コンピュータ構成要素とハードウェアのミニテスト（全33問）
プロセッサと記憶装置と回路を問う33問。クロック周期の逆算、平均CPIの加重平均、パイプラインのクロック数、キャッシュの割付方式、記憶階層の速い順、DRAMにリフレッシュが要る理由、整流と逆変換の向き、主記憶を取り合う代償、量子ビットの重ね合わせを集めています。
この単元で問われるのは、大きく2つです。名前と性質を結び付けられるかと、式を手順として追えるか。
前半は言葉の区別です。DRAMとSRAM、NAND型とNOR型、組合せ回路と順序回路、半加算器と全加算器、スーパースカラとスーパーパイプラインとVLIW、ダイレクトマップとフルアソシアティブ。どれも組になっていて、試験では入れ替えた選択肢が用意されます。
覚え方の手がかりは用語ページの本文に書いてあります。DのDynamicはリフレッシュが要る、大量に保存するのはNAND型、半は「桁上げを受け取らない」、問題文にコンパイラが出てきたらVLIW。名前の由来まで戻れるものは、そこから引き直すのが確実です。
後半は計算です。クロック周期、平均CPI、MIPS、パイプラインのクロック数、アムダールの法則。どれも式は1本しかなく、落とすのは式ではなく手順です。「1拍は何秒 → 1命令は何秒 → 全部で何秒」のように段を分けて進めてください。出た答えが向きとして正しいか（CPIが大きいほうは遅いはず、効率を掛ければ遅くなるはず）を確かめるところまでやると、取り違えに気づけます。
問1
キャッシュメモリの書き込み方式のうち、ライトバックの説明として適切なものはどれか。
正解は 1番：キャッシュにだけ書き、追い出されるときにまとめて主記憶へ書き戻す
ライトバックはキャッシュにだけ書くので速いのですが、書き戻すまでのあいだ主記憶は古いままになります。読むだけならキャッシュを見るか主記憶を見るかの違いしかありませんが、書き換えるときは両方をどう扱うかを決めておく必要がある、というのがこの話の出発点になります。
ほかの選択肢は
両方へ同時に書くのがライトスルーで、食い違いは起きないかわりに書き込みが遅くなります。速さを取るか、食い違わないことを取るか、という選択です。主記憶にだけ書く方式も、キャッシュを使わずに直接書く方式も、キャッシュを置いた意味がなくなるので使いません。
問2
記憶装置を、アクセスが速い順に並べたものはどれか。
正解は 2番：レジスタ → キャッシュメモリ → 主記憶 → 補助記憶
CPUに近いほうから外側へ、という並びです。頭文字を取って「レ・キャ・主・補」と唱えると思い出せます。そのうえで大事なのは、速さ・値段・容量の3つが同じ向きに並ぶことです。上へ行くほど速く、同じ容量あたりの値段が高く、積める容量は小さくなります。全部を一番速い部品にできれば話は早いのですが、値段が現実的ではありません。そのため、よく使うものだけを上に置く形になっています。
ほかの選択肢は
キャッシュメモリとレジスタを入れ替えたもの、主記憶をキャッシュメモリより先に置いたものは、いずれもCPUからの距離が逆になっています。レジスタはCPUの中にあるので、必ずいちばん速い側です。
問3
複数の割込みが重なって発生したときの扱いとして、適切なものはどれか。
正解は 1番：あらかじめ決められた優先度の高いものから処理する
割込みには優先度が決められていて、高いものから処理されます。電話中にさらに火災報知器が鳴ったら、電話を置いて先に逃げる。緊急度の高いものを先にする、という当たり前の話です。
ほかの選択肢は
発生した順ではありません。内部と外部という分類は、原因が実行中のプログラム自身にあるか外側の事情にあるかによる分け方で、そのまま優先度の順になるわけでもありません。そもそも割込みは、実行中の処理をいったん中断して別の処理を行い、終わったら元へ戻る仕組みなので、無視して続けることもしません。
問4
主記憶に使われる DRAM が、定期的なリフレッシュを必要とする理由はどれか。
正解は 4番：コンデンサに蓄えた電荷が、時間とともに抜けてしまうため
