今回は、ネットワーク 分野 その 2 として OSI 基本参照モデル を取り上げます。

OSI 基本参照モデルが必要な理由

初期のコンピュータの時代には、メーカーごとにネットワークのプロトコル（通信の取り決め）が異なっていたため、同じメーカー同士でないと通信できませんでした。 これは、不便なことです。

そこで、 1970 年代に ISO （ International Organization for Standardization = 国際標準化機構）の情報処理システム技術委員会が、プロトコルの標準化を始めました。 それが OSI （ Open System Interconnection = 開放型システム間相互接続） です。

同委員会では、具体的なプロトコルを策定する前に、ネットワークの仕組みを 7 つの階層に分けるという考え方を取り決めました。 それが、今回のテーマである OSI 基本参照モデルです。 モデルという言葉は、実際のネットワークの仕組みが 7 つの階層に分けられるわけではなく、あくまでも考え方である、ということを示しています。

その後、 OSI 基本参照モデルをベースにして、 OSI のプロトコル群が策定されました。

ところが、これらのプロトコルは複雑であったため普及せず、 LAN ではイーサネット、インターネットでは TCP や IP などのプロトコルが自然と普及して、世界の標準になりました。 そして、 OSI 基本参照モデルだけが、ネットワークの基礎を知る考え方として残り、現在に至っているのです。

OSI 基本参照モデルが必要な理由は、当初は OSI という標準プロトコルを策定するためでしたが、現在ではネットワークの基礎を知るためです。

IT エンジニアの登竜門と位置付けられている基本情報技術者試験では、 OSI 基本参照モデルに関する様々な問題が出題されます。

OSI 基本参照モデルの各階層の役割と主要プロトコル

図 1 は、 OSI 基本参照モデルの 7 つの階層を示したものです。

それぞれの階層は、「応用層」や「物理層」のように名前で呼ぶ場合と、レイヤ 7 （第 7 層）やレイヤ 1 （第 1 層）のように番号で呼ぶ場合があります。

最上層の応用層の上にユーザーが乗っていて、最下層の物理層から通信ケーブル（無線の場合は電波）が出ているイメージです。

ユーザーが送信するとき

データが 7 つの階層を上から下にたどります

ユーザーが受信するとき

データが 7 つの階層を下から上にたどります

OSI 基本参照モデルでは、このように考えるのです。

OSI 基本参照モデル 7 つの層の機能

7 つの階層の機能を説明しましょう。

OSI 基本参照モデルをベースにして OSI というプロトコル群が策定されたのですから、それぞれの階層で何を取り決めるのか、という観点で説明します。 階層の名前と取り決めを対応付けると、わかりやすいはずです。

最下層の物理層

物理的な通信媒体（電線、光ケーブル、電波、など）の取り決めです。

データリンク層

同じネットワーク内（同じ LAN 内）で直接つながっている（ link = つなぐ）相手と通信するための取り決めです。

ネットワーク層

ネットワークと他のネットワークの間を中継するための取り決めです。

トランスポート層

送信者から受信者までデータを確実に運搬する（ transport = 運搬）ための取り決めです。

セッション層

たとえば、 Web サービスのログインからログアウトまでの期間（ session = 期間）にセッション ID でユーザーを識別するように、通信の開始から終了までの管理をするための取り決めです。

プレゼンテーション層

使用する文字コードや画像形式など、データの表現（ presentation = 発表）の取り決めです。

最上層の応用層

その上にユーザーが乗っているので、ユーザーから見た通信サービスの使い方の取り決めです。

図 2 は、現在普及している代表的なプロトコルを、 OSI 基本参照モデルに対応付けたものです。

OSI 基本参照モデルは 7 階層ですが、現在普及しているプロトコルは、 4 階層に分けられます。 これは、複数の階層に対応するプロトコルがあるからです。

LAN で使われるイーサネット（有線 LAN ）と Wi-Fi （無線 LAN ）は、物理層とデータリンク層に対応します。

インターネットでは、ネットワーク層で IP を使い、トランスポート層で TCP を使います。 トランスポートでは、信頼性は低下しますがスピードが速い UDP というプロトコルも使えます。

Web ページを閲覧する HTTP 、メールを転送する SMTP 、メールを受信する POP3 など、通信サービスごとの専用プロトコルは、セッション層、プレゼンテーション層、応用層に対応します。

