単 2009 年度第 1 学期 単位認定試験問題 択一式 (出題範囲: 放送教材・印刷教材の全般) 科目名 [コンピュータのしくみ (’08)] 教材の持ち込み: 不可 問題作成者 岡部 洋一 問 1 [1 章] ディジタル回路について、次の 1 ∼ 4 のうちから、誤っている 記述を一つ選べ。 水位のように連続的に変化するものをアナログ量、パチンコの玉の数のように数えられる 1 ものをディジタル量という。 2 ビット幅 4 の信号線は 16 種類の情報を伝えることができる。 3 ビット幅 4 の信号線で 0 から 16 までの自然数を送ることができる。 4 連続量も、十分大きなビット幅のディジタル量に変換することで、実質的に処理可能であ る。 正解: 3 配点: 10 点 共通コメント: 誤った記述は 3 である。ビット幅 4 では 24 = 16 種類の情報を伝達できるが、0 を含め 16 個 の自然数となると最大 15 までである。 問 2 [2 章] コンピュータに使われるスイッチ素子について、次の 1 ∼ 4 のうちから、誤っている 記述を一つ選べ。 1 リレーは動作速度が遅く、電子管 (真空管) は比較的高速ではあっても短寿命であるため、 半導体素子が使われるようになった。 2 FET とは、電荷の流れを電流で制御する形の素子で、電流効果トランジスタの略である。 3 n-MOS とは、電子の流れを制御する FET のことである。 4 集積回路とは、一つの基板に FET などの沢山の素子を搭載したものである。 正解: 2 配点: 10 点 共通コメント: 誤った記述は 2 である。FET とは 電界 効果トランジスタの略であり、電荷の流れを電界で 制御する形の素子である。 問 3 [3 章] c-MOS NOT 回路について、入力電圧が高い場合、次の記述で、 a 、 b および c につ いて正しい組合せを選べ。 回路の接地 (0) 側に置かれた a は b となり、電源電圧 (Vh ) 側に置かれた c は d となり、 このため、出力電圧は低くなる。 1 a p-MOS、 b ON、 c n-MOS、 d OFF 1 2 a p-MOS、 b OFF、 c n-MOS、 d ON 3 a n-MOS、 b ON、 c p-MOS、 d OFF n-MOS 、 OFF 、 p-MOS 、 4 a b c d ON 正解: 3 配点: 10 点 共通コメント: 正解は 3 である。c-MOS 回路はどんな回路でも、接地側には n-MOS、電源電圧側には p-MOS が置かれる。n-MOS は入力電圧が上がると ON、一方、p-MOS は入力電圧が上がると OFF になる。 4 問 [4 章] 半加算器は、二つの入力を持ち、キャリー C と和 (最下位のビット)S を出力とする回 路である。この回路を AND-OR 回路で構成したい。左半分の AND（または NOT と AND の組合せ）で、M0 は二つの入力が（0, 0）のときのみ出力 1、以下、M1 は（0, 1）、M2 は （1, 0）、M3 は（1, 1）のときのみ出力 1 となる論理とする。右半分の OR 回路で、出力 S は、 下記いずれを入力とすればよいか。次の 1 ∼ 4 のうちから、正しいものを一つ選べ。 1 M0 と M2 2 M0 と M3 3 M1 と M2 4 M1 と M3 正解: 3 配点: 10 点 共通コメント: 正解は 3 である。まず和 S が 1 になるのは入力が (01) および (10) のときのみである。した がって、M1 と M2 の OR をとればよい。 5 問 [5 章] 10 円玉 3 枚で 1 枚のチケットを発券する券売機の状態遷移表を書いた。この中で、20 円 状態 （10）から 0 円状態（00）への遷移に対応する行として適切なものを、次の 1 ∼ 4 のう ちから一つ選べ。なお、表は、印刷教材に準じ、左から In、現在の状態、次の状態、T ake、 T icket である。 