DRAM はコンデンサに電荷を蓄えて記憶しますが、放っておくと電荷が抜けてしまうので、定期的に読み出して書き直します。これがリフレッシュです。DRAM の D は Dynamic で、この「放っておくと消えるので手を入れ続ける」性質から来ています。
ほかの選択肢は
キャッシュに使われる SRAM はフリップフロップ回路で記憶するため、電源がある限りそのまま保たれ、リフレッシュは要りません。こちらの S は Static です。なお、電源を切れば DRAM も SRAM も内容は消えます。書換え回数の上限と、傷んだ場所を避ける仕組みは、フラッシュメモリの話です。
問5
フラッシュメモリで、書込みを記憶素子の全体へ散らす仕組み（ウェアレベリング）の目的として、適切なものはどれか。
正解は 4番：よく書き換える場所ばかりが、先に寿命を迎えるのを防ぐため
フラッシュメモリは書き込むたびに素子が少しずつ傷み、何万回か書き換えるとその場所は使えなくなります。放っておくと、よく書き換える場所ばかりが先に寿命を迎えます。そこで書込みを全体へ散らすのがウェアレベリングで、SSDが思ったより長持ちするのは、この仕組みが効いているからです。
ほかの選択肢は
電源を切っても内容が残るのは素子そのものの性質で、散らすこととは関係がありません。消去がまとまった単位でしか行えないという事情も、この仕組みで解消されるものではありません。
問6
SSDやUSBメモリに使われているフラッシュメモリの種類と、その特徴の組合せとして適切なものはどれか。
正解は 2番：NAND型。大容量で安いが、まとまった単位でしか読めない
NAND型は大容量で安いかわりに、まとまった単位でしか読めません。SSD・USBメモリ・SDカードに使われているのはこちらです。
ほかの選択肢は
NOR型は1バイト単位で読めて高速ですが、容量は小さく、機器の起動用プログラムを入れておくといった使い方をします。大量に保存するのはNAND型、とだけ覚えておけば、出題される範囲は足ります。
問7
順序回路に分類されるものはどれか。
正解は 3番：フリップフロップ
いまの入力だけで出力が決まるのが組合せ回路、いまの入力にそれまでの状態を加えて決まるのが順序回路です。フリップフロップは「前に何があったか」で出力が変わるので順序回路で、その最小の部品になります。押すと点いて、指を離しても点いたままの照明スイッチを思い浮かべると、記憶になっているのが分かります。指を離したら消えるスイッチでは、記憶になりません。
ほかの選択肢は
半加算器も全加算器もAND素子も、入力が決まれば出力が決まるので組合せ回路にあたります。
問8
SRフリップフロップとJKフリップフロップの違いとして、適切なものはどれか。
正解は 2番：SRには同時に有効にしてはいけない入力の組合せがあるが、JKではそのとき反転すると決めてある
SRはセットで1に、リセットで0にする最も単純な形ですが、両方を同時に有効にすると出力が定まりません。これを禁止入力と呼びます。JKはこの禁止入力をなくしたもので、両方同時のときは反転すると決めてあります。出題では、この点が2つの違いとして問われます。
ほかの選択肢は
入力があるたびに反転するのはT、入力の値をそのまま取り込んで保持するのはDで、どちらもまた別の種類です。保持できるのはどれも1ビットで、電源を切れば内容は消えます。
問9
1桁の2進数AとBを足す半加算器で、和の桁と桁上げの桁に使う素子の組合せとして適切なものはどれか。
正解は 4番：和はXOR、桁上げはAND
和の桁は、AとBが(0,1)と(1,0)のときだけ1になります。これは2つが異なるときだけ1になるXORの動きです。桁上げの桁は、両方が1のときだけ1になるのでANDです。同じ入力を2つの素子に配って、別々の答えを出させている形になります。
ほかの選択肢は
ORを和に使うと、両方1のときも1になってしまい、桁上げが起きているのに下の桁も1という誤った答えになります。2進数で 1＋1 が 10 になる、その2桁ぶんをこの2素子で作っています。
