RAIDはハードディスクの合体技 ●RAIDの代表的な種類とその特徴 7-4 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 8 その他のハードウェア 8-1 入力装置 ●キーボードとポインティングデバイス ●読み取り装置いろいろ ●バーコードの規格 ●RFID（Radio Frequency IDentification） 8-2 ディスプレイ ●解像度と、色のあらわし方 ●VRAM（ビデオRAM）の話 ●ディスプレイの種類と特徴 8-3 プリンタ ●プリンタの種類と特徴 ●プリンタの性能指標 ●3Dプリンタ 8-4 入出力インタフェース ●パラレル（並列）とシリアル（直列） ●パラレルインタフェース ●シリアルインタフェース ●無線インタフェース Chapter 9 基本ソフトウェア 9-1 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 ●OSによる操作性の向上 ●API（Application Program Interface） ●ソフトウェアによる自動化（RPA） 9-2 ジョブ管理 ●ジョブ管理の流れ ●スプーリング 9-3 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 9-4 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 9-5 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） 9-6 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 Chapter 10 ファイル管理 10-1 ファイルとは文書のこと ●データの種類と代表的なファイル形式 ●マルチメディアデータの圧縮と伸張 10-2 文書をしまう場所がディレクトリ ●ルートディレクトリとサブディレクトリ ●カレントディレクトリ 10-3 ファイルの場所を示す方法 ●絶対パスの表記方法 ●相対パスの表記方法 10-4 汎用コンピュータにおけるファイル ●ファイルへのアクセス方法 ●順編成ファイル ●直接編成ファイル ●索引編成ファイル ●区分編成ファイル Chapter 11 データベース 11-1 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 ●表の集合演算 ●スキーマ 11-2 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 11-3 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 11-4 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 ●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 11-5 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 11-6 データベースの障害管理 ●コミットとロールバック ●分散データベースと2相コミット ●データベースを復旧させるロールフォワード Chapter 12 ネットワーク 12-1 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 ●SSID（Service Set IDentifier）は無線LANにつける名前 ●クライアントとサーバ 12-2 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 12-3 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 ●SDN（Software-Defined Network）とOpenFlow 12-4 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） 12-5 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 ●サブネットマスクとCIDR表記 ●IPv6（Internet Protocol Version 6） ●MACアドレスとIPアドレスは何がちがう？ ●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 12-6 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 ●インターネットで用いられる技術の標準化 12-7 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 ●Ajax（Asynchronous JavaScript And XML） ●サーチエンジンとSEO（Search Engine Optimization） ●CGM（Consumer Generated Media） 12-8 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） ●電子メールを暗号化して送受信するプロトコル ●MIME（Multipurpose Internet Mail Extensions） ●電子メールのメッセージ形式 ●電子メールは文字化け注意!! 12-9 ビッグデータと人工知能 ●ビッグデータ ●人工知能（AI : Artificial Intelligence） ●機械学習 Chapter 13 セキュリティ 13-1 ネットワークに潜む脅威と情報セキュリティ ●情報セキュリティマネジメントシステム（ISMS: Information Security Management System） ●情報セキュリティの3要素 ●情報セキュリティの7要素 ●セキュリティポリシ（情報セキュリティ方針） ●リスクマネジメント ●リスクマネジメントに含まれる4つのプロセス ●セキュリティリスクへの対応 ●不正のトライアングル ●JPCERTコーディネーションセンター（JPCERT/CC）とインシデント対応チーム（CSIRT） ●個人情報保護法とプライバシーマーク 13-2 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 ●様々な不正アクセスの手法 ●rootkit（ルートキット） ●ハニーポット ●CAPTCHA 13-3 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 ●C&Cサーバとボット ●ウイルス対策ソフトと定義ファイル ●ビヘイビア法（動的ヒューリスティック法） ●ウイルスの予防と感染時の対処 ●セキュアブート 13-4 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 ●ペネトレーションテスト ●ファジング 13-5 暗号化技術とデジタル署名 ●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） ●文書に対する署名・捺印の役割を果たすデジタル署名 ●デジタル署名とメッセージダイジェスト ●なりすましを防ぐ認証局（CA） ●SSL（Secure Sockets Layer）は代表的な暗号化プロトコル ●VPN（Virtual Private Network） ●IPsec（Security Architecture for Internet Protocol） Chapter 14 システム開発 14-1 システムを開発する流れ ●システム開発の調達を行う ●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） ●要件定義プロセスの機能要件と非機能要件 ●システム設計 ●プログラミング ●テスト 14-2 システムの開発手法 ●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 ●レビュー ●CASEツール 14-3 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