情報44【電験3種 機械】コンピュータの5大装置とICメモリ(RAM・ROM・EPROM・DRAM)の正誤判定!平成27年度 B問題18 完全解説

電験3種 機械科目【情報】平成27年度 B問題18 コンピュータの構成(5大装置)とICメモリ(半導体メモリ)に関する正誤判定

今回は平成27年度 機械科目 B問題18を解説します。コンピュータを構成する入力・出力・記憶・中央処理装置という5大装置に関する記述の正誤を判定する(a)と、RAM・ROM・EPROM・EEPROM・DRAMというICメモリ(半導体メモリ)に関する記述の正誤を判定する(b)の2問構成です。情報43(平成20年度A問題14)と近いROM/RAM分類テーマを扱う姉妹的な問題でもあります。

(a)は中央処理装置のクロック周波数と磁気ディスクの回転数は無関係である点が誤りのポイントです。(b)はEEPROMの書き換えが「印加電圧を読み取り時より高くする」ことで行われる点(低くする、ではない)が誤りのポイントです。

目次

平成27年度 機械科目 B問題18:問題文と選択肢

まずは、実際の試験問題を確認してみましょう。

電験3種 機械科目 情報 平成27年度 B問題18 問題文
平成27年度 機械科目 B問題18 問題文

電験3種 機械科目 【情報】 平成27年度 B問題18

 次の文章はコンピュータの構成及びICメモリ(半導体メモリ)について記述したものである。次の(a)及び(b)の問に答えよ。

(a) コンピュータを構成するハードウェアは,コンピュータの機能面から概念的に入力装置,出力装置,記憶装置(主記憶装置及び補助記憶装置)及び中央処理装置(制御装置及び演算装置)に分類される。これらに関する記述として,誤っているものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

(1)コンピュータのシステムの内部では,情報は特定の形式の電気信号として表現されており,入力装置では,外部から入力されたいろいろな形式の信号を,そのコンピュータの処理に適した形式に変換した後に主記憶装置に送る。

(2)コンピュータが内部に記憶しているデータを外部に伝える働きを出力機能といい,ハードウェアのうちで出力機能を担う部分を出力装置という。出力されたデータを人間が認識できる出力装置には,プリンタ,ディスプレイ,スピーカなどがある。

(3)コンピュータ内の中央処理装置のクロック周波数は,LAN(ローカルエリアネットワーク)の通信速度を変化させる。クロック周波数が高くなるほどLANの通信速度が向上する。また,クロック周波数によって磁気ディスクの回転数が変化する。クロック周波数が高くなるほど回転数が高くなる。

(4)制御装置は,主記憶装置に記憶されている命令を一つ一つ順序よく取り出してその意味を解読し,それに応じて各装置に向けて必要な指示信号を出す。制御装置から信号を受けた各装置は,それぞれの機能に応じた適切な動作を行う。

(5)算術演算,論理判断,論理演算などの機能を総称して演算機能と呼び,これらを行う装置が演算装置である。算術演算は数値データに対する四則演算である。また,論理判断は二つのデータを比較してその大小を判定したり,等しいか否かを識別したりする。論理演算は,与えられた論理値に対して論理和,論理積,否定及び排他論理和などを求める演算である。

(b) 主記憶装置等に用いられるICメモリに関する記述として,誤っているものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

(1)RAM(Random Access Memory)は,アドレス(番地)によってデータの保存位置を指定し,データの読み書きを行う。RAMは,DRAM(Dynamic RAM)とSRAM(Static RAM)とに大別される。

(2)ROM(Read Only Memory)は,読み出し専用であり,ROMに記録されている内容は基本的に書き換えることができない。

(3)EPROM(Erasable Programmable ROM)は,半導体メモリの一種で,デバイスの利用者が書き込み・消去可能なROMである。データやプログラムの書き込みを行ったEPROMは,強い紫外線を照射することでその記憶内容を消去できる。

(4)EEPROM(Electrically EPROM)は,利用者が内容を書換え可能なROMであり,印加する電圧を読み取りのときよりも低くすることで何回も記憶内容の消去・再書き込みが可能である。

(5)DRAMは,キャパシタ(コンデンサ)に電荷を蓄えることによって情報を記憶し,電源供給が無くなると記憶情報も失われる。長期記録の用途には向かず,情報処理過程の一時的な作業記憶の用途に用いられる。

(1)コンピュータのシステムの内部では,情報は特定の形式の電気信号として表現されており,入力装置では,外部から入力されたいろいろな形式の信号を,そのコンピュータの処理に適した形式に変換した後に主記憶装置に送る。
(2)コンピュータが内部に記憶しているデータを外部に伝える働きを出力機能といい,ハードウェアのうちで出力機能を担う部分を出力装置という。出力されたデータを人間が認識できる出力装置には,プリンタ,ディスプレイ,スピーカなどがある。
(3)コンピュータ内の中央処理装置のクロック周波数は,LAN(ローカルエリアネットワーク)の通信速度を変化させる。クロック周波数が高くなるほどLANの通信速度が向上する。また,クロック周波数によって磁気ディスクの回転数が変化する。クロック周波数が高くなるほど回転数が高くなる。
(4)制御装置は,主記憶装置に記憶されている命令を一つ一つ順序よく取り出してその意味を解読し,それに応じて各装置に向けて必要な指示信号を出す。制御装置から信号を受けた各装置は,それぞれの機能に応じた適切な動作を行う。
(5)算術演算,論理判断,論理演算などの機能を総称して演算機能と呼び,これらを行う装置が演算装置である。算術演算は数値データに対する四則演算である。また,論理判断は二つのデータを比較してその大小を判定したり,等しいか否かを識別したりする。論理演算は,与えられた論理値に対して論理和,論理積,否定及び排他論理和などを求める演算である。

