目次
キタミ式イラストＩＴ塾応用情報技術者 令和０５年
- きたみ りゅうじ（著）
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はじめに
目次
本書の使い方
応用技術者試験とは？
Chapter 1 基礎理論（離散数学）
1-1 2進数とn進数
●2進数と各基数との関係
●基数と桁の重み
●n進数と10進数間の基数変換
●2進数と8進数・16進数間の基数変換
1-2 2進数の計算と数値表現
●2の補数と負の数のあらわし方
●固定小数点数
●浮動小数点数
●よく使われる浮動小数点数
1-3 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
●あふれ（オーバーフロー）
●シフト演算を用いたかけ算とわり算
1-4 誤差
●けたあふれ誤差
●丸め誤差
●打切り誤差
●けた落ち
●情報落ち
1-5 集合と論理演算
●集合とベン図
●集合演算
●式の変形とド・モルガンの法則
●命題と論理演算
●真理値表
●カルノー図法
Chapter 2 基礎理論（応用数学）
2-1 思い出しておきたい数値計算たち
●平方根（√）
●対数（log）
●数列の和（Σ）
●階乗（n!）
2-2 確率
●確率と場合の数
●順列と組合せ
●確率の基本性質
●確率変数と期待値
●確率の加法定理と乗法定理
●マルコフ過程
2-3 統計
●正規分布と標準偏差
2-4 グラフ理論
●ノードとエッジ
●グラフの種類
●グラフのデータ構造
●重み付きグラフ
Chapter 3 情報に関する理論
3-1 情報量
●平均情報量（エントロピー）
3-2 符号化とデータ圧縮
●平均情報量で見るデータ量の理論値
●ハフマン符号化
●ランレングス符号化
3-3 オートマトン
●有限オートマトン
●正規表現によるパターン表現
3-4 形式言語
●文脈自由文法
●形式言語の定義って、なぜ必要?
●BNF記法（バッカス・ナウア記法）
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
●UnicodeとUTF-8
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
Chapter 5 コンピュータの回路を知る
5-1 論理回路
●代表的な論理回路
●フリップフロップ回路
5-2 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？
5-3 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
5-4 論理回路とLSI
●システムLSI
●カスタムICとFPGA
5-5 組込みシステムにおけるコンピュータ制御
●センサとアクチュエータ
●機器の制御方式
Chapter 6 CPU（Central Processing Unit）
6-1 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
6-2 ノイマン型コンピュータ
●主記憶装置のアドレス
6-3 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」
6-4 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
●主記憶装置上のバイトオーダ
6-5 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
6-6 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
●VLIW（Very Long Instruction Word）
●CISCとRISC
6-7 並列処理（Parallel Processing）
●フリンの分類
●マルチプロセッサと主記憶装置
●アムダールの法則
Chapter 7 メモリ
7-1 メモリの分類
●RAMの種類いろいろ
●ROMの種類いろいろ
7-2 主記憶装置と高速化手法
●キャッシュメモリ
●プログラムの局所参照性
●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
●キャッシュメモリの割り当て方式
●メモリインターリーブ
Chapter 8 ハードディスクとその他の補助記憶装置
8-1 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
8-2 フラグメンテーション
●デフラグで再整理
8-3 RAIDはハードディスクの合体技
●RAIDの種類とその特徴
8-4 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）
Chapter9 バスと入出力デバイス
9-1 バスアーキテクチャ
●パラレル（並列）とシリアル（直列）
●入出力制御方式
9-2 入出力インタフェース
●システムバスのインタフェース
●パラレル方式の外部バスインタフェース
●シリアル方式の外部バスインタフェース
●無線インタフェース
9-3 入出力デバイス
●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）
●ディスプレイの種類と特徴
●解像度と、色のあらわし方
●VRAM（ビデオRAM）の話
●プリンタの種類と特徴
●プリンタの性能指標
●3Dプリンタ
Chapter10 オペレーティングシステム
10-1 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
●ソフトウェアによる自動化（RPA）
10-2 ジョブ管理
●ジョブ管理の流れ
●スプーリング
10-3 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
●リアルタイムOS
10-4 タスクの排他/同期制御
●排他制御が必要な理由
●セマフォ
●デッドロック
●同期制御とイベントフラグ
●タスク間の通信
10-5 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
10-6 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）