OSI 基本参照モデルの過去問題

OSI 基本参照モデルの分野の過去問題を 3 問ほど紹介しましょう。

各階層の機能に関する問題

最初は、各階層の機能に関する問題です。

OSI 基本参照モデルの改造の番号は、最下層から順に 1, 2, 3, ・・・, 7 です。 これは、ビルディングの最下層が 1 階であることと同様です。

物理層 → データリンク層 → ネットワーク層とたどって、第 3 層はネットワーク層です。

通信の経路選択機能や中継機能を果たす

ということからも、ネットワーク層だと判断できます。

したがって、正解は、選択肢エです。

プロトコルとの対応に関する問題

次は、プロトコルとの対応に関する問題です。

選択肢アの HTTP は、 Web ページを閲覧するための専用プロトコルであり、応用層、プレゼンテーション層、セッション層に対応します。

選択肢イの IP は、インターネットの識別番号である IP アドレスを見て、ネットワークと他のネットワークの間を中継するので、ネットワーク層に対応します。

選択肢ウの TCP と選択肢エの UDP は、どちらもトランスポート層に対応します。 両者の違いを以下にまとめています。

• TCP が信頼性を重視している（スピードは遅い）
• UDP がスピードを重視している（信頼性は低い）

ここでは、トランスポート層で信頼性よりもリアルタイム性を重視するプロトコルを選ぶので、正解は、選択肢エです。

ネットワーク機器との対応に関する問題

最後は、ネットワーク機器との対応に関する問題です。

リピータ、ブリッジ、ルータなどのネットワーク機器も、それぞれが持つ機能から、 OSI 基本参照モデルの階層に対応付けられるのです。

リピータ

長距離の伝送を行うと、データの信号が減衰してしまいます。 リピータは、信号を回復させ伝送距離を延ばすための装置です。 信号を物理的に回復するだけなので、リピータは物理層に対応します。

ブリッジ

LAN をいくつかの部分に区切るための装置です。 LAN の識別番号である MAC アドレスを見て、どの部分にデータを送るかを判断します。 同じ LAN 内で使う装置なので、ブリッジはデータリンク層に対応します。

ルータ

インターネットの識別番号である IP アドレスを見て、ネットワークと他のネットワークの間を中継（ルーティング）する装置なので、ネットワーク層に対応します。

以上のことから、正解は、選択肢ウです。

今回は「ネットワーク」その 2 として「 OSI 基本参照モデル」が必要な理由、各階層の役割と主要プロトコル、および過去問題を紹介しました。

次回は、「セキュリティ」その 1 として「セキュリティ全般」の分野を取り上げます。

それでは、またお会いしましょう！

The post IT初心者のための基本情報ではじめる OSI基本参照モデル 入門 ～ネットワーク分野 2 first appeared on 基本情報技術者試験 受験ナビ｜科目A・科目B対策から過去問解説まで 250本以上の記事を掲載.

やるべき問題とは、よく出る問題であり、かつ、練習すればできる問題（練習しないとできない問題）です。

厳選問題looks_one見かけは難しそうですが、実はとっても簡単な問題です

この問題は、データベースに関する用語、頻出の SELECT 命令ではない SQL 文、データが入った表、などが並んでいて、一見して難しそうですが、実は、とっても簡単です。

「デッドロック」という言葉の意味がわかっていれば、正解を選ぶことができます。

デッドロックとは、複数のトランザクション（データベースに対する1つの処理のまとまり）が、お互いに相手の処理が終わるのを待っていて、先に進めない状態 です。

DBMS（ Data Base Management System ）は、デッドロックを検出すると、トランザクションを ロールバック（トランザクションを異常終了させて、データベースの内容を元に戻すこと）します。

したがって、異常終了後の商品表は、問題文に示された商品表と同じ内容の選択肢イです。

「ええっ！ たったそれだけの問題なのですか？」と思われるかもしれませんが、そうなのです。 おそらく出題者は、デッドロックという用語をテーマにした問題を作りたかっただけなのでしょう。

具体例を示したので、このように大げさな問題になってしまったのです。

このような問題に遭遇したときは、難しそうな見かけに惑わされずに、「必ずできる！」という自信を持って解いてください。

解答 イ

searchタグで関連記事を見る データベース トランザクション

厳選問題looks_two共有ロックと専有ロックの違いを知っておこう

もう 1 つ、トランザクションに関する問題を紹介しましょう。

トランザクションは、データを処理するときに、そのデータが他のトランザクションから使われないように ロック をかけます。

他のトランザクションは、ロックが解除されるのを待つことになります。 複数のトランザクションが、お互いに相手のロックが解除されるのを待っていて、先に進めない状態になってしまうことが、先ほどの厳選問題 1 のテーマになっていたデッドロックです。

ロックの種類には、「共有ロック」 と 「専有ロック」 があり、それらがこの問題のテーマになっています。

共有ロック

データを参照するときにかけるロックです。

専有ロック

データを更新（登録、更新、削除）するときにかけるロックです。

トランザクションを擬人化すれば、

共有ロック

「俺がデータを見ているから、他の奴らは更新するなよ。 ただし、見るだけならいいぞ」というイメージ

専有ロック

「俺がデータを更新しているから、他の奴らは更新するなよ。 見るのもだめだぞ」というイメージ

つまり、共有ロックがかけられたデータには、他のトランザクションから共有ロックをかけられますが、専有ロックはかけられません。 専有ロックがかけられたデータには、他のトランザクションから共有ロックも専有ロックもかけられません。

それでは、問題を見てみましょう。

ここでは、ロックをかける A 、B 、C というデータのことを 「資源」 と呼んでいます。

トランザクションは 3 つあり、

1. トランザクション 1 は「 A に共有ロックをかける → C に専有ロックをかける」
2. トランザクション 2 は「 A に共有ロックをかける → B に専有ロックをかける」
3. トランザクション 3 は「 A に専有ロックをかける → B に共有ロックをかける」

