Chapter 25
科目A-1|ソフトウェアの用語を順に解説します。
OSとはOS(Operating System、オペレーティングシステム)とは、コンピュータを動かすための最も基本的なソフトウェア(基本ソフト)です。キーボードやマウス、ディスプレイ、ハードディスクなどのハードウェア部品を制御し、WordやExcel、ブラウザなどのアプリケーションソフトウェアが動作するための共通の土台を提供します。OSがなければ、人間が直接コンピュータに複雑な命令を送ることは非常に困難になります。具体例Windows(ウィンドウズ):Microsoft社が開発・提供している、世界で最も広く普及して
プロセスとはプロセスとは、OS(オペレーティングシステム)から見て、現在実行されている「プログラムの実行単位(実行中のプログラム)」のことです。プログラムそのものはハードディスクなどの記憶装置に保存されている静的なデータですが、これをダブルクリックなどして起動し、メモリ上に展開されてCPUによって処理されている状態のものをプロセスと呼びます。各プロセスには個別のメモリ領域(作業スペース)が割り当てられ、他のプロセスから直接干渉されないように保護されています。具体例タスクマネージャーでの確認:Windowsで「Ctr
スレッドとはスレッドとは、プロセス(実行中のプログラム)の内部で、CPUが処理を実行する「最小の処理単位」のことです。一つのプロセスは、少なくとも一つのスレッドを持っています。プロセスが独自のメモリ領域を丸ごと確保するのに対し、スレッドは同じプロセス内のメモリ領域(変数やデータなど)を共有しながら、並行して処理を行います。これにより、プロセスを新しく作るよりも少ない負荷で、複数の作業を素早く同時に実行することができます(マルチスレッド)。具体例Webブラウザの動作:ブラウザ(プロセス)を起動しているとき、1つのスレ
マルチタスクとはマルチタスクとは、コンピュータにおいて複数のアプリケーションや処理(タスク)を、同時に並行して実行しているように見せる機能や状態のことです。現代のコンピュータは、非常に短い時間(数ミリ秒単位)で実行するタスクを次々と切り替える(タイムシェアリング)ことで、人間にはまるで複数のプログラムが完全に同時に動いているかのように感じさせています。これにより、ユーザーは複数の作業を効率的に行えます。具体例日常のPC操作:パソコンで音楽プレイヤーでBGMを再生しながら、Webブラウザで調べ物をして、さらにテキスト
スケジューリングとはスケジューリングとは、OS(オペレーティングシステム)が、限られたCPUの処理時間をどのプロセスやスレッドに割り当てるかを決定し、実行順序を管理・調整する仕組みのことです。CPUの数は有限ですが、動かしたいプログラムは多数存在するため、効率的かつ公平にCPUを使わせる必要があります。代表的なアルゴリズムには、一定時間ごとに順番に処理を切り替える「ラウンドロビン」や、緊急性の高い処理を優先する「優先度順」などがあります。具体例ラウンドロビン方式の例:3つのタスク(A、B、C)がある場合、CPUが「
排他制御とは排他制御とは、複数のプロセスやスレッドが、ファイルやデータベースなどの共通の資源(共有データ)に対して同時にアクセスした際に、データの不整合(矛盾)が発生しないようにする仕組みです。あるプロセスが共有データを書き換えている間、他のプロセスが যত্নデータを書き換えたり読み込んだりできないように「ロック(鍵)」をかけ、処理が終わったらロックを解除します。これに関連する概念として「セマフォ」などがあります。具体例ホテルの予約システム:空室が残り1室の状態で、AさんとBさんが同時に「予約する」ボタンを押した
デッドロックとはデッドロックとは、複数の処理(プロセスやスレッド)が、互いに相手が占占有している資源の解放を待ち合ってしまい、どちらの処理も先に進めなくなって停止(フリーズ)してしまう現象です。マルチタスクや排他制御を行うシステムにおいて、設計上の配慮が不足していると発生することがあります。デッドロックが起きると、外部から強制終了するなどの対策をとらない限り、システムが永久に待ち状態になってしまいます。具体例お互いの鍵の掛け合い:プロセス1が「ファイルA」をロックし、プロセス2が「ファイルB」をロックしているとしま
仮想記憶とは仮想記憶(バーチャルメモリ)とは、コンピュータの実装されている物理メモリ(RAM)の容量を超えて、より大きなメモリ空間をプログラムに提供するOSの技術です。ハードディスクやSSDなどのストレージの一部を一時的なメモリ領域として代用することで、物理メモリの限界を超えた大きなプログラムや、多数のアプリを同時に起動できるようにします。メモリ領域を固定サイズの「ページ」と呼ばれる単位に分割して管理する「ページング」や、必要に応じてデータを退避させる「スワッピング」などの技術が使われます。具体例メモリ容量以上のア
ページフォールトとはページフォールトとは、仮想記憶を採用しているシステムにおいて、プログラムがアクセスしようとしたデータ(ページ)が、現在物理メモリ(主記憶)上に存在せず、ハードディスクなどの補助記憶装置(仮想メモリ)に退避されている状態であるときに発生する割り込み信号(イベント)のことです。ページフォールトが発生すると、OSは該当するデータを補助記憶から物理メモリに読み込む処理を行います。その際、物理メモリに空きがない場合は、LRU(最も使われていないデータを追い出す方式)などのアルゴリズムに基づいて既存のデータ
ファイルシステムとはファイルシステムとは、ストレージ(ハードディスクやSSD、USBメモリなど)に保存されるデータを管理し、人間やプログラムが扱いやすいように「ファイル」や「ディレクトリ(フォルダ)」という単位で整理・操作できるようにするOSの機能や仕組みです。ファイルシステムのおかげで、ユーザーはデータが物理的にディスクのどこに書き込まれているかを意識することなく、「絶対パス(ルートからの位置)」や「相対パス(現在位置からの位置)」を指定してファイルを保存したり読み出したりできます。具体例WindowsのNTFS
バックアップとはバックアップとは、データの破損、誤消去、コンピュータの故障、災害などの不測の事態に備えて、元のデータとは別の場所に同じデータを複製して保存しておくことです。バックアップの方法には、すべてのデータを毎回コピーする「フルバックアップ」、前回のフルバックアップから変更された分だけをコピーする「差分バックアップ」、前回の任意のバックアップから新しく増えた分だけをコピーする「増分バックアップ」などがあり、効率や復旧のしやすさに合わせて使い分けられます。具体例スマートフォンのバックアップ:スマホを紛失したり水没
OSSとはOSS(Open Source Software、オープンソースソフトウェア)とは、ソフトウェアの設計図にあたる「ソースコード」がインターネット等で無償で一般に公開され、誰でも自由に改良、再配布、使用することが許可されているソフトウェアのことです。世界中の優秀なエンジニアが開発に参加し、バグの修正や機能追加が迅速に行われるため、信頼性が高く、現代のITシステムにおいて必要不可欠な存在となっています。具体例Linux(リナックス):世界中の多くのWebサーバーの土台として使われているOSです。WordPre
ライセンスとはライセンス(ソフトウェアライセンス)とは、ソフトウェアの使用許諾契約や、開発者が利用者に提示する使用上のルール(利用規約)のことです。オープンソースソフトウェア(OSS)であっても、完全にルールなしで何でもして良いわけではなく、著作権の表示義務や、改変したプログラムの公開義務などの条件が定められています。代表的なライセンスには、改変したソフトウェアも同じライセンスで公開することを義務付ける「GPL」や、比較的制限が緩く商用利用もしやすい「BSDライセンス」などがあります。具体例GPL(General
公式資料へのリンクと確認日を各記事に掲載しています。