まとめ 基本情報技術者 ソフトウェアについて

OS（オペレーティングシステム）

• ジョブ管理

  • ジョブの「実行順序**」**の管理をする機能。
  • ジョブとは、「ユーザーがコンピュータに依頼する仕事**」**の単位
  • アプリケーションとハードウェアを繋ぐ橋

• スプーリング

  「CPU」と「低速の入出力装置」の間のデータ転送を「高速の補助記憶装置」に仲介させる技術

• バッファ

  • スプーリングで使用する「高速の補助記憶装置」のことを「バッファ」「緩衝記憶装置」という
  • CPUと主記憶装置の差を補う「キャッシュメモリ」もバッファ
  • 主記憶装置とハードディスクの差を補う「デジスクキャッシュ」もバッファ

• タスク管理

  • 「タスクの実行順序」の管理をする機能
  • タスクとは、「OSがCPUに出す命令」の単位

• マルチタスク

  • 複数のタスクを「あたかも同時に実行されている」ように見せる技術
  • 本当は「頻繁に素早くタスクを切り替えているだけ」
  • CPUは一度に一個しか作業を実行できない

• タスクを切り替える方法

  • プリエンプティブ

    • CPUの使用権を「OS」が管理する方法
    • 主流

  • ノンプリエンプティブ

    • CPUの使用権を「タスク」が管理する方法

  • タスクの移動

    • ディスパッチ

      実行可能状態から実行状態に移動すること

    • プリエンプション

      実行状態から実行可能状態に移ること

• タスクスケジューリング

  名前	説明
  到着順方式	実行可能状態になった順番に処理する方式
  優先度順方式	タスクに優先度を設定し、優先度順に処理する方式
  動的優先度順方式	基本は優先度順方式と同じだが、待ち時間の長さに応じて優先度を徐々に上げていく方式
  ラウンドロビン方式	CPUを使用する時間を定め、その時間内に処理が終わらない場合は、次のタスクに使用権が与えられる方式
  多重待ち行列方式	ラウンドロビン方式に優先順位を加味させた方式
  処理時間順方式	タスクの処理時間が短いものから処理する方式
  イベントドリブン方式	マウス操作によるイベントでCPUの使用権を切り替える方式

• 記憶管理

  • 記憶装置を効率的に利用するための機能
  • 仮想記憶管理

    • 「補助記憶装置」の一部をあたかも「主記憶装置」であるかのように扱う方式

    • セグメンテーション方式

      仮想記憶（論理的な記憶領域）と実記憶（主記憶装置の物理的な記憶領域）を「セグメント（可変長）」の領域に分割して管理する方法

    • ページング方式

      仮想記憶（論理的な記憶領域）と実記憶（主記憶装置の物理的な記憶領域）を「ページ（固定長）」の領域に分割して管理する方法

      • ページテーブル

        「仮想アドレス（仮想記憶のアドレス）」と「物理アドレス（実記憶のアドレス）」は「ページテーブル」と呼ばれる表で管理

        • ページイン

          「プログラムを実行するページが実記憶にない」場合、ページフォールトが割り込みした後、補助記憶装置から実記憶へページを書き込むこと

        • ページフォールト

          「プログラムを実行するページが実記憶にない」場合は、「ページフォールト」という割り込みが発生する

        • ページアウト

          「実記憶に空きがない場合」実記憶から補助記憶へページを書き出すこと

          • 置き換えアルゴリズム（どのページを書き出すのか）
            • LRU（Least Recently Used）
            • LFU（Least Frequency Used）
            • FIFO（First In First Out）

        • スラッシング

          • 割り当てられる実記憶が小さい時にページイン、ページアウトが頻繁に起こること
          • スループット（処理能力）が低下する

データ管理

• ファイルシステム
  • データのまとまりを「ファイル」として扱うこと
  • ディレクトリ
    • ファイルを格納する場所
    • ツリー構造で管理

      • ルートディレクトリ

        最上位のディレクトリ

      • カレントディレクトリ

        ユーザーの作業中のディレクトリのこと

      • パス

        • ファイルやディレクトリを示す文字列
        • 「/」で区切る
        • 「/」で始まる時はルートディレクトリからの始まりを表す（絶対パス）
        • 「.」はカレントディレクトリを表す（「./」でカレントディレクトから）
        • 「..」は一回層上を表す
• バックアップ
  • フルバックアップ
    • 常に全てバックアップをとる
    • 時間かかる。復旧簡単
  • 差分バックアップ
    • フルバックアップ以降の新たなデータのみバックアップ
    • 時間まあまあかかる。復旧まあまあ簡単
  • 増分バックアップ
    • 前回のバックアップからの増分のみバックアップ
    • 時間かからない。復旧大変

開発ツール

• ソースコード

  • 人間が読みやすいプログラミング言語で書かれたプログラム

• オブジェクトコード

  • 0,1に変換されたプログラム

  • リンカ

    オブジェクトコードにライブラリを追加するツール

    • ロードモジュール

      リンカで生成された「実行可能プログラム」

• コンパイラ

  • ソースコード→オブジェクトコードに変換
  • 手順（最適化コンパイラ）
    1. 字句解析（ソースコードの間違いチェック）
    2. 構文解析（プログラムの文法チェック）
    3. 意味解析（プログラムの手続きチェック）
    4. 最適化（計算の順序などを改善、効率の良いプログラムに変換）
    5. コード生成（オブジェクトコードを生成）

• テストツール

  • 静的テスト

    • プログラムは実行せず、ドキュメントやソースコードをチェックすること

    • ソースコード解析ツール

      プログラムの誤りをチェックするテストツール

  • 動的テスト

    • プログラムを実行しテストすること

• インタプリタ

  • ソースコードを一文字づつ解釈しながら実行するツール
  • コンパイラは一括解釈、実行

オープンソースソフトウェア（OSS）

• 一般公開されているソースコード

• Eclipse

  • OSSの統合開発環境
  • 統合開発環境
    • 「IDE」
    • テキストエディタやコンパイラ、テストツールなど、開発に必要なツールが一つにまとまったソフトウェア

• コピーレフト

  プログラムの著作権は作者にあるが、誰でもプログラムの複製、改変、再配布ができ、さらに「2次著作物にオリジナルと同じ配布条件を適用する」こと