という順序で、それぞれ処理を行います。

これによって、どのようなロックの資源待ち（資源のロックの解除待ち）が生じるかを、選択肢から選ぶという問題です。

ア

トランザクション 1 の後にトランザクション 3 を開始すると、先にトランザクション 1 が資源 A に共有ロックをかけ、その後でトランザクション 3 が資源 A に専有ロックをかけようとしますが、既に共有ロックがかけられているので資源待ちになります。

したがって、アの記述は、不適切です。

イ

トランザクション 2 の後にトランザクション 1 を開始すると、先にトランザクション 2 が資源 A に共有ロックをかけ、その後でトランザクション 1 が資源 A に共有ロックをかけます。

どちらも共有ロックなので資源待ちになりません。

次に、トランザクション 2 は誰も使っていない資源 B に専有ロックをかけ、トランザクション 1 が誰も使っていない資源 C に専有ロックをかけます。 どちらも、資源待ちになりません。

したがって、イの記述は、適切です。

ウ

トランザクション 2 の後にトランザクション 3 を開始すると、先にトランザクション 2 が資源 A に共有ロックをかけ、その後でトランザクション 3 が資源 A に専有ロックをかけようとしますが、既に共有ロックがかけられているので資源待ちになります。

したがって、ウの記述は、不適切です。

エ

トランザクション 3 の後にトランザクション 1 を開始すると、先にトランザクション 3 が資源 A に専有ロックをかけ、その後でトランザクション 1 が資源 A に共有ロックをかけようとしますが、既に専有ロックがかけられているので資源待ちになります。

したがって、エの記述は、不適切です。

解答 イ

searchタグで関連記事を見る データベース

厳選問題looks_3略語の問題を練習するときには、2 つのポイントがあります

選択肢に略語が並んでいますね。 はじめに答えを言ってしまいますが、正解はエの MIME （マイム）です。

これまでの連載でも何度か説明してきましたが、この手の問題を練習するときのポイントは、2 つあります。

1 つは、 正解となっている選択肢の略語だけを覚える ことです。

試験では、同じ問題が何度も再利用されています。 この問題も、再利用されるときには、そのまま再利用されるはずなので、ここでは、 MIME という略語だけを覚えてください。

他の略語も気になるかもしれませんが、それらは、それらが正解となっている問題に遭遇したときに覚えてください。 これが、効率的な学習方法です。

もう 1 つは、 略語の意味を調べて覚える ことです。

もしも、MIME を「 MIME とは、電子メールで、静止画、動画、音声など様々な情報を送ることができる仕組みである」と覚えるとしたら、MIME という言葉と説明がつながらないでしょう。

「 MIME って何だっけ？」
「電子メールで、静止画、動画、音声など様々な情報を送ることができる仕組みって何だっけ？」

ということになってしまいます。

MIME は、Multipurpose Internet Mail Extension という意味です。

直訳すると、「多目的なインターネットメールの拡張」です。

そもそも インターネットの電子メールというものは、文字しか送れない ようになっています。

静止画、動画、音声などの様々な情報を送ることができるのは、それらのデータを文字に変換してメールに添付しているからです。 その仕組みを MIME と呼びます。

「 MIME は、Multipurpose Internet Mail Extension という意味だ」と覚えれば、「電子メールで、静止画、動画、音声など様々な情報を送ることができる仕組みはどれか」という問題を見て、すぐに MIME を選べるはずです。

解答 イ

info_outlineMIME タイプに関する詳しい記事

基本情報でわかる MIME タイプ 「電子メールの仕組みを知れば役割がわかる」

厳選問題looks_4ネットワークの階層とは、どういうことかを知ってください

この問題は、とってもよい問題だと思います。

ネットワークが階層化されているとは、どういうことかを、イメージできるようになるからです。

基本情報技術者試験のテーマである OSI 基本参照モデル では、ネットワークを7つの階層に分けていますが、実際に普及しているプロトコルは、

「アプリケーションプロトコル」
「 TCP 」
「 IP 」
「イーサネット」

の 4 つの階層に分けることができます。

ユーザーが Web ブラウザやメールソフトなどのアプリケーションから送信したデータは、4 つの階層を上から下にたどって送出されます。

その際に、それぞれのプロトコルに応じた宛先と差出人などの情報が付加されるのです。

この情報は、データの先頭に付加されるので 「ヘッダ」 と呼ばれます。

アプリケーションで作成されたデータは、 TCP → IP → イーサネット という階層を順番にたどります。

TCP の階層

TCP における宛先と差出人の識別番号である「 TCP ポート番号」が付加されます。

IP の階層

IP における宛先と差出人の識別番号である「 IP アドレス」が付加されます。

イーサネットの階層

イーサネットにおける宛先と差出人の識別番号である「 MAC アドレス」が付加されます。

この状態になったデータを「イーサネットフレーム」と呼びます。

大雑把にいうと、イーサネットフレームの内容は、先頭から順に MAC アドレス、IP アドレス、 TCP ポート番号、アプリケーション のデータなので、ウが正解です。

arrow_back イーサネットフレームを送出する方向

解答 ウ

searchタグで関連記事を見る OSI 参照モデル

厳選問題looks_5クラスの関連付けの表記方法をまとめて覚えよう

問 46　(平成 25 年度 秋期)

