IT/ITC系メモ｜【ITパスポート知識定着メモ③】テクノロジー系｜丸暗記前提・要点圧縮＋頻出語句多め

◆テクノロジー系

■基礎理論

ITパスポートでは

• 難しい数式は出ない

• 概念の理解・用語の意味が中心

① 情報の基礎

● データと情報の違い

• データ：事実・数値そのもの

• 情報：意味付けされたデータ

加工・分析されると情報になる

● 情報量

• 単位：ビット（bit）

• 0と1で表現

② 数値表現（計算問題対策）

● 2進数

• 0と1で表す

• コンピュータ内部表現

• 2進数 → 10進数
  2進数の値に、各桁の2のべき乗（左から1, 2, 4, 8, 16, 32…　）を掛けて足す
  例：2進数の「1011」を10進数にするには、
  (1ｘ8)+(0ｘ4)+(1ｘ2)+(1ｘ1)=「11」

• 10進数から2進数
  10進数の値を2で割り、余りの値を左から並べる
  例：10進数の「14」を2進数にするには
  14÷2＝7余り0
  7÷2＝3余り1
  3÷2＝1余り1
  1÷2＝0余り1
  「1110」

● 10進数／16進数

• 人間向け：10進数

• 機械寄り：16進数（0〜9＋A〜F）

• 色コード・メモリ管理で登場

• 16進数を10進数
  16進数を10進数に変換するには、各桁に16のべき乗（左から1、16、256、4096、65536…）を掛け算して足し合わせます。
  16進数の10以上はA＝10,B＝11,C＝12,D＝13,E＝14,F＝15
  16進数「1EC8」を10進数にするには、
  （1ｘ4096）+（14ｘ256）+（12ｘ16）+（8ｘ1）＝「7880」

• 10進数を16進数
  10進数の値を16で割り、余りの値を左から並べる
  例：10進数の「1414」を16進数にするには
  1414÷16＝88余り6
  88÷16＝5余り8
  5÷16=0余り5
  「586」