問10
半加算器と全加算器の違いとして、適切なものはどれか。
正解は 4番：全加算器は、下の桁から上がってきた桁上げを受け取る入力を持つ
半加算器には、下の桁から上がってきた繰り上がりを受け取る口がありません。2桁以上の足し算ではこれがないと困るので、入力を3つ（AとBと下からの桁上げ）にしたものが全加算器です。半加算器2つ分のはたらきを、最後にORでまとめた形になっています。これを桁の数だけ横に並べれば、何桁の足し算でもできます。半は「半分」ではなく「桁上げを受け取らない」という意味だと押さえておくと、2つを取り違えません。
ほかの選択肢は
素子の数はむしろ増えますし、全加算器1つで足せるのは1桁ぶんです。引き算は、2の補数を使って足し算に直す、という別の話になります。
問11
外部割込みに分類されるものはどれか。
正解は 2番：入出力の完了
割込みは、原因が実行中のプログラム自身にあるか、その外側にあるかで分かれます。入出力の完了は、プログラムの都合とは関係なく装置の側から知らされるものなので外部割込みです。ほかに、タイマの時間切れ、電源の異常、オペレータの操作も外部にあたります。
ほかの選択肢は
0による除算、オーバフロー、ページフォールトは、いずれも実行中のプログラム自身が引き起こしたもので内部割込みです。自分のせいか、外からの事情かで振り分けると迷いません。
問12
主記憶に用いるDRAMと、キャッシュメモリに用いるSRAMの比較として、最も適切なものはどれか。
正解は 4番：DRAMはSRAMより遅いが、安価で大容量にしやすい
DRAMはコンデンサに電荷を蓄えて記憶します。構造が単純なので安く作れて大容量にしやすいかわりに、SRAMより遅くなります。大きさが要る主記憶に向く性質です。SRAMは速いぶん高価で容量を稼ぎにくいので、小さくて速いことが求められるキャッシュメモリに使われます。
ほかの選択肢は
速さと値段の関係を逆にした説明は誤りです。リフレッシュが必要なのはDRAMのほうで、DのDynamicは、放っておくと電荷が抜けるので手を入れ続ける性質から来ています。記憶のしかたも逆で、フリップフロップ回路を使うのはSRAMです。
問13
RISCの特徴として適切なものはどれか。
正解は 1番：命令の種類が少なく、1命令の長さがそろっているため、パイプラインが効きやすい
RISCは単純な命令だけに絞り、長さをそろえた設計です。命令の長さがそろっていると、次の命令の取り出しを先に始められるので、パイプラインが効きます。RはReduced（減らした）で、命令の種類を減らしたという意味です。名前の由来まで戻れば、どちらが「少ない」側なのかを取り違えません。
ほかの選択肢は
複雑なことを1命令ででき、長さがばらばらなのはCISCです。1つの命令に複数の処理を詰め込むのはVLIWで、これは命令の設計思想ではなく高速化技術の話です。制御装置と演算装置は、どちらの方式でも別の装置に分かれています。解読するのが制御装置、計算するのが演算装置という役割の分け方は変わりません。
問14
クロック周期が0.5ナノ秒のプロセッサの、クロック周波数は何GHzか。
正解は 1番：2GHz
周期と周波数は逆数の関係なので、周期で1を割れば周波数が出ます。1 ÷ （0.5 × 10⁻⁹秒） ＝ 2 × 10⁹ ＝ 2GHzです。1GHzが1ナノ秒ちょうどなので、周期がその半分の0.5ナノ秒なら、周波数は2倍の2GHzだと見当もつきます。ナノ（10⁻⁹）で割るとギガ（10⁹）が出てくる、という打ち消し合いを覚えておくと速いです。
ほかの選択肢は
0.5GHzは周期の数字をそのまま書いた値です。5GHzは1 ÷ 0.5 を5と計算したもの、20GHzは桁を1つ多く取ったものです。周期が短いほど周波数は高くなるという向きだけ押さえておけば、周期0.5ナノ秒に対して0.5GHzという答えは形からして誤りだと気づけます。
問15
「クロック周波数が高いプロセッサのほうが、必ず処理が速い」という説明が誤りである理由として、適切なものはどれか。