UML のクラス図のうち，汎化の関係を示したものはどれか。

ア

イ

ウ

エ

この問題を選んだのは、UML のクラス図におけるクラスの関連付けの表記方法をまとめて覚えられるからです。

クラスは、現実世界のオブジェクト（物や生き物）を定型化したものです。

たとえば、会社に勤務している「佐藤さん」「鈴木さん」「田中さん」というオブジェクトは、「社員クラス」に定型化できます。

クラスは、

「クラス名」
「属性（データ）」
「操作（データを使った処理）」

を持ちます。 それらを 3 段重ねの四角形で示したものが、クラス図 です。

この問題では、クラス名だけが示されています。

オブジェクト指向では、システム全体を、クラスを単位として モジュール化（部品化） します。

ア

複数のクラスから構成されたシステムでは、クラスとクラスが関連を持ちます。 単に何らかの「関連」があるということは、クラスと他のクラスを直線で結んで示します。 これは、選択肢アです。

関連の多重度（ 1 対 1 、1 対多、多対多）を書き添えることもでき、1 を「 1 」で表し、多を「 * 」で表します。 選択肢アの多重度は、1 対 1 です。

このクラス図は、「自動車」と「車検証」は、1 対 1 の関連を持っていることを表しています。

エ

あるクラスが他のクラスを使っていることを 「依存」 と呼びます。

依存は、使う側から使われる側に向かって、破線の矢印を引くことで示します。

選択肢エのクラス図は、「ドライバ」が「自動車」に依存している（ドライバが自動車を使う）ことを表しています。

ウ

あるクラスが他のクラスを持っていることを 「集約」 と呼びます。

集約は、持つ側にひし形を書き添えた線を引くことで示します。

必須のもの（必ず持っているもの）の場合は、ひし形の内部を黒く塗りつぶし、オプション（持ってなくても構わないもの）の場合は、塗りつぶしません。

選択肢ウのクラス図は、「自動車」が「タイヤ」と「エンジン」を集約している（自動車がタイヤとエンジンを持っている）こと、そしてタイヤとエンジンが必須のものであることを表しています。

さらに、どちらも多重度が 1 対多であることを表しています。

イ

あるクラスの上位概念のクラスを定義することを 「汎化」 と呼びます。

汎化は、上位概念のクラスに向かって、三角形を書き添えた線を引くことで示します。

選択肢イのクラス図は、「スポーツカー」の上位概念として「自動車」を定義することを表しています。

この問題は、汎化を表しているクラス図を選ぶものなので、選択肢イが正解です。

汎化は、少しわかりにくいと思いますので、補足説明をしておきましょう。

問題に示された「スポーツカー」の上位概念が「自動車」であるという例より、複数のクラスの共通点を抽出したクラスを定義するという例の方が、わかりやすいでしょう。

以下のクラス図は、「スポーツカー」と「トラック」の共通点を抽出したクラスとして「自動車」を定義しています。 スポーツカーとトラックは、どちらも自動車だからです。 この場合、自動車を「スーパークラス（上位クラス）」、スポーツカーとトラックを「サブクラス（下位クラス）」と呼びます。

解答 イ

searchタグで関連記事を見る UML

記事をお読みいただきありがとうございます。

もしも、一度解いただけでは、よくわからない問題があったなら、わかるまで何度でも練習してください。 「やるべき問題」は「わかるまでやるべき問題」だからです。

この厳選問題大全集が、受験者の皆様のお役に立てば幸いです。

The post 「厳選5題」過去問と解説 | 平成25年度 秋期 の過去問やるならこれをやれ first appeared on 基本情報技術者試験 受験ナビ｜科目A・科目B対策から過去問解説まで 250本以上の記事を掲載.

やるべき問題とは、よく出る問題であり、かつ、練習すればできる問題（練習しないとできない問題）です。

厳選問題looks_oneこの表記は何だろう？ そう思ったなら練習しておこう

f ( x, y ): if y = 0 then return x else return f ( y, x mod y )

この問題には、何やらプログラムのようなものがありますね。 いったい何でしょう？

これは、出題者が勝手に作ったプログラミング言語もどきです。 基本情報技術者試験には、このように、何の説明もなしに「わかるよねえ」というノリでプログラミング言語もどきが示されることがあります。

ある程度プログラミング経験があれば、「何となくわかる」なのですが、プログラミング経験が少なければ「わからない！」でしょう。 それなら練習しておきましょう。

このプログラミング言語もどきは、関数 f ( x, y ) の処理内容を定義しています。

if 、 then 、 return 、 else は、英語として意味を考えてください。

if y = 0 then return x の部分は、「もしも y が 0 と等しいなら、戻り値 として x を返す」でしょう。 「戻り値」とは、関数の処理結果として返される値です。