③ 論理演算

● 論理演算

• AND（かつ）

• OR（または）

• NOT（否定）

● 排他的論理和（XOR）

• どちらか一方だけ真

「同じだと偽、違うと真」

④ 集合と関係

● 和集合・積集合

• 和集合：どちらかに含まれる

• 積集合：両方に含まれる

● ベン図

• 集合関係を図で表す

⑤ アルゴリズムと処理構造

● アルゴリズム

• 問題解決の手順

● 処理の3構造

• 順次

• 分岐

• 繰返し

プログラムの基本中の基本

⑥ データ構造

● 配列

• 同じ型のデータを並べる

● リスト

• データを順につなぐ

● スタック

• 後入れ先出し（LIFO）

● キュー

• 先入れ先出し（FIFO）

この LIFO / FIFO はほぼ確実に出る

⑦ 探索・整列

● 探索

• 線形探索

• 二分探索（高速・条件あり）

● 整列

• バブルソート

• クイックソート

名前と「並び替え」だと分かればOK

⑧ オートマトン・形式言語

● オートマトン

• 状態遷移で動作を表現

● 正規表現

• 文字列パターン指定

• 検索・チェックで利用

まとめ：基礎理論はこう割り切る

• 計算はあまり出ない場合が多い

• LIFO / FIFO は絶対覚える

• 論理演算は言葉で判断

「意味が分かる」＝正解できる
基礎理論は暗記

■コンピュータシステム

コンピュータシステムは「役割分担」で覚える
パーツ名と役割を結びつけられるか

① コンピュータの基本構成

● ノイマン型コンピュータ

• プログラム内蔵方式

• 命令とデータを同じ記憶装置に保存

● 5大装置

• 入力装置

• 出力装置

• 記憶装置

• 演算装置

• 制御装置

CPU＝演算装置＋制御装置

② CPUまわり

● CPUの役割

• 演算

• 制御

● クロック周波数

• CPUの動作速度

• 高いほど速い

● マルチコア

• CPUが複数

• 並列処理が可能

● キャッシュメモリ

• CPUと主記憶の間

• 高速・容量小

③ メモリと記憶装置

● 主記憶装置

• 実行中のプログラムを保持

• 揮発性（電源OFFで消える）

● 補助記憶装置

• HDD / SSD

• 電源OFFでも消えない

● RAM / ROM

• RAM：読み書き可・揮発性（電源OFFで消える）

• ROM：読み出し専用・不揮発性（消えない）

RAMが消える

④ 入出力と周辺装置

● 入力装置

• キーボード

• マウス

• スキャナ

● 出力装置

• ディスプレイ

• プリンタ

● I/O

• Input / Output

⑤ OS（オペレーティングシステム）

● OSの役割（超重要）

• ハードウェア管理

• アプリ実行管理

• 資源管理

● マルチタスク

• 複数処理を同時実行（見せる）

● 仮想記憶

• 主記憶を拡張して見せる

• 補助記憶を利用

⑥ システムの処理形態

● バッチ処理

• まとめて処理

• 即時性なし

● リアルタイム処理

• 即時処理

• 制御系で使用

● オンライン処理

• 即時入力・即時処理

⑦ システム構成

● クライアントサーバ方式

• 処理を分担

• 管理しやすい

● ピアツーピア（P2P）

• 対等な関係

• 小規模向け

● 分散処理

• 処理を分散

• 可用性向上

⑧ 仮想化技術

● 仮想化

• 1台で複数環境

• 資源の有効活用

● ハイパーバイザ

• 仮想マシンを管理

まとめ：コンピュータシステムはここだけ

• CPU＝演算＋制御

• 主記憶は消える

• OSは裏方の司令塔

• 「これは誰の仕事？」と考える

■技術要素

① ネットワーク

● LAN / WAN

• LAN：近距離ネットワーク

• WAN：広域ネットワーク

● インターネット

• TCP/IPで通信

• 世界規模ネットワーク

● IPアドレス

• 機器の住所

• IPv4 / IPv6

● DNS

• 名前 → IP変換
  人間が覚えやすいドメイン名を、コンピューターが理解できるIPアドレスに変換

● DHCP

• IPアドレス自動割当
  ネットワークに接続するデバイスに「IPアドレス」そのものの配布と設定

DNSとDHCPの違いは定番

● TCP / UDP（通信プロトコル）

• TCP：信頼性重視。
  通信前に接続（コネクション）を確立。
  インターネット上の通信は大体これ

• UDP：速度重視。
  確認なしでデータを送る「非接続型（コネクションレス）」
  ライブ配信動画やオンラインゲームなど、データの正確さよりリアルタイム性を重視する場合

