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情報システム⑤
2012年11月2日
文書ファイル
• テキスト
– 英数字、漢字など人間が読むことができる文字のみ
で記述されたファイル
– メモ帳で編集ができる
– 拡張子は.txtなど
• PDF
–
–
–
–
Adobeの文書フォーマット
印刷情報をほぼ正確に再現
Adobe Readerで読むことができる
拡張子は.pdf
画像ファイル
•
•
•
JPEG(.jpg, .jpeg)
– 静止画フルカラー
– 非可逆圧縮でファイルサイズを小さく
– 自然画像向き
– プログレッシブJPEG(だんだん見えてくる)
GIF(.gif)
– 静止画256色まで
– 透過色設定可能
– LZW圧縮
PNG(.png)
– 静止画フルカラー
– 可逆圧縮
– 透明度設定可能
– Zip圧縮
マルチメディアファイル
• コンテナ形式の中に動画データと音声データが入る
• 主なコンテナ形式
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
AIFF(.aiff)：音声(Apple)
WAV(.wav)：音声(Microsoft)
AVI(.avi)：Microsoftが開発
ASF(.asf)：AVIの後継
MP4(.mp4)：ISO/IEC
3GPP(.3gp)：携帯電話向け
Ogg(.ogg)：オープンソース
QuickTime(.mov)：Appleが開発
RealMedia(.rm)：あまり使われなくなった
FlashVideo(.flv)：YouTube・ニコニコ動画
動画形式
• MPEG：ISO/IEC。DVDはMPEG-2
• H.263：ITU-T。テレビ電話
• H.264(MPEG-4 AVC)：ISO/IEC＆ITU-T。携
帯電話からハイビジョンまで
• WMV(VC-1)：MPEG-4のMicrosoft拡張
• DivX：MPEG-4のDivX拡張
• Theora：オープンソース
• RealVideo：リアルネットワークス
音声形式
•
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•
•
•
•
•
MP3：MPEG-1 Layer 3
AAC：ISO/IEC
WMA：Microsoft
AC-3：ドルビー
FLAC：オープンソース。可逆圧縮
Vorbis：オープンソース
RealAudio：リアルネットワークス
リッチコンテンツファイル
• 動きのあるコンテンツのデータファイル
• Flash(.swf)
– ストリーミング再生可能
– Flash Player
• Shockwave(.dcr)
– インタラクティブな動画
– Shockwave Player
• Silverlight(.xaml)
– 動画やアニメーション
– Silverlightプラグイン
ファイル圧縮
• 可逆圧縮
– 元に戻せる
– 文書ファイルやプログラムに使用
• 非可逆圧縮
– 元に戻せない
– 画像データや音声データにおいて、人間が感じられないデータを削除
してデータを小さくする
• 圧縮方法
– ランレングス
• 連続する個数で表現
– ハフマン
• データのパターンを符号で置き換え
– LZ法
• 「辞書」を使って置き換え
• GIFで使われるLZWの元
主な圧縮形式
•
•
•
•
•
•
Zip(.zip)
– Windowsでは世界標準
LHA(.lzh)
– 日本国内が多い
GZIP/GNU zip(.gz)
– UNIXで標準的
自己伸張形式
– 圧縮解除プログラムを圧縮ファイルに組み込んだもの
RAR(.rar)
– 圧縮率が高い→P2Pネットワークでの利用が多い
JAR(.jar)
– Javaのデータやファイルを一つのファイルにまとめたもの
– 圧縮に使われているのはzip
P2P
• サーバを利用せず、PC同士がファイルをやりと
りする仕組み
– ピュアP2P
• サーバを使わない
• Gnutella(LimeWire、Cabos)
– ハイブリッドP2P
• どこになにがあるかの情報はサーバに
• BitTorrent
– ファイルをピースに分割して共有
• 暴露ウイルスによる情報漏洩が社会的問題に
– P2Pネットワークに流れた情報は回収できない
インターネット接続
• ブロードバンド接続