そして、 else return f ( y, x mod y ) の部分は、「そうでなければ、引数を y と x mod y（ x を y で割った余り）に変えて、再び 関数 f を呼び出す」でしょう。 「引数（ひきすう）」とは、関数のカッコの中に指定される値です。

ここでは、関数 f の処理の中で、再び 関数 f が呼び出され、それによって処理が繰り返されます。 これを「再帰呼び出し」と呼ぶことも覚えておいてください。

プログラミング言語もどきの意味がわかったら、自分がコンピュータになったつもりで、処理の流れとデータの変化をトレース（追いかけること）してみましょう。

以下のようになり、最終的に 31 という値が得られます。 正解は、イです。

なお、念のために説明しておくと、この 関数 f は、最大公約数を求める処理を行っています。 775 と 527 の最大公約数は、 31 です。

looks_one f ( 775, 527 )

y = 0 でないので、 f ( 527, 775 mod 527 ) を呼び出す。

looks_two f ( 527, 248 )

y = 0 でないので、 f ( 248, 527 mod 248 ) を呼び出す。

looks_3 f ( 248, 31 )

y = 0 でないので、 f ( 31, 248 mod 31 ) を呼び出す。

looks_4 f ( 31, 0 )

y = 0 なので、戻り値として x の 31 を返す。

解答　イ

厳選問題looks_twoRAID 0 、 RAID 1 、 RAID 5 の仕組みを知っておこう

RAID （レイド）は、 Redundant Arrays of Inexpensive Disks （安価なディスクの冗長な配列）の略語です（ I を Independent とする場合もある）。

これは、「ハードディスクが安価になったので、 1 つのシステムで複数台のハードディスクを使って、何か便利なことをやろう！」というアイディア集であり、 RAID 0 ～ RAID 6 があります。

「そんなにいっぱい覚えられないよ」と思ったら、RAID 0 、 RAID 1 、 RAID 5 を覚えてください。 試験によく出るのは、これら 3 つだからです。

RAID の種類

RAID 0 とは

まず、 RAID 0 から説明しましょう。

たとえば、 1 つのファイルを 1 台のハードディスクに格納したら、ちょうどディスク 1 回転分のサイズになったとしましょう。 ファイルを読み書きする時間は、ディスクが 1 回転する時間になります。

このファイルを半分に分割して 2 台のハードディスクに分けて格納したらどうなるでしょう。 ファイルを読み書きする時間は、それぞれのハードディスクが同時に半回転する時間になります。 つまり、時間が 1/2 になります。

これが、 RAID 0 のアイディアです。

0 という番号になっているのは、その他の番号の RAID のアイディアが信頼性を向上するものであるのに対し、 RAID 0 だけは処理を速くするものだからです。 「信頼性の向上はゼロだよ」というわけです。

RAID 1 とは

次に、 RAID 1 です。 これには「ミラーリング（ mirror = 鏡）」という別名があります。

この別名が示すように、複数台のハードディスクに同じデータ（鏡に映ったように同じデータ）を書き込むというアイディアです。

たとえば、 2 台のハードディスクに同じデータを書き込めば、どちらか一方が故障しても、データを失うことはありません。 もう一方のハードディスクに同じものがあるのですから。 このアイディアは、とても簡単ですね。

RAID 5 とは

最後に、 RAID 5 です。

RAID 0 とRAID 1 は、最低 2 台のハードディスクがあれば実現できますが、 RAID 5 は、最低 3 台のハードディスクが必要になります。

それぞれのハードディスクの内容をいくつかのブロックに分けて、 2 台のハードディスクのブロックの内容を XOR 演算した結果を、別の 1 台のハードディスクのブロックに書き込みます。

これによって、どれか 1 台が故障しても、他の 2 台でデータを復元できます。

たとえば、以下の構成で、ハードディスク C が故障した場合には、

ハードディスク A にある「 b2 XOR c1 」と
ハードディスク B にある「データ b2 」で、
ハードディスク C の「データ c1 」を復元でき、

ハードディスク B にある「 c2 XOR a2 」と
ハードディスク A にある「データ a2 」で、
ハードディスク C の「データ c2 」を復元できます。

（ b2 XOR c1 ）XOR b2 = c1 という演算で c1 が求められ、
（ c2 XOR a2 ）XOR a2 = c2 という演算で c2 が求められるからです。

これで、 RAID 0 、 RAID 1 、 RAID 5 のアイディアがわかりましたね。

それでは、問題を見てみましょう。 RAID 1 つまり ミラーリング に関する問題です。

4 T バイトのデータをミラーリングするのですから、少なくとも 8 T バイトの記憶容量が必要です。 ここでは、外部記憶装置（ハードディスクのこと）の記憶容量が 1 T バイトなのですから、少なくとも 8 台が必要です。

正解は、エです。

解答エ

「この問題、超簡単じゃん！」と思ったなら、それは RAID 1 のアイディアを覚えたからですよ。

searchタグで関連記事をチェックディスク

厳選問題looks_3直列と並列の稼働率の求め方は、丸暗記ではなく理屈で覚えよう

問 14　平成 29 年度　春期

稼働率 R の装置を図のように接続したシステムがある。 このシステム全体の稼働率を表す式はどれか。 ここで,並列に接続されている部分はどちらかの装置が稼働していればよく、直列に接続されている部分は両方の装置が稼働していなければならない。

