基本情報技術者 合格攻略①|科目Aテクノロジ系【基礎理論・データ構造・コンピュータシステム・ネットワーク・DB/SQL】

基本情報技術者試験(FE・CBT方式)対策の第1回です。科目Aテクノロジ系の必出要点、基礎理論・データ構造、コンピュータシステム、ネットワーク、データベース&SQLを扱います。

試験概要と最短合格ストラテジー

区分科目A科目B
試験時間90分100分
出題数/解答数60問/60問(四肢択一)20問/20問(多肢選択)
合格基準600点以上/1,000点満点600点以上/1,000点満点
出題構成テクノロジ・マネジメント・ストラテジプログラミング・アルゴリズム(16問)、情報セキュリティ(4問)

最短合格の鉄則:①科目Bを最優先に対策する(学習時間の6〜7割を投入)②科目Aのセキュリティとネットワークは満点を狙う③科目Bの擬似言語は「トレース表」を手書きする習慣を徹底する。

基礎理論・データ構造

基数変換:10進数→2進数は整数部「2で割った余りを下から並べる」、小数部は「2を掛けて整数部を取り出す」。16進数1桁=2進数4桁(例:0xF5=1111 0101)。

負の数表現(2の補数):全ビットを反転して+1を足す。

浮動小数点数の誤差:丸め誤差(2進数で循環小数になり表現しきれない誤差)、情報落ち(非常に大きな数と極端に小さな数を加減算した際、小さい値が無視される現象)、桁落ち(値がほぼ等しい2数を引き算した際、有効数字が激減する現象)。

主要データ構造:スタック(LIFO、push/pop、再帰関数の内部管理)、キュー(FIFO、enqueue/dequeue、印刷ジョブやバッファ)、二分探索木(左の子<親<右の子が常に成立)。

コンピュータシステム・構成要素

プロセッサの高速化技術:パイプライン(複数命令を異なるステージで並列実行)、スーパスカラ(複数パイプラインで同一クロックに複数命令を同時実行)。

メモリ階層(高速・小容量→低速・大容量):レジスタ→キャッシュメモリ(SRAM)→主記憶(DRAM)→SSD/HDD

実効アクセス時間:(キャッシュアクセス時間×ヒット率)+(主記憶アクセス時間×(1-ヒット率))

仮想記憶方式:ページング方式(固定長「ページ」に分割して管理)。スラッシング(ページフォールトが多発しCPUが入出力処理に占有され効率が急落する現象)。LRU(最も長い間使われていないページを追い出すアルゴリズム)。

RAID構成:RAID0(ストライピング、高速化・冗長性なし)、RAID1(ミラーリング、耐障害性高・利用効率50%)、RAID5(パリティ分散配置、1台故障まで復旧可能)。

ネットワーク

OSI参照モデルと主要プロトコル:第7層(アプリケーション)はHTTP,DNS,DHCP,SMTP,POP3,SSH。第4層(トランスポート)はTCP(信頼性重視・3ウェイハンドシェイク)、UDP(リアルタイム性重視・コネクションレス)。第3層(ネットワーク)はIP,ICMP,ARP。第2層(データリンク)はイーサネット、MACアドレス。

IPアドレス計算:サブネットマスク/24→255.255.255.0(ホストアドレス部は8ビット)。利用可能ホスト数=2^n-2(ネットワークアドレスとブロードキャストアドレスを除く)。

プライベートIPアドレス範囲:クラスA(10.0.0.0〜10.255.255.255)、クラスB(172.16.0.0〜172.31.255.255)、クラスC(192.168.0.0〜192.168.255.255)。

NAT/NAPT:プライベートIPとグローバルIPを相互変換。NAPTはポート番号も利用して1対複数の通信を実現。

データベースの正規化

非正規形(繰り返し項目が存在)→第1正規形(繰り返し項目を排除し単一値にする)→第2正規形(主キーの一部に従属する項目=部分関数従属を別表に分離)→第3正規形(主キー以外の項目に従属する項目=推移的関数従属を別表に分離)。

図解:データベースの正規化
データベースの 正規化非正規形繰り返し項目あり第1正規形繰り返しを なくす第2正規形部分関数従属を なくす第3正規形推移的関数従属を なくす部分関数従属:複合主キーの「一部」だけで決まる項目推移的関数従属:主キー → A → B と 主キー以外を経由して決まる項目目的:データの重複をなくし 更新時の矛盾(更新異状)を防ぐ

SQL基本構文

SELECT 列名, COUNT(*) FROM テーブルA INNER JOIN テーブルB ON テーブルA.ID = テーブルB.A_ID WHERE 条件式 GROUP BY 列名 HAVING 集計関数の条件 ORDER BY 列名 DESC;

トランザクションとACID特性

  • A(Atomicity/原子性):処理がすべて実行されるか、全く実行されないかのどちらか(Rollback/Commit)
  • C(Consistency/一貫性):整合性制約が常に満たされる
  • I(Isolation/独立性):並行処理を行っても個別に逐次実行した場合と同じ結果になる
  • D(Durability/耐久性):コミット完了後、障害が発生しても更新データは永続的に保証される

次回は「情報セキュリティ・マネジメント/ストラテジ系」編で、暗号化技術、サイバー攻撃手法、プロジェクトマネジメント、経営戦略を扱います。

図解:ACID特性
トランザクションの ACID 特性A原子性全部実行か 全部取消しC一貫性整合性が 保たれるI独立性同時実行でも 干渉しないD耐久性確定した結果は 失われない例:振込で「引落し」だけ成功して「入金」失敗 → ロールバックで 元に戻す(原子性)

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