– 光回線終端装置（p.104）
– ADSLモデム、ケーブルモデム（p.110）
– VDSLモデム
– ブロードバンドルータ（p.128）
– VoIPアダプタ（p.124）
• その他の接続
– モバイル通信（p.121）
• 通信速度
ブロードバンドの通信速度
• データ転送の速度＝bps（ビーピーエス）
– bit per second
– １秒あたり何ビットのデータを転送できるか
• １ビット＝「０」または「１」を表す
「場所（箱）」のこと
• ８ビット＝１バイト
• 補助単位
– K（キロ, ×103）、M（メガ, ×106）、G
（ギガ, ×109）、T（テラ, ×1012）
PCの定義と種類
• PC=Personal Computer
– コンシューマ向け機器として発達
• Windowsパソコン（Windows PC）
– Microsoft WindowsがOSとして動作
• Mac（マック）
– Apple Mac OSがOSとして動作
CPUの構造・速度
• 64ビットが主流
– OS、アプリケーションが対応する必要がある
• キャッシュメモリ
– 【仮想メモリとの違いに注意】
– 一度使用したデータを保持しCPUの処理を高速化
– CPUから近い順に１次キャッシュ、２次キャッシュ、
…と呼ばれる
• 速度は動作速度のクロック周波数（GHz）で表
現されることが多いが、異なるメーカーのCPU
同士では単純に比較できない
CPUの種類
• Intel Core（コア）シリーズとAMD Phenom（フェ
ノム）シリーズが一般的
– MacにはIntel Coreシリーズが使用されている
• デュアルコアプロセッサー
– ２つのプロセッサコアを１個のパッケージに集積
– Core 2 Duo、Athlon X2など
• クアッドコアプロセッサー
– ４つのプロセッサコアを集積
– Core i7、Phenom X4など
• ネットブックではIntel Atom
• スマートフォン(DSも)ではARMアーキテクチャ
– 最近はクアッドコアも
メモリの種類
• 現在のメモリーのデータ転送速度は10Gbps
以上（PC3-6400だと6.4GB/s）
– PC3-22400(DDR3-2800)で
22.4GB/s(180Gbps)
• RAMとROMがある
• SDRAMを搭載したDIMMメモリモジュール
が主流
– 高速化版DDR2/DDR3 SDRAMが一般的
– ノートPC用はSO-DIMM、より小さいものが
Micro DIMM
ROMとRAM
• RAM (Random Access Memory)
– データの読み書き可・比較的高速・CPUから
直接アクセス可能・電源断で消失・メインメ
モリ
• ROM (Read Only Memory)
– データの読み出しのみ・RAMより遅い・電源
断でも消えない・電源投入時に最初に読み込
まれるプログラム(BIOS)
• メインメモリー（主記憶装置）はRAM
メモリーの容量
• 必要メモリ量
– Windows 7は1GB、Windows Vistaは512MB、
Mac OS Xは1GBだが、標準で1GB以上搭載されて
いるのが一般的
• 仮想メモリ
– 【キャッシュメモリとの違いに注意】
– 物理的にメインメモリが不足した場合、ハードディ
スクを仮のメモリとして使用するような機能
– 動作速度がメモリ（速い）とハードディスク（遅
い）では異なるため、メインメモリが不足して仮想
メモリを使うと処理が遅くなる
ハードディスクの接続規格
• 接続方式はシリアルATAが主流
– 第一世代で150MB/s、第二世代のシリアルATAIIで
は300MB/s（パラレル方式では最大133MB/sだっ
た．シリアルATA 3.0では600MB/s）
– 従来は１ポートにマスターとスレーブの２台、通常
２ポート、計４台までだったが、シリアルATAは１
つのポートに対して１台
• USB、IEEE1394などによる外付け
– これらはホットスワップ（本体電源を切らずに接
続・切断）が可能→他の規格ではできないのが普通
• NAS（LAN接続型）による外付け
ハードディスクの容量
・ファイルシステム
• Windows (NTFS)では最大(推奨)ボリュームサ
イズは2TB
– OS、BIOSによる制限
• FAT、NTFS、HFS(HFS+)などのファイルシス
テム
– Windowsで用いられるNTFSは
• ジャーナリングファイルシステム