ア

( 1 – (1 – R² ) )²

イ

1 – ( 1 – R² )²

ウ

( 1 – (1 – R )² )²

エ

1 – ( 1 – R )⁴

稼働率の問題は、とにかくよく出ます。

どんな問題が出ても大丈夫なように、稼働率の求め方をしっかり覚えておきましょう。

そのための基礎知識となるのは、 2 台の装置が直列に接続されたシステムと、並列に接続されたシステムの稼働率の求め方です。

これらを、丸暗記ではなく理屈で覚えてください。

以下は、稼働率 R の 2 台の装置が 直列 に接続されたシステムです。

直列は、 2 台の装置の両方が動作していないと、システムが稼働しないことを意味します。

この場合のシステムの稼働率は、 1 台目の装置が動作し、かつ、 2 台目の装置が動作する確率なので、それぞれの稼働率を掛けた

R × R = R2

になります。

以下は、稼働率 R の 2 台の装置が 並列 に接続されたシステムです。

並列は、 2 台の装置の少なくともどちらか一方が動作していれば、システムが稼働することを意味します。

この場合のシステムの稼働率は、

と考えて計算します。 この 1 は、 100 % を意味しています。

稼働率 R の装置は、 1 – R の確率で故障します。

2 台の装置が同時に故障する確率は、 1 台目の装置が故障し、かつ、 2 台目の装置が故障する確率 なので、それぞれを掛けた
( 1 - R ) × ( 1 - R ) = ( 1 - R )2
です。

したがって、このシステムの稼働率は、
1 - ( 1 - R )2
です。 ここまでが基礎知識です。

ご理解いただけたでしょうか？

それでは、問題を見てみましょう。

複雑なシステム構成になっていると思うかもしれませんが、どんなシステム構成も直列と並列に分解できるので、先ほどの基礎知識があれば稼働率を求められます。

このシステムは、稼働率 R の 2 台の装置が 並列 になっている部分が 2 つあり、それらが 直列 になっています。

稼働率 R の 2 台の装置が 並列 になっている部分の稼働率は、それぞれ
1 - ( 1 - R )2
です。

それらを直列にしたシステム全体の稼働率は、
( 1 - ( 1 - R )2 ) ×（ 1 - ( 1 - R )2 ) = ( 1 - ( 1 - R )2 )2
です。 正解は、ウです。

解答ウ

info_outline稼働率の計算に関する詳しい記事

稼働率の計算方法がわかる｜かんたん計算問題

厳選問題looks_4基本情報技術者試験には、公式の暗記が必要な問題は出題されません

問 17　平成 29 年度　春期

図の送信タスクから受信タスクに T 秒間連続してデータを送信する。 1 秒当たりの送信量を S ， 1 秒当たりの受信量を R としたとき，バッファがオーバフローしないバッファサイズ L を表す関係式として適切なものはどれか。 ここで，受信タスクよりも送信タスクの方が転送速度は速く，次の転送開始までの時間間隔は十分にあるものとする。

ア　L < ( R – S ) × T　　
イ　L < ( S – R ) × T
ウ　L ≧ ( R – S ) × T　　
エ　L ≧ ( S – R ) × T

選択肢を見て「こんな公式なんて知らないよ！」と思ったかもしれませんが、それは誤解です。 なぜなら、基本情報技術者試験には、公式の暗記が必要な問題が出題されたことがないからです。

したがって、一見して公式っぽいものが示されていても、問題を読めば計算式を見出すことができます。 恐れずにやってみましょう。

問題文に

「受信タスクより送信タスクの方が、転送速度が速い」

と示されているので、そのままでは受信の処理が間に合いません。

そのため、バッファを使って、すぐに受信できないデータを格納しておくのです。

1 秒あたり送信量 は S で、 1 秒あたりの受信量 は R です。 受信より送信の方が速いのですから、S ＞ R です。
したがって、 1 秒あたり
S - R
のデータの処理が間に合いません。

ここでは、 T 秒間 連続してデータを送るのですから、
（ S - R ）× T
のデータの処理が間に合いません。

これをバッファに格納するのですから、バッファのサイズ L は、
（ S - R ）× T 以上
でなければなりません。

式で表すと
L ≧ （ S - R ）× T
です。 正解は、エです。

解答エ

どうです。 恐れずにやってみれば、意外と簡単な問題だったでしょう！

厳選問題looks_5自分流に工夫して OSI 基本参照モデルとネットワーク機器の対応を覚えよう

ネットワーク機器である「リピータ」「ブリッジ」「ルータ」「ゲートウェイ」は、拙著「出るとこだけ！ 基本情報技術者テキスト&問題集」に掲載した「試験によく出る問題と用語 Top 100 」で、よく出る用語の第 1 位になっています。