正解は 3番：1命令を終えるのに必要な拍数が、プロセッサの設計によって違うため
同じ拍を刻んでいても、1命令にかかる拍数（CPI）は設計によって違います。4GHzで1命令に5拍かかるプロセッサは 4×10⁹ ÷ 5 ＝ 8×10⁸ 命令/秒、2GHzで2拍で済むプロセッサは 2×10⁹ ÷ 2 ＝ 1×10⁹ 命令/秒なので、周波数の低いほうが速くなります。メーカーの違うプロセッサを周波数だけで比べられないのは、このためです。
ほかの選択肢は
周期は周波数の逆数なので、周波数が高くなれば周期は短くなります。命令の種類の多さはCISCとRISCという命令の設計の話で、周波数そのものを上下させるものではありません。周波数は主記憶の容量とも関係がなく、プロセッサ側の設計で決まる値です。
問16
整数演算がCPI2で60%、分岐がCPI4で30%、浮動小数点演算がCPI8で10%を占めるプログラムの、平均CPIはいくつか。
正解は 3番：3.2
出てくる回数の多いものを重く見る加重平均です。種類ごとに「割合 × CPI」を出して足します。整数演算は 0.6 × 2 ＝ 1.2、分岐は 0.3 × 4 ＝ 1.2、浮動小数点演算は 0.1 × 8 ＝ 0.8 で、合計すると 1.2 ＋ 1.2 ＋ 0.8 ＝ 3.2 です。検算として、平均CPIは必ずいちばん小さいCPI（2）といちばん大きいCPI（8）のあいだに入ります。
ほかの選択肢は
4.67は（2 ＋ 4 ＋ 8）÷ 3 として、3種類が同じ数だけ出てくるものとして平均した値です。実際には整数演算が6割を占めるので、そこを重く見る必要があります。14は割合を使わずCPIをそのまま足した値で、いちばん大きいCPIより大きいので形からして誤りです。2.0はもっとも多く出てくる整数演算のCPIをそのまま答えたもので、残りの40%を数えていません。
問17
クロック周波数が1GHz、CPIが5のプロセッサで、200万命令のプログラムを実行するのにかかる時間は何ミリ秒か。
正解は 3番：10ミリ秒
「1拍は何秒 → 1命令は何秒 → 全部で何秒」の順にたどります。①1拍は 1 ÷ 10⁹ ＝ 1×10⁻⁹秒。②1命令はCPIが5なので 1×10⁻⁹ × 5 ＝ 5×10⁻⁹秒。③命令数は200万、つまり 2×10⁶ なので、5×10⁻⁹ × 2×10⁶ ＝ 10×10⁻³ ＝ 1×10⁻²秒 ＝ 10ミリ秒です。式の形を思い出せなくても、この3段をたどれば必ず答えが出ます。
ほかの選択肢は
2ミリ秒はCPIを掛け忘れた値（1×10⁻⁹ × 2×10⁶ ＝ 2×10⁻³秒）です。0.4ミリ秒はCPIで割ってしまった値で、1命令に5拍もかかるのに時間が短くなるのはおかしい、と向きで気づけます。100ミリ秒は桁を1つ多く取った値です。
問18
スーパーパイプライン方式の説明として適切なものはどれか。
正解は 3番：パイプラインの段数を増やし、1段にかける時間を短くする
3つの技術は「何を増やすか」で分かれます。スーパーパイプラインが増やすのは段数です。パイプラインではいちばん時間のかかる段に合わせてクロックの間隔が決まるので、重い段を細かく割って軽くすれば、1段にかける時間そのものを短くできます。弱点は、段数が増えるぶん立ち上がり（1本目の命令が終わるまで）が長くなることです。
ほかの選択肢は
パイプラインを複数本並べるのはスーパースカラで、増やすのは本数です。コンパイラに判断させて1つの長い命令に詰めておくのはVLIWで、問題文に「コンパイラ」が出てきたらこれだと決めてよいほど特徴的です。分岐の結果を見込んで先に実行するのは投機実行で、こちらはパイプラインが分岐で乱れるのを防ぐための対策です。
問19
各段階が1クロックで終わり、待たされることはないものとする。6段のパイプラインを持つプロセッサで20個の命令を実行するとき、重ねずに1つずつ実行した場合と比べて、必要なクロック数は何クロック少なくなるか。
正解は 1番：95クロック