● HTTP / HTTPS

• Web通信

• HTTPS＝暗号化あり

② データベース（必ず1問）

● データベース

• データを効率管理

• 重複排除

● RDB（関係データベース）

• 表形式

• 主キーで管理

● SQL

• データ操作言語

• SELECT / INSERT / UPDATE / DELETE

● トランザクション

• 処理のまとまり

• 全部成功 or 全部失敗

● ACID特性

• 原子性

• 一貫性

• 独立性

• 永続性

③ セキュリティ

● 情報セキュリティの3要素

• 機密性

• 完全性

• 可用性

● マルウェア

• ウイルス

• ワーム

• トロイの木馬

• ランサムウェア

● 不正アクセス

• なりすまし

• 侵入

● 認証

• ID / パスワード

• 生体認証

• 多要素認証

● 暗号化

• 共通鍵暗号

• 公開鍵暗号

公開鍵は鍵交換に使う

④ Web・アプリケーション技術

● HTML / CSS

• HTML：構造

• CSS：見た目

● JavaScript

• 動きをつける

● API

• 機能の呼び出し口

• システム連携

● クラウド（復習）

• IaaS / PaaS / SaaS

⑤ システム開発を支える技術

● OSS

• 無償利用・改変可

• ライセンス遵守必須

● ミドルウェア

• OSとアプリの間

• DB・Webサーバなど

● 仮想化・コンテナ

• 環境分離

• 高効率運用

⑥ AI・データ活用

● AI

• 人工知能

• 学習・推論

● 機械学習

• データから学ぶ

● ビッグデータ

• 大量・多様・高速

● IoT

• モノをネット接続

まとめ：技術要素はここで取る

• ネットワークはDNS / DHCP / TCP

• DBは主キー / トランザクション

• セキュリティはCIA＋暗号＋認証

問いを見て「どの分野の話か？」を理解できるようにする

■まだある！テクノロジー系の総まとめ

名前だけでも知っていれば解ける

① インタフェース・ユーザビリティ

● UI（User Interface）

• 人とシステムの接点

• 画面・操作方法

● UX（User Experience）

• 使ったときの体験・満足度

• UIより広い概念

• UI＝操作

• UX＝体験

● ユーザビリティ

• 使いやすさ

• 誤操作しにくい設計

② マルチメディア技術

● 画像形式

• JPEG：写真向き

• PNG：劣化なし

• GIF：アニメ可

● 音声・動画圧縮

• データ量を削減

• ストリーミングに必須

● コーデック

• 圧縮・伸張の方式

「動画が再生できない」系の文脈で出る

③ ヒューマンエラー・信頼性

● フールプルーフ

• 誤った操作を行っても重大な事故を招かない設計思想や仕組み

● フェールセーフ

• 誤操作・誤動作による障害が発生した場合に自動で安全側へ作動する仕組み

● フェールソフト

• 故障が発生した際にシステム全体を停止させずに、一部の機能や性能を低下させながらも稼働を継続させる設計思想や仕組み

安全設計3兄弟は名前当てが多い

④ 性能・信頼性指標

● スループット

• 単位時間あたりの処理量

● レスポンスタイム

• 応答時間

● MTBF / MTTR

• MTBF：平均故障間隔

• MTTR：平均修復時間

• 長いほど良い → MTBF

• 短いほど良い → MTTR

⑤ バックアップ・データ保護

● フルバックアップ

• 全データ取得

● 差分バックアップ

• 前回フル以降の差分

● 増分バックアップ

• 前回バックアップ以降

• 復元が早い：フル

• 容量節約：増分

⑥ システム冗長化・可用性

● 冗長化

• 予備を用意

• 単一障害点をなくす

● デュアルシステム

• 同じ構成を2系統

● クラスタ構成

• 複数機器をあたかも1つのシステムと見せかけて運用する

• 負荷分散と高可用性（1台に障害が起きても停止しない）

● ロードバランサ

• 負荷分散装置

⑦ ソフトウェア配布・実行形態

● パッケージソフト

• 既製品

• 導入が早い

• コストが安い

• 自由度はない

● カスタマイズ

• 設定変更のみ（本体構造は大きく変えれない）

• コストを抑えながらある程度の自由度もある

● スクラッチ開発

• ゼロから開発

• コストは高い

コスト・自由度の比較で出やすい

⑧ データ表現・文字コード

● 文字コード

• ASCII
  英語圏の基本的な文字（英数字、記号）を収録した初期の文字コード。

• Shift_JIS
  日本語を扱うために作られたコード。

• UTF-8
  世界中の文字を一つの体系でまとめた国際標準規格の一つ。
  英数字などはASCIIと同じ1バイトで表現されて互換性あり。
  それ以外の文字は2～4バイトで表現される。