– データの書き込み・更新を記録しておき、障害発生時に記録に
基づいて修復
• アクセス権設定機能あり
– FATはフラッシュメモリなど
• MS-DOSのファイルシステム
ハードディスクドライブの初期化
• フォーマット：データを読み書きできる状態に
すること
– Windows 7/Vistaの場合、[管理ツール]→[ハード
ディスクパーティションの作成とフォーマット]
– MacではOSが新しいドライブを認識したときにウィ
ザード起動
• 物理フォーマット
– データを書き込む区画を設定
• 論理フォーマット
– 管理用データなどを設定
ハードディスクドライブの
パーティション
• 一つのハードディスクドライブは、複数の
パーティション（ボリューム）に分割できる
• プライマリパーティション
– OSが起動できるパーティション
• 拡張パーティション
– OSが起動できないパーティション
– その中に論理ドライブをいくつでも作成できる
• プライマリ・拡張あわせて４つまで
– 拡張パーティションを使えば領域はいくつでも
NAS
• ネットワーク対応ハードディスク
（Network Attached Storage）
– ハードディスクとネットワーク通信機能、ファイ
ルシステムなどを一体化した単機能サーバ
– RAID機能によるデータの保護
• RAID0：ストライピング(２台を１台にみせかけ・耐障
害性なし)
• RAID1：ミラー(２台に同時書き込み)
• RAID5：パリティ(３台にデータと誤り訂正符号)
– DLNAサーバ機能によるデジタル家電からの利用
補助記憶装置（CD）
• CD-ROM
– 700MB（80分）、読み込みのみ
– x倍速は150kB/秒の何倍か
• CD-R、CD-RW
– 640∼720MB、書き込み１回がCD-R、読み
書き可能がCD-RW
補助記憶装置（DVD）
• DVD-ROM, DVD-R, DVD+R, DVD-RW,
DVD-RAM, DVD+RW
– 4.7GB 60分が１倍速（11.08Mbps・CDの９倍速相
当・最大16倍速）
– 最大17GB(両面４層)まで対応、現在は片面２層
8.5GB(DL)や片面１層4.7GBのものが一般的
– 読み込みのみDVD-ROM、書き込み１回DVD-R,
DVD+R、読み書きDVD-RW, DVD-RAM,
DVD+RW
– DVDマルチドライブ=DVD-R, DVD-RW, DVDRAMに対応
補助記憶装置（Blu-ray）
• より大容量のBlu-ray Disc（１層25GB・
２層50GB）
– BD-ROM/BD-R/BD-RE
– BD-R XL/BD-RE XL(３層100GB・４層
128GB)
フラッシュメモリ
• デジタルカメラや携帯電話で利用
– SD/SDHC/SDXCメモリーカード
• miniSD/miniSDHCカード
• microSD/microSDHC/microSDXCカード
• SDは2GB以下、SDHCは4GB∼32GB、SDXCは規格上は2TB（現
在の技術では256GB）まで
– コンパクトフラッシュ
– メモリースティック（Duo・マイクロ）
– xD-ピクチャカード
• PCで利用
– USBメモリ
• 「USBマスストレージクラス」規格に対応しており、Windows
XP/Vista/7ではデバイスドライバなしで利用可能
• ReadyBoost（＝HDD用キャッシュメモリ）に利用
USB（Universal Serial Bus）
• 主な機器
– モデム、TA、プリンタ、スキャナ、マウス、デジタルカメラ、
キーボード
• ホットスワップ・バスパワー対応
– 電源供給能力あるが電力は小さい（2.5W・500mA程度）
• 速度
– USB 1.1は1.5Mbpsと12Mbps、USB 2.0は最大480Mbps
– USB 3.0は4.8Gbps(USB 2.0の10倍)…普及の途上
• 接続数
– 127台まで、ハブは6階層、機器間のケーブル長は5mまで
• コネクター
– Aコネクター（PC）、Bコネクター（プリンタなど）、Mini-Bコネ
クター（デジタルカメラなど）
IEEE1394（iLink, FireWire）
• 主な機器
– デジタルビデオカメラ、ハードディスク、CD-R/RWドライブ
• ホットスワップ・バスパワー対応
– 電源供給能力あり（４ピン以外、機器によりまちまち）
• 速度