パイプラインのクロック数は「段数 ＋ 命令数 − 1」なので、6 ＋ 20 − 1 ＝ 25クロックです。重ねずに1つずつ実行すると1命令に6クロックかかるので、6 × 20 ＝ 120クロック。差は 120 − 25 ＝ 95クロックになります。25の中身は、段数ぶん（6クロック）の助走が済めば、あとは1クロックに1命令ずつ仕上がっていく、ということです。
ほかの選択肢は
25クロックはパイプラインで実行したときのクロック数そのもの、120クロックは重ねなかったときのクロック数そのもので、どちらも「何クロック少なくなるか」という問いの答えではありません。15クロックは、段数を足すところを引いて 20 − 6 ＋ 1 と計算した値です。
問20
処理全体のうち75%を並列化できるプログラムを、プロセッサの台数を無限に増やして実行したとき、1台のときと比べた速度向上率の上限はいくらか。
正解は 2番：4倍
アムダールの法則は「速度向上率 ＝ 1 ÷ 〔（1 − 並列化できる割合）＋ 並列化できる割合 ÷ 台数〕」です。台数を無限に増やすと「並列化できる割合 ÷ 台数」は0に近づくので、残るのは並列化できない25%の分だけになります。速度向上率 ＝ 1 ÷ 0.25 ＝ 4倍が上限です。「人数を増やしても、1人しかできない工程があれば全体はそこで詰まる」という話と同じです。
ほかの選択肢は
1.33倍は並列化できる割合（0.75）で1を割った値ですが、上限を決めるのは並列化できない側の割合です。75倍は並列化できる割合の数字をそのまま倍率にしたものです。台数に比例していくらでも速くなることはありません。段取りや結果の集約のように分担できない部分の時間は、何台あっても減らないからです。
問21
TCP/IPの通信で用いられるバイト順序（ネットワークバイトオーダ）の説明として、適切なものはどれか。
正解は 3番：ビッグエンディアンに統一されており、リトルエンディアンのプロセッサは並べ替えてから送る
送る側と受ける側でプロセッサの設計が違う可能性があるので、通信の上では順番を1つに決めておかないと話が通じません。TCP/IPでは上位バイトから送るビッグエンディアンに統一されていて、これをネットワークバイトオーダと呼びます。いまのパソコンのプロセッサ（Intel・AMDのx86系）はリトルエンディアンなので、送るときに並べ替えてから送っています。
ほかの選択肢は
ビッグとリトルを入れ替えた説明は誤りです。送る側のバイト順序をそのまま使うのでは、受ける側が相手の設計を知らないかぎり読めません。順番を1つに決めたのは、まさにそれを避けるためです。また、1バイトずつ送ったとしても、複数バイトのデータをどの順に並べるかという問題そのものは残ります。
問22
キャッシュメモリの割付方式のうち、すべての行のタグを一度に比較する必要があるものはどれか。
正解は 1番：フルアソシアティブ方式
フルアソシアティブ方式はどこへでも置けるので、「このブロックがどこにあるか」が分かりません。そのため全部の行のタグを一度に比べる必要があります。置き場所の制約でぶつかることはないかわりに、行数が多いほど比較回路が大きくなり、消費電力も増えます。「すべてのタグを比較する」と書いてあったらこれ、と1つ覚えておくと残りの区別も付きます。
ほかの選択肢は
ダイレクトマップ方式は置き場所が1か所に決まるので、比べるタグは1つだけです。セットアソシアティブ方式はセットを1つに絞ってから、その中のウェイ数ぶんのタグだけを比べます。ライトバック方式は、書き込みをキャッシュにだけ行って追い出されるときに主記憶へ書き戻す方式で、置き場所の決め方である割付方式とは別の話です。
問23
8行のキャッシュメモリを2ウェイ・セットアソシアティブ方式で使うとき、セットの数はいくつか。
正解は 1番：4セット
1セットに何行入るかがウェイ数です。2ウェイなら1セットに2行入るので、8行を2行ずつに分けて 8 ÷ 2 ＝ 4セットになります。ブロック番号からどのセットに入るかは一意に決まり、そのセットの中では2行のどちらに置いてもよい、という二段構えです。前半がダイレクトマップのやり方、後半がフルアソシアティブのやり方にあたります。
