応用情報技術者試験 Study Note 11

ページング
サイバーフィジカルシステム
1. 間違いやすい用語
DRAM（Dynamic Random Access Memory）のメモリセル
フィードラーのコンティンジェンシー理論（状況呼応型リーダーシップ）
線形リスト

ページング

ページングは、主記憶を効率よく管理することを目的とした仮想記憶の管理方式である。仮想アドレス空間と主記憶を「ページ」と呼ばれる固定長の区画に分割し、ページ単位でアドレス変換を行う。この方式を採用することで、物理メモリと仮想メモリの対応を柔軟に管理し、プロセスの実行を効率化できる。

各ページが固定長であるため、ほとんどのプログラムのサイズがページサイズの半分以下である場合、ページ内の半分以上の領域が未使用となることが多い。これを解決するために、プログラムのサイズに応じてページサイズを半分にすれば、未使用の領域を有効活用でき、結果として主記憶の利用効率が向上し、メモリ不足の問題を軽減できる。

サイバーフィジカルシステム

サイバーフィジカルシステム（CPS）は、サイバー空間（仮想空間）とフィジカル空間（現実空間）を高度に融合させたシステムである。フィジカル空間の情報をセンサーで収集し、サイバー空間に蓄積し、AIやデータ解析技術を用いて処理する。そして、処理結果をフィジカル空間へフィードバックすることで、新たな価値を創出し、産業や社会の発展に寄与する。

このシステムは、日本政府が掲げる「Society 5.0」の実現に向けた基幹技術として期待されている。スマートシティ、自動運転、医療・ヘルスケア、製造業など、多岐にわたる分野で活用が進められており、IoT（Internet of Things）や5G通信と組み合わせることで、より高度なシステムの構築が可能となる。

間違いやすい用語

用語	定義
サーバ仮想化	1台のサーバ上で複数のOSを動作させ、複数の仮想サーバとして運用する仕組み。リソースの効率的な利用を可能にする。
XR（クロスリアリティ）	仮想世界を現実のように体感させる技術。視覚・聴覚・触覚など複数の感覚を同時に刺激し、没入感を向上させる。VR（仮想現実）やAR（拡張現実）などを含む。
サイバーフィジカルシステム	現実世界のデータを収集し、仮想世界で分析・加工し、リアルタイムに現実世界にフィードバックすることで付加価値を創造する仕組み。
暗号資産	電子データのみで取引される通貨。法定通貨とは異なり国家による強制通用力を持たず、主にインターネット上の取引に用いられる。代表例としてビットコインやイーサリアムがある。

DRAM（Dynamic Random Access Memory）のメモリセル

DRAM（Dynamic Random Access Memory）のメモリセルは、トランジスタ1個とコンデンサ（キャパシタ）1個の組み合わせで構成されている。コンデンサに蓄えた電荷の有無によって1ビットの情報を保持する仕組みとなっている。

DRAMは揮発性メモリであり、電源供給が途絶えると記憶情報が失われる特徴を持つ。また、コンデンサに蓄えた電荷は時間とともに自然放電するため、データを保持するには定期的なリフレッシュ（再書き込み）操作が必要である。このため、DRAMは高速だが消費電力が比較的大きく、主記憶装置として広く使用されるものの、省電力性が求められる用途ではSRAM（Static Random Access Memory）が採用されることもある。