文字化け＝文字コード不一致

● バイト

• 8ビット＝1バイト

⑨ 時間・処理管理

● スケジューリング

• 処理順序の制御

● タイムスタンプ

• 時刻情報

• ログ管理で使用

まとめ：テクノロジ系の最終攻略

• 安全設計：フェールセーフ系

• 性能：スループット／レスポンス

• 使いやすさ：UI・UX

• 「名前を知ってるか」で解ける問題は取りこぼさない

■AI系の重要語群

① AI（人工知能）の基本

● AI（Artificial Intelligence）

• 人の知的作業をコンピュータで再現

• 判断・推論・学習

● 弱いAI（特化型AI）

• 特定用途のみ対応

• 現在の主流

● 強いAI（汎用AI）

• 人間並みの知能

• 実現していない（概念）

② 機械学習

● 機械学習

• データから規則を学習

• 明示的なルール不要

● 教師あり学習

• 正解あり

• 分類・予測

● 教師なし学習

• 正解なし

• クラスタリング

● 強化学習

• 試行錯誤で最適行動を学ぶ

• ゲーム・ロボット

③ ディープラーニング

● ディープラーニング

• 多層ニューラルネットワーク

• 画像・音声認識が得意

● ニューラルネットワーク

• 人間の脳を模倣

• 重み（ノード間の接続の強さ）を調整

● 特徴量

• 判断材料となるデータ

• ディープラーニングでは自動抽出

機械学習との最大の違い
「特徴量を人が作らない」＝ディープラーニング

④ データと学習の問題点

● 学習データ

• AIの性能を左右

• 偏りに注意

● バイアス

• データの偏り

• 差別的判断の原因

● 過学習

• 学習データに適合しすぎ

• 未知のデータ（テストデータや実データ）に対する性能（汎化性能）が低下する現象

● 汎化性能

• 未知データへの対応力

⑤ AIの活用分野

● 画像認識

• 顔認証

• 医療画像

● 音声認識

• スマートスピーカー

• 音声入力

● 自然言語処理（NLP）

• 翻訳

• 文章解析

• チャットボット

● レコメンド

• ECサイト

• 動画配信

⑥ 生成AI

● 生成AI

• 文章・画像・音声生成

• 大規模モデル使用

● 大規模言語モデル（LLM）

• 大量テキストで学習

• 文脈理解が可能

● プロンプト

• AIへの指示文

プロンプト＝命令文

⑦ AIと社会・倫理

● 説明可能AI（XAI）

• 判断理由を説明

• ブラックボックス対策

● AI倫理

• 公平性

• 透明性

• 説明責任

● 人間中心のAI

• 人が最終判断

• AIは支援役

⑧ AI導入時の注意点

● データ品質

• ゴミデータ＝ゴミ結果

● 学習コスト

• 時間・計算資源が必要

● セキュリティ

• 学習データ漏洩

• モデル盗用

■セキュリティ系

昔ながらの「ウイルスとは？」よりも

• クラウド前提

• テレワーク前提

• 人・運用・設定ミス重視

にシフトしています。

① ランサムウェア

● ランサムウェア

• データを暗号化

• 身代金要求

● 二重恐喝

• 暗号化＋情報漏えい脅迫

• 支払わないと公開

「復号できても終わりじゃない」が最近の状況

● 対策の定番

• バックアップ

• 多層防御

• 感染前提の設計

② 標的型攻撃・人を狙う攻撃

● 標的型攻撃

• 特定企業・個人を狙う

• メールが入口

● ビジネスメール詐欺（BEC）

• 経営者・取引先になりすまし

• 振込指示を偽装

ウイルスなしで被害がポイント

● ソーシャルエンジニアリング

• 人の心理を利用

• 技術より「だます」

③ フィッシング（定番＋進化）

● フィッシング

• 偽サイトへ誘導

• ID・パスワード詐取

● スミッシング

• SMS版フィッシング

● ファーミング

• 正しいURLでも偽サイト表示

• DNS改ざん

「URLが正しいのに偽サイト」＝ファーミング

④ 認証・ID管理

● 多要素認証（MFA）

• 知識＋所持＋生体

• 2つ以上使用

● シングルサインオン（SSO）

• 1回認証で複数サービス利用

● ID管理の重要性

• 退職者アカウント削除

• 権限の最小化

ID＝最大の攻撃対象

⑤ クラウド時代のセキュリティ

● 責任共有モデル

• 事業者と利用者で責任分担

• 設定ミスは利用者責任

● 設定不備（Misconfiguration）

• 公開設定ミス

• 情報漏えいの主原因

● CASB（Cloud Access Security Broker）

• クラウドサービスのセキュリティを一括管理するソリューション

• クラウド利用の可視化

• シャドーIT対策

⑥ ゼロトラスト

● ゼロトラスト

• 「社内＝安全」を疑う

• 毎回認証・検証

● 従来モデルとの違い

• 境界防御 → ゼロトラスト

• VPNだけでは不十分

最近の試験はゼロトラスト推し

⑦ 内部不正・運用リスク

● 内部不正

• 悪意・過失どちらも含む

• 権限管理が鍵

● 職務分掌

• 1人に権限集中させない

● ログ管理

• 事後調査

• 不正検知

⑧ インシデント対応

● インシデント

• 情報漏えい

• 不正アクセス

● 初動対応

• 被害拡大防止

• 証拠保全

● 再発防止

• 原因分析

• ルール見直し

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それではまた次回・・

IT/ICT関係の日々の出来事から日記代わりにいろいろ書いています。
前回の記事も時間がありましたら読んでみてください。