ほかの選択肢は
2セットはウェイ数をそのままセット数と答えた値です。8セットは行数をそのまま答えた値で、これは1行が1セット、つまりウェイ数が1のとき、言いかえればダイレクトマップのときの数になります。16セットは行数とウェイ数を掛けた値で、キャッシュの行数より多いセットは作れません。
問24
主記憶を4つのバンクに分けてメモリインタリーブを行っている。番地0をバンク0として1番地ずつ順に振り分けるとき、番地14が入るバンクはどれか。
正解は 1番：バンク2
番地をバンク数で割った余りが、バンク番号になります。14 ÷ 4 は商が3で余りが2なので、バンク2です。並べて確かめると、バンク0には0・4・8・12、バンク1には1・5・9・13、バンク2には2・6・10・14、バンク3には3・7・11・15が入ります。連続した4つの番地が必ず別々のバンクに入るので、まとめて同時に読み出せます。
ほかの選択肢は
バンク3は 14 ÷ 4 の商（3）をそのまま答えた値です。余りを求めるところを商で答えてしまうのが、この計算でいちばん多い間違いです。バンク0に入るのは4の倍数（0・4・8・12）、バンク1に入るのはその次（1・5・9・13）なので、どちらにも14は含まれません。
問25
DRAMがリフレッシュを必要とする理由として、適切なものはどれか。
正解は 2番：記憶の実体がコンデンサで、ためた電荷が絶縁体を通してわずかずつ漏れていくから
コンデンサは電気をためる部品ですが、あいだにはさんだ絶縁体は完全な絶縁ではなく、ためた電荷がわずかずつ漏れていきます。しかも1ビットぶんの静電容量はとても小さいので、もともと入っている量が少なく、わずかな漏れで0と1の区別がつかなくなります。そこで、読めるうちに読み出して同じ値を書き直します。
ほかの選択肢は
フリップフロップを使うのはSRAMのほうで、こちらは電源がつながっているあいだ回路が状態を保ち続けるため、リフレッシュが要りません。記憶内容が別の番地へ移動することはなく、静電容量は部品の作りで決まるので時間では変わりません。
問26
コンセントから取り込んだ交流を、電子回路が使う直流に変える装置はどれか。
正解は 2番：AC/DCコンバータ
交流を直流に変えることを整流と呼び、その働きをする装置がAC/DCコンバータです。パソコンや家電の電源部分に入っていて、コンセントの交流を機器の中で使える直流に変えています。
ほかの選択肢は
インバータは向きが逆で、直流を交流に変える装置です。太陽光発電で作った直流を家庭用の交流にするときなどに使われます。コイルは電流の変化を妨げる部品、トランジスタは増幅やスイッチに使う素子で、どちらも変換そのものを指す言葉ではありません。
問27
ユニファイドメモリ方式の代償として、適切なものはどれか。
正解は 3番：CPUとGPUが主記憶を取り合い、使える容量も減る
もともとある主記憶を分け合う作りなので、CPUとGPUが同じ経路を取り合います。容量も減り、8ギガバイトのうち2ギガバイトをGPUに割り当てれば、CPUが使えるのは残りだけになります。安く小さく作れることと引き換えの代償です。
ほかの選択肢は
メモリを別に積んで大きくなるのは専用メモリ方式のほうです。GPUは主記憶を使えますし、補助記憶を読みに行くわけでもありません。受け渡しのたびに複製が要るのは専用メモリ方式で、同じ場所を見られるユニファイドではその手間が減ります。
問28
量子コンピュータで使う量子ビットが、ふつうのビットと違う点として適切なものはどれか。
正解は 1番：0と1が重なった状態をとれる
ふつうのビットは0か1のどちらかですが、量子ビットは0と1が重なった状態をとれます。これを重ね合わせと呼び、多くの組合せをまとめて扱えることが、特定の問題で速くなる理由になっています。
ほかの選択肢は