10-7 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
●デマンドページングとプリページング
●ページングとスワッピング
10-8 UNIX系OS
●ファイルシステムの特徴
●標準ストリーム
●リダイレクションとパイプ
Chapter11 プログラムの作り方
11-1 プログラミング言語とは
●代表的な言語とその特徴
11-2 言語プロセッサ
●インタプリタとコンパイラ
●特殊な言語プロセッサ
11-3 コンパイラ方式でのプログラム実行手順
●コンパイラの仕事
●コンパイラの最適化手法
●リンカの仕事
●ローダの仕事
11-4 構造化プログラミング
●制御構造として使う3つのお約束
11-5 変数は入れ物として使う箱
●たとえばこんな風に使う箱
●変数の記憶期間と関数
●関数の呼び出しと変数の関係
11-6 アルゴリズムとフローチャート
●フローチャートで使う記号
●試しに1から10までの合計を求めてみる
11-7 データ構造
●配列
●リスト
●キュー
●スタック
●スタックと逆ポーランド記法
11-8 木（ツリー）構造
●2分木というデータ構造
●完全2分木
●2分探索木
●ヒープ
●AVL木
●2分木の走査順序
11-9 データを探索するアルゴリズム
●線形探索法
●2分探索法
●ハッシュ法
●各アルゴリズムにおける探索回数
11-10 データを整列させるアルゴリズム
●基本交換法（バブルソート）
●基本選択法（選択ソート）
●基本挿入法（挿入ソート）
●より高速な整列アルゴリズム
11-11 オーダ記法
●各アルゴリズムのオーダ
11-12 再帰法
●階乗の計算に見る再帰呼び出しの流れ
Chapter12 データベース
12-1 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
●データベースの設計
●スキーマ
12-2 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
●インデックス
12-3 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
12-4 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
●その他の条件指定方法
●同一データを重複させずに抽出する
●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
12-5 副問合せ
●INを用いた副問合せ
●EXISTSを用いた副問合せ
12-6 表の定義や行の操作を行うSQL文
●表の定義
●行の挿入・更新・削除
●ビューの定義
●更新可能なビュー
12-7 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
12-8 データベースの障害管理
●コミットとロールバック
●データベースを復旧させるロールフォワード
●チェックポイント
●分散データベースと2相コミット
●分散データベースに求められる6つの透過性
Chapter13 ネットワーク
13-1 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
13-2 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
13-3 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
13-4 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
●チェックサム
●CRC（巡回冗長検査）
●ハミング符号
●ビット誤り率
13-5 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?
●TCP/IPとパケットヘッダ
●MACアドレスとIPアドレスの変換
●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
●ネットワークを診断するプロトコル
●ネットワークを管理するプロトコル
13-6 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
13-7 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
●サーチエンジンとSEO（Search Engine Optimization）
●CGM（Consumer Generated Media）
13-8 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!!
13-9 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
Chapter14 セキュリティ
14-1 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
14-2 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
●不正アクセスの手法と対策
●rootkit（ルートキット）
●ハニーポット
●CAPTCHA
14-3 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
14-4 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
●WAF（Web Application Firewall）の設置位置
●ペネトレーションテスト
●ファジング
14-5 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）
●改ざんを防ぐデジタル署名
●なりすましを防ぐ認証局（CA）
●代表的な暗号アルゴリズム
●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）
Chapter15 システム開発
15-1 ソフトウェアライフサイクルと共通フレーム
●共通フレーム2013のプロセス体系
●要件定義プロセスの機能要件と非機能要件
●システム開発のV字モデル
●システム開発の調達を行う
●開発コストの見積り
15-2 システムの代表的な開発手法
