コンピュータシステム・データベース・ネットワーク・情報セキュリティ・情報デザイン・情報メディアとオフィスツール活用
この分野で問われること
ITパスポートの中核領域であり、コンピュータの内部構造、データベース、ネットワーク、セキュリティ、情報デザイン、情報メディア、そして表計算ソフトなどオフィスツールの活用までを横断的に問う。用語の暗記に加え、容量計算やセル参照の判定など「手を動かす」問題が得点差を生む。
コンピュータシステムの基礎
コンピュータは演算装置・制御装置・記憶装置・入力装置・出力装置の5大装置で構成されるノイマン型。CPUの性能指標はクロック周波数、コア数、MIPS。記憶階層はレジスタ→キャッシュメモリ→主記憶→補助記憶の順に、高速・小容量から低速・大容量へと移る。主記憶はDRAMが中心で、電源を切ると内容が消える揮発性。補助記憶はHDDやSSDで不揮発。容量の単位は2の10乗ごとにK、M、G、Tと進む。
データベースとネットワーク
関係データベースでは主キーが行を一意に識別し、外部キーが表同士を関連付ける。正規化はデータの重複と更新時の矛盾を排除する作業。トランザクションは原子性・一貫性・独立性・耐久性(ACID特性)を持ち、排他制御で同時実行の矛盾を防ぐ。ネットワークはTCP/IPが標準で、IPアドレスとサブネットマスクでネットワーク部とホスト部を分ける。DNSはドメイン名の名前解決、DHCPはIPアドレスの自動割当て、SMTPはメール送信、POPとIMAPは受信に用いる。
セキュリティと情報メディア
情報セキュリティの3要素は機密性・完全性・可用性。共通鍵暗号は処理が高速だが鍵の配送が課題、公開鍵暗号は受信者の公開鍵で暗号化し受信者が自分の秘密鍵で復号する。ハッシュ値は改ざん検知に、デジタル署名は本人確認と非否認に用いる。画像は標本化・量子化・符号化を経てデジタル化され、圧縮には可逆と非可逆がある。
ワークスルー例
1024×768画素、1画素24ビットのフルカラー画像を無圧縮で保存する容量を求める。まず24ビット=3バイトと確定する。1024×768=786,432画素。786,432×3=2,359,296バイト≒2.36MB。単位変換を先に済ませるのがコツ。
失点しやすい罠
- 1KBを1000バイトと数えてしまう(正しくは1024バイト)
- 絶対参照($A$1)と相対参照(A1)の混同
- 公開鍵暗号の向きの逆転(暗号化は相手の公開鍵)
- サブネットマスクでネットワーク部とホスト部を取り違える