– 100, 200, 400Mbps
– 800Mbps, 1.6Gbps, 3.2Gbps（IEEE1394bのベータモード）
• 接続数
– 63台まで接続可能
• デイジーチェーン接続（数珠つなぎ・最大17台）、ハブ接続の両方に対応
• コネクター
– ４ピンと６ピンがある（IEEE1394bは９ピン）
モジュラジャック
• RJ-11
– 導線が２本(6極2芯)と４本(6極4芯)がある
• RJ-45
– 8極8芯
– LANケーブルには「より対線」（ツイストペア
ケーブル）が使用される
• ストレート：ルータ・モデムとPCを接続
• クロス：２台のコンピュータを接続（送受信がクロス）
• ストレート・クロスの自動認識機能(AutoMDI/MDIX)を備えた機器も
– MDI: PC／MDI-X: ルータ・モデム
光ファイバ
• コア・クラッド・保護層からなる
– 屈折率が高いコアと低いクラッドの境界面で全反射
• コア（ガラス・プラスチック）の中を光が進む
– ガラス：大容量、長距離
– プラスチック：折れにくいため建物内
• 許容最小曲げ半径（30∼100mm）より曲げた
とき・重いものを載せたとき・縛ったとき、折
れる
– 折り曲げ可能な光ファイバもある
OSの種類
• OS＝基本ソフトウェア
– ハードウェアとそれを制御するアプリケー
ションソフトの間にあって、入出力などの基
本的部分をつかさどる
• PC向けの代表的なOS
– Windows
– Mac OS
– PC UNIX
Windows
•
Windows XP
– 完全32ビット
– コンピュータ管理者アカウント以外ではアプリケーションのインス
トールに制限
– Home EditionとProfessional Edition（オフラインファイル、リモー
トデスクトップ、暗号ファイルシステム、アクセスコントロール、NT
ドメインへの参加など）
– サーバー用途にはWindows Server 2003
•
Windows Vista
– 32ビット、64ビットの両バージョン
– 視覚的効果（Windows Aero）が向上
– 多くのエディションがある
• Home Basic, Business, Home Premium, Ultimate, Enterprise, Home
Server
•
Windows 7
Mac OS
•
•
•
•
Macintoshは1984年の発売当初からGUI
システム、漢字Talk、MacOS、MacOS X
ドライブレターの概念なし
最新版Mac OS X(2001年発売)ではUNIXの
カーネル採用
– カーネル＝OSの核心となる部分
– 2007年発売の10.5 LeopardではUNIX認定を受ける
– 最新は10.8 Mountain Lion
• 0: Cheetah, 1: Puma, 2: Jaguar, 3: Panther, 4: Tiger, 5:
Leopard, 6: Snow Leopard, 7: Lion, 8: Mountain Lion
サーバー用途に使えるOS
• Windows NT/2000→Windows Server
– Windows Server 2003/2003 R2/2008/2008 R2
• PC UNIX
– ワークステーションで用いられているOSであ
るUNIXをPC上で
– LinuxとFreeBSD
– インターフェースはCUIだが、X Window
SystemによるGUIも
スマートホンのOS
• Android
– Google・オープンソース
• iPhone OS(iOS)
– Apple・iPhone/iPod touch/iPad
• Windows Phone(Windows Mobile)
– Microsoft
• Blackberry OS
– Research In Motion
OSのアップデート機能
• 予期せぬバグやセキュリティホールの修正・利
便性向上のための新たな機能の追加
• かつてはメディアによる修正プログラムの配布
やOSのバージョンアップで対応
• 現在は自動更新で更新プログラムを入手可能
– Windows Update
– Apple Software Update
– ユーザーが特別にアップデートを意識することなく
ダウンロード・インストールを自動で実行

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