●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
●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）
●設計
●プログラミング
●テスト
●レビュー
●CASEツール
●プロセス成熟度モデル
15-3 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とフォワードエンジニアリング
●マッシュアップ
15-4 業務のモデル化
●DFD
●E-R図
15-5 ユーザインタフェース
●CUIとGUI
●GUIで使われる部品
●画面設計時の留意点
●帳票設計時の留意点
●ユニバーサルデザイン
●ユーザビリティの評価手法
15-6 コード設計と入力のチェック
●コード設計のポイント
●チェックディジット
●コードの種類
●入力ミスを判定するチェック方法
15-7 モジュールの分割
●モジュールに分ける利点と留意点
●モジュールの分割技法
●モジュールの独立性を測る尺度
15-8 オブジェクト指向プログラミング
●オブジェクト指向の「カプセル化」とは
●クラスとインスタンス
●クラスには階層構造がある
●汎化と特化（is a関係）
●集約と分解（part of関係）
●多態性（ポリモーフィズム）
15-9 UML（Unified Modeling Language）
●UMLのダイアグラム（図）
●クラス図
●ユースケース図
●アクティビティ図
●シーケンス図
15-10 テスト
●テストの流れ
●ブラックボックステストとホワイトボックステスト
●テストデータの決めごと
●ホワイトボックステストの網羅基準
●テスト支援ツール
●トップダウンテストとボトムアップテスト
●リグレッションテスト
●バグ管理図と信頼度成長曲線
Chapter16 システム構成と故障対策
16-1 コンピュータを働かせるカタチの話
●シンクライアントとピアツーピア
●3層クライアントサーバシステム
●オンライントランザクション処理とバッチ処理
●クラスタリングシステム
●スケールアップとスケールアウト
●グリッドコンピューティング
●SOA（サービス指向アーキテクチャ:Service Oriented Architecture）
16-2 システムの性能指標
●スループットはシステムの仕事量
●レスポンスタイムとターンアラウンドタイム
16-3 システムを止めない工夫
●デュアルシステム
●デュプレックスシステム
16-4 システムの信頼性と稼働率
●RASIS（ラシス）
●平均故障間隔（MTBF：Mean Time Between Failure）
●平均修理時間（MTTR：Mean Time To Repair）
●システムの稼働率を考える
●直列につながっているシステムの稼働率
●並列につながっているシステムの稼働率
●「 故障しても耐える」という考え方
●バスタブ曲線
●システムに必要なお金の話
16-5 転ばぬ先のバックアップ
●バックアップの方法
Chapter17 システム周りの各種マネジメント
17-1 プロジェクトマネジメント
●作業範囲を把握するためのWBS
17-2 スケジュール管理とアローダイアグラム
●アローダイアグラム（PERT図）の書き方
●全体の日数はどこで見る?
●最早結合点時刻と最遅結合点時刻
●クリティカルパス
●プレシデンスダイアグラム法（PDM：Precedence Diagram Method）
●スケジュール短縮のために用いる方法
17-3 ITサービスマネジメント
●SLA（Service Level Agreement）
●サービスサポート
●サービスデスクの組織構造
●サービスデリバリ
●事業継続計画（BCP：Business Continuity Plan）
●ファシリティマネジメント
17-4 システム監査
●システム監査人と監査の依頼者、被監査部門の関係
●システム監査の手順
●システムの可監査性
●監査報告とフォローアップ
Chapter18 業務改善と分析手法
18-1 PDCAサイクルとデータ整理技法
●ブレーンストーミング
●バズセッション
●KJ法
●決定表（デシジョンテーブル）
18-2 グラフ
●レーダチャート
●ポートフォリオ図
18-3 QC七つ道具と呼ばれる品質管理手法たち
●層別
●パレート図
●散布図
●ヒストグラム
●管理図
●特性要因図
●チェックシート
●連関図法
Chapter19 企業と法務
19-1 企業活動と組織のカタチ
●代表的な組織形態と特徴
●CEOとCIO
●技術経営とイノベーション
●グリーン購入
●BI（Business Intelligence）
●エンタープライズアーキテクチャ（EA：Enterprise Architecture）
●BPO（Business Process Outsourcing）
19-2 電子商取引（EC：Electronic Commerce）
●取引の形態
●EDI（Electronic Data Interchange）
●カードシステム
●耐タンパ性
●ロングテール
19-3 経営戦略と自社のポジショニング
●SWOT分析
●プロダクトポートフォリオマネジメント（PPM：Product Portfolio Management）
●コアコンピタンスとベンチマーキング
●コトラーの競争地位戦略
●CRM（Customer Relationship Management）
19-4 外部企業による労働力の提供
●請負と派遣で違う、指揮命令系統
19-5 関連法規いろいろ
●著作権
●産業財産権
●法人著作権
●著作権の帰属先
●製造物責任法（PL法）
●労働基準法と労働者派遣法
●シュリンクラップ契約
●不正アクセス禁止法
●サイバーセキュリティ基本法
●プロバイダ責任制限法
●刑法
19-6 費用と利益
●費用には「固定費」と「変動費」がある
●損益分岐点
●変動費率と損益分岐点
●固定資産と減価償却
●ROI（Return On Investment）
19-7 在庫の管理
●先入先出法と後入先出法
●かんばん方式
19-8 財務諸表は企業のフトコロ具合を示す
●貸借対照表
●損益計算書
●様々な財務指標
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索引
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