3つの値をとれるわけでも、値が自動で増えるわけでもありません。電気を切っても消えないのは不揮発性メモリの性質で、量子ビットとは別の話です。なお、あらゆる計算が速くなるわけではなく、向く問題が限られている点も合わせて問われます。
問29
RISCがパイプラインと相性がよい理由として、最も適切なものはどれか。
正解は 2番：命令の長さと実行にかかる時間がそろっているため、次の命令を重ねて流しやすい
パイプラインは、1つの命令が終わる前に次の命令を取り出して重ねて流す仕組みです。流れ作業と同じで、1工程の長さがそろっているほどうまく回ります。RISCは命令を単純にそろえる方針なので、ここがかみ合います。
ほかの選択肢は
1命令で複雑な処理を行い、長さがまちまちで、主記憶のデータを直接扱える命令を多く持つのは、いずれもCISCの特徴です。長さがそろっていないほうが詰め込める、という関係にもなりません。
問30
いまの高速な外部インタフェースで、パラレル転送ではなくシリアル転送が主流になっている理由として、最も適切なものはどれか。
正解は 4番：速さを上げると、複数の線で同時に送った信号の到着時刻がずれるため
パラレル転送は複数の線で同時に送る形で、見かけは速そうです。ところが速さを上げると、線ごとの長さや特性のわずかな差で到着時刻がずれ、そろえ直すのが難しくなります。そこでUSB、HDMI、PCI Expressはいずれもシリアル転送になっています。
ほかの選択肢は
1本あたりの量が必ず減るわけではありません。1回に送れるビット数で見ればパラレルのほうが多く、シリアルは1本で順に送ります。パラレル転送が映像を扱えない、という制限もありません。
問31
フェールセーフとフールプルーフの違いとして、最も適切なものはどれか。
正解は 3番：フェールセーフは故障したときに安全な側に止まる設計で、フールプルーフは誤った操作をされても危険にならない設計である
フェールセーフは、壊れたときにどうなるかを決めておく設計です。信号機が故障したら赤にする、といった形です。フールプルーフは、利用者が誤った操作をしても危険な動きにならないようにする設計です。備える相手が故障か誤操作かで分かれます。
ほかの選択肢は
2つを入れ替えた選択肢が定番の誤答です。対象が機械か電子部品か、利用者が専門家か一般の人かで呼び名が変わるものでもありません。なお、故障しても機能を落として動き続ける設計はフェールソフトと呼びます。
問32
ひずみセンサーを使って物の重さを求める仕組みとして、最も適切なものはどれか。
正解は 4番：力がかかったときの変形の量を測り、変形の量と重さの対応をあらかじめ調べておいて換算する
ひずみセンサーが直接測るのは、力がかかったときのわずかな変形です。重さそのものは測っていません。変形の量と重さの対応を先に調べておき、測った変形から重さに換算します。センサーが測るものと求めたいものが違う、という形の代表例です。
ほかの選択肢は
温度、時刻、光の強さは、いずれも重さと直接の対応を持ちません。午後の問題では、本文に「1区画あたり何グラム」のような対応が書かれるので、それを使って比で求めます。
問33
ステッピングモーターで、送ったパルスの数と実際に回った量がずれる場合として、最も適切なものはどれか。
正解は 4番：急に速いパルスを送って、モーターがついていけなくなったとき
ステッピングモーターはパルス1つで決まった角度だけ回るので、ふだんは送った数で回転量が分かります。ただし急に速いパルスを送ると回転がついていけず、送った数と実際の回転量がずれます。これを脱調と呼びます。
ほかの選択肢は
間隔を長くしてゆっくり回す形は、むしろずれを避ける送り方です。基準の位置へ戻すのは、電源投入時にいまの位置が分からない問題への対処です。本文の値をそのまま使った計算は、ずれの原因になりません。
この結果の使い方
間違えた用語は復習リストに自動でたまります。 用語ページのミニクイズで正解し直すと、リストから消えます。 記録は自分のブラウザ内（localStorage）にのみ保存され、サーバーには送信していません。