これらの用語は、 OSI 基本参照モデルと対応付けて出題されます。

以下に対応を示します。 問題には「トランスポート層以上」とあるので、ゲートウェイが適切です。 正解は、アです。

と言ってしまえば簡単なのですが、悩ましいのは、 OSI 基本参照モデルとネットワーク機器を、どうやって対応付けて覚えるかです。

自分流に覚え方を工夫しましょう。 例を示します。

基本情報技術者試験の午前問題は、すべて四択です。 ルータ、ブリッジ、リピータの 3 個では、選択肢が足りません。 そこで、あまり一般的ではありませんが、ゲートウェイという選択肢を追加しています。

ゲートウェイ は、 OSI 基本参照モデルの 1 つの階層に対応するのではなく、複数の階層にまたがって幅広くプロトコルを変換します。 ネットワーク層、データリンク層、物理層には、それぞれルータ、ブリッジ、リピータという機器があります。

そのため、ゲートウェイは、トランスポート層以上の階層に対応するとされます。 この問題は、「トランスポート層以上」ということなのでゲートウェイが適切です。

正解は、アです。

解答ア

searchタグで関連記事をチェックOSI 参照モデル

記事をお読みいただきありがとうございます。

もしも、一度解いただけでは、よくわからない問題があったなら、わかるまで何度でも練習してください。 「やるべき問題」は、「わかるまでやるべき問題」だからです。

この厳選問題大全集が、受験者の皆様のお役に立てば幸いです。

The post 「厳選5題」過去問と解説 | 平成29年度 春期 の過去問やるならこれをやれ first appeared on 基本情報技術者試験 受験ナビ｜科目A・科目B対策から過去問解説まで 250本以上の記事を掲載.

必須問題なので、これを最初に解く人が多いと思います。すんなり解いて、いい気分で他の問題に進めるように、問題の読み方のポイントをお教えしましょう。

ここでは、平成 25 年度 秋期 午後 問 4 を例にします（この当時は、まだ情報セキュリティが必須問題ではなかったので、問 1 ではなく問 4 になっています）。

難しそうな見かけにビビらずに設問を見る

以下は、問題の冒頭部分で、テーマは、VPN（ Virtual Private Network ）です。

これを見て、「ええっ！ VPN なんて知らないよ～」とビビってしまうかもしれませんね。普通に基本情報技術者試験の勉強をしていても、VPN という言葉には滅多にお目にかからないからです。

問 4　VPN ( Virtual Private Network ) に関する記述を読んで, 設問 1 ~ 3 に答えよ。

A 社は，関東の N 事業所で利用している営業支援システムを，関西の M 事業所でも利用することにした。営業支援システムのサーバは N 事業所のコンピュータセンタに設置されている。M 事業所で N 事業所の営業支援システムを利用するために，システム部が中心となって IPsec を利用した VPN の導入を検討し，報告書を作成した。

〔報告書の内容(抜粋)]

(1) ネットワーク構成
M 事業所から N 事業所の営業支援システムに接続するためのネットワーク構成を図 1 に示す。VPN の実現には，VPN ルータを利用する。

試験に合格するには、設問が解ければよいのです。あせらずに、設問の選択肢を見てみましょう。

設問 1 は、計算問題なので、あとで説明します。

設問 2 の「共通鍵」「公開鍵」「秘密鍵」は、暗号化の基礎知識です。

設問 3 の「アプリケーション」「データリンク」「トランスポート」「ネットワーク」は、OSI 基本参照モデルの階層です。

「 Dos 攻撃」「ウィルス」「セキュリティホール」などは、セキュリティの基礎知識です。

どれも、普通に基本情報技術者試験を勉強していれば、知っていることばかりでしょう。だから、安心してください。この問題は、きっとできます。

このように、基本情報技術者試験の午後問題は、

「テーマ」→「設問の選択肢」→「問題の説明」の順に読む

ことをお勧めします。

これは、情報セキュリティに限らず、すべての午後問題でも同様です。

問 2 ～ 問 4 の選択問題を選ぶときにも、設問の選択肢を見て、できるかどうかを判断するとよいでしょう。

計算問題は示された計算式の通りにやればよい

個々の設問を見てみましょう。

設問 1 は、Diffie-Hellman 鍵交換法（ DH 法）に関する問題であり、DH 鍵の値を計算して求める内容になっています。さらに、いかにも難しそうなフローチャートが示されています。