(1)RAM(Random Access Memory)は,アドレス(番地)によってデータの保存位置を指定し,データの読み書きを行う。RAMは,DRAM(Dynamic RAM)とSRAM(Static RAM)とに大別される。
(2)ROM(Read Only Memory)は,読み出し専用であり,ROMに記録されている内容は基本的に書き換えることができない。
(3)EPROM(Erasable Programmable ROM)は,半導体メモリの一種で,デバイスの利用者が書き込み・消去可能なROMである。データやプログラムの書き込みを行ったEPROMは,強い紫外線を照射することでその記憶内容を消去できる。
(4)EEPROM(Electrically EPROM)は,利用者が内容を書換え可能なROMであり,印加する電圧を読み取りのときよりも低くすることで何回も記憶内容の消去・再書き込みが可能である。
(5)DRAMは,キャパシタ(コンデンサ)に電荷を蓄えることによって情報を記憶し,電源供給が無くなると記憶情報も失われる。長期記録の用途には向かず,情報処理過程の一時的な作業記憶の用途に用いられる。

出題のポイント:2つの誤りを見抜く

CPUクロックと周辺機器速度およびEEPROM書込み電圧の二つの誤り
(a)はCPUクロックとの誤った因果関係、(b)はEEPROMの電圧方向が誤りです。

(a)では、CPUのクロック周波数とLANの通信速度・磁気ディスクの回転数を直接結び付けないことが要点です。(b)では、EPROMの紫外線消去とEEPROMの電気的消去を区別し、EEPROMの消去・書込みには読出し時より高い電圧を用いることを確認します。

ポイント解説:コンピュータの5大機能

入力、出力、記憶、制御、演算の五大機能と選択肢の正誤
制御装置と演算装置が中央処理装置を構成し、(a)の誤った記述は(3)です。

(a)はコンピュータの5大装置(入力・出力・記憶・制御・演算)に関する基本知識、(b)はRAM・ROM・EPROM・EEPROM・DRAMというICメモリの性質に関する正誤判定です。

情報43(平成20年度A問題14)と近いROM/RAM分類テーマを扱う問題でもあり、EEPROMの書き換え電圧の方向(読み取り時より高くする)は特に間違いやすいポイントです。

問題の解説:ICメモリの特徴を比較

RAM、ROM、EPROM、EEPROM、DRAMの読書き方法と保持特性の比較表
EEPROMは電気的に消去・再書込みし、読出し時より高い電圧を用いるため、(b)の誤りは(4)です。

STEP1 (a) 選択肢(1)(2)(4)(5)の正誤を確認する

(1) 入力装置が信号形式を変換して主記憶装置に送るという記述は正しい。

(2) 出力装置(プリンタ・ディスプレイ・スピーカなど)の説明は正しい。

(4) 制御装置が命令を解読し各装置へ指示信号を出すという記述は正しい。

(5) 演算装置の算術演算・論理判断・論理演算の説明は正しい。

STEP2 (a) 選択肢(3)の誤りを特定する

中央処理装置のクロック周波数は,LANの通信速度や磁気ディスクの回転数を直接変化させるものではありません(それぞれ別の規格・機構で動作速度が決まる)。

よって(a)の誤っている記述は(3)です。

STEP3 (b) 選択肢(1)(2)(3)(5)の正誤を確認する

(1) RAMがアドレスでデータ位置を指定し,DRAM・SRAMに大別されるという記述は正しい。

(2) ROMが読み出し専用で基本的に書き換え不可という記述は正しい。

(3) EPROMが紫外線照射で記憶内容を消去できるという記述は正しい。

(5) DRAMがコンデンサの電荷で情報を記憶し,電源が無くなると失われるという記述は正しい。

STEP4 (b) 選択肢(4)の誤りを特定する

EEPROMは,印加する電圧を読み取りのときよりも高くすることで消去・再書き込みが可能になります。「低くする」という記述は誤り。

よって(b)の誤っている記述は(4)です。以上より(a)-(3),(b)-(4)が正解です。

答え:(a)-(3),(b)-(4)

💡 覚え方
CPUのクロック周波数はLAN通信速度・磁気ディスク回転数を直接左右しない(別々の規格・機構)。EEPROMの書き換えは読み取り時より高い電圧を印加して行う(低くする、ではない)。

⚠️ よくある間違い
クロック周波数と他装置の動作速度の因果関係を安易に結びつけない。EEPROMの電圧の向き(高くする)をEPROMの紫外線消去と混同しない。

まとめ

(a) 誤り(3) クロック周波数とLAN/磁気ディスクは無関係
(b) 誤り(4) EEPROMは電圧を高くして書換え
答え(a)-(3),(b)-(4)

▼あわせて解きたい関連問題
・記憶装置ROM・RAMの分類:【機械】平成20年度A問題14
・D-A変換器の分解能とユニポーラ・オフセットバイナリ・バイポーラコード:【機械】平成19年度B問題18

📚 次に解くべき関連問題
【機械】平成20年度A問題14(情報43)
【機械】平成24年度B問題18(情報30)
【機械】令和2年度B問題18(情報36)
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