これを見て、「ええっ！ DH 法なんて知らないよ～」「計算方法知らないよ～」などと、ビビらないでください。

設問 1

図 2 で Z = 11， X = 7， Y = 5 の場合， DH 鍵として正しい値を，解答群の中から選べ。

解答群
ア　2　　
イ　5　　
ウ　7　　
エ　10　　
オ　13

基本情報技術者試験には、計算方法を事前に暗記しておかないと解けない問題は、出題されたことがありません。

このような問題が出題されるときには、必ず問題文に計算方法が示されています。その計算方法どおりに解けば、よいのです。

設問には、「 Z = 11、X = 7、Y = 5 として計算せよ」と示されています。

計算式の意味など考えずに、以下のように数字を代入して計算すれば、DH 鍵として 10 が得られます。

鍵 A

2^X mod Z = 2⁷ mod 11 = 128 mod 11 = 7

DH 鍵

A^Y mod Z = 7⁵ mod 11 = 16807 mod 11 = 10（答え）

午前問題の学習で得た基礎知識があれば必ず解ける

午後問題の内容は、午前問題の知識の応用 です。

午前問題の学習で得た基本的な用語や概念が、具体的な事例としてどのように活用されているかを問う 内容になっています。

この問題では、

共通鍵暗号方式と公開鍵暗号方式の活用事例として、VPN を取り上げている

のです。

以下は、設問2に示された VPN ルータを認証する仕組みです。

これを見て「 VPN ルータなんて知らないよ～」と思わないでください。冷静になりましょう。ちゃんと午前問題の基礎知識があれば、正解できますから。

設問 2

図 3 中の に入れる適切な答えを，解答群の中から選べ。

a ～ c に関する解答群
ア　共通鍵　　
イ　 受信側の公開鍵　　
ウ　受信側の秘密鍵
工　送信側の公開鍵　　
オ　送信側の秘密鍵

空欄 b は、共通鍵で暗号化した暗号文を復号するのですから「共通鍵」です。
空欄 a は、ディジタル署名を作成するのですから「送信者の秘密鍵」です。
空欄 c は、ディジタル署名を復号するのですから「送信者の公開鍵」です。

つまり、この設問は、午前問題で学習する以下の基礎知識があれば、簡単に解けるのです。繰り返しますが、難しそうな見かけにビビってはいけません。

午前問題で学習する「共通鍵」「公開鍵」暗号方式

• 共通鍵暗号方式は、共通鍵で暗号化し、同じ共通鍵で復号する。
• ディジタル署名は、送信者の秘密鍵で暗号化し（署名を作成し）、送信者の公開鍵で復号する（検証する）。

label 関連タグ: 公開鍵秘密鍵

ヒッカケ問題は出ないので素直な判断で答えを選ぶ

設問3は、IPsec というプロトコルが、OSI 基本参照モデルのどの階層に該当するかを答えるものです。

午前問題の学習では、OSI 基本参照モデルの階層と、現在広く普及しているプロトコルを、以下のように対応付けて覚えたでしょう。

しかし、ここには、IPsec がありません。どうしましょう？

基本情報技術者試験は、社会人だけではなく多くの学生（健全な青少年）も受験している国家試験です。

出題者である大人は、健全な青少年にヒッカケ問題を出せません。そんなことをしたら、不健全だからです。

とても大事なことなので、もう一度言います。

基本情報技術者試験には、ヒッカケ問題は出ません。

ですから、素直な判断で答えを選んでください。

IPsec を知らなくても、IP が ネットワーク層 に該当することを知っているでしょう。

同じ IP という言葉が付くのですから、IPSec も ネットワーク層 だと考えるのが、素直な判断 です。もしも、IPsec が IP とは違う階層なら、ヒッカケ問題になってしまいます。

実際の答えも、ネットワーク層 です。

label 関連タグ: OSI参照モデル

セキュリティの本質を知っておこう

設問 3 の 空欄 e と f は、セキュリティの本質を突いた、とてもよい問題だと思います。

セキュリティの語源は、ラテン語で「セ（避ける）」「キュリティ（心配事）」です。

つまり、まず心配事が何かを知ることが、セキュリティの本質なのです。たとえば、以下の問題の答えは何だと思いますか？

答えは、選択肢イの「データの盗聴を防ぐこと」です。

暗号化と聞くと、すぐに「データを読めなくすること」と思うかもしれませんが、それは手段であって目的ではありません。

データの盗聴 という 心配事 があるから、それを避けるために 暗号化 するのです。これが、セキュリティの本質 です。

基本情報技術者試験の学習では、このような本質を意識してください。

あれこれ、丸暗記させるだけの教材ではなく、ちゃんと本質が示された教材を選んで学習してください。

設問 3 の空欄 e と f を見てみましょう。

空欄 e は、暗号化という手段で避ける心配事ですから、選択肢オの 盗聴 です。
空欄 f は、ディジタル署名 という手段で避ける心配事ですから、なりすまし と 改ざん です。改ざんは、問題文の中に示されているで、空欄 f は、なりすまし です。

筆者は、基本情報技術者試験の対策講座で講師をしています。

ここで紹介したのは、実際の講座でも受講者に指導しているポイントです。この他にも、様々なポイントがあるので、今後の記事の中で、どんどん紹介していこうと思います。

それでは、またお会いしましょう。

The post 午後問題の歩き方 ｜ 午後問題の読み方～情報セキュリティ first appeared on 基本情報技術者試験 受験ナビ｜科目A・科目B対策から過去問解説まで 250本以上の記事を掲載.