1 0100010 2 0100011 3 1100010 4 1100011 正解: 4 配点: 10 点 共通コメント: 正解は 4 である。まず、異なる状態へ移動するときは In = 1、さらに現在の状態が 10 で次 の状態が 00、出力は T ake も T icket も 1 となる。 6 問 [6 章] コンピュータ内の四則演算について、1 ワードを 4bit、積の結果および被除数のみは 2 ワード幅、その他は 1 ワード幅として、誤っている 記述を一つ選べ。 2 1 0101 の 2 の補数 (印刷教材で主に説明した補数) は 1011 である。 2 0101 と 0001 の和は 0100 である。 3 0011 と 0011 の積は 0011 と 0110 の和で計算でき、00001001 である。 4 コンピュータにおける除算は、通常の筆算と異なり突き放し法が使われる。 正解: 2 配点: 10 点 共通コメント: 誤った記述は 2 である。0101 と 0001 の和は 0110 である。 7 問 [7 章] コンピュータについて、次の 1 ∼ 4 のうちから、誤っている 記述を一つ選べ。 1 コンピュータをメモリー、中央処理装置、周辺装置で構成されているとしたとき、キー ボード、ディスプレー、ハードディスクなどはメモリーである。 2 バスにはデータバス、アドレスバスがあり、通常、データの幅やアドレスの幅に相当する 本数の線により構成される。 3 中央処理装置は、データ処理部と制御部からなり、制御部はデータ処理部やメモリーや周 辺装置を制御する。。 4 データ処理部はレジスタ、シフタ、ALU などからなり、主としてデータの演算処理を行 う。 正解: 1 配点: 10 点 共通コメント: 誤った記述は 1 である。キーボードなどは周辺装置である。 8 問 [8 章] プログラムについて、次の 1 ∼ 4 のうちから、誤っている 記述を一つ選べ。 1 コンピュータは高水準プログラムを直接理解できないので、機械語へ変換する必要があ る。まとめて変換するのはコンパイラ、実行時に行単位で逐次変換するのはインタープリタ である。 2 機械語には、演算命令、運動命令、ジャンプ命令がある。 3 通常、プログラムカウンターは 1 ずつ増えるが、ジャンプ命令の際は、不連続に変化する。 4 命令もデータも同じメモリー上に混載する方法を、蓄積プログラム方式と呼ぶ。 正解: 2 配点: 10 点 共通コメント: 誤った記述は 2 である。運動命令という言葉はない。移動命令である。 9 問 [9 章] データ処理部について、次の 1 ∼ 4 のうちから、誤っている 記述を一つ選べ。 1 クロックは、データの移動や処理のタイミングを与えるもので、データの流れが混乱しな いように、互いに 1 の区間が重なる 2 クロックが用意されることが多い。 2 レジスタとは、データを一時的に蓄積しておくところで、データ幅のものを複数用意する ことが多い。 3 ALU は基本的に加算などの演算を行うが、加算以外の多くの機能を持たせ、制御線で機 3 能を選べるようにしたものが多い。 4 命令コードはデコードされ、その一部は中央処理装置の制御線に与える制御コードになる。 正解: 1 配点: 10 点 共通コメント: 誤った記述は 1 である。クロックは、互いに重ならない二つのクロックにより、パナマ運河 方式とする。 10 問 [10 章] 制御部の作業について、次の 1 ∼ 4 のうちから、誤っている 記述を一つ選べ。 1 周辺装置は、メモリー空間の一部のようにみなし、キーボードは書込み専用、ディスプ レーは読込み専用のメモリーとして扱うことが多い。 2 制御回路は、データ処理部やメモリーなどの状態を入力とし、これらへの制御信号などを 出力とするシークエンス回路である。 3 フラグとは、オーバフロー、MSB からのキャリーなど、ALU の状態を示すものである。 4 FET のサイズを小さくし、電源電圧を下げると、動作速度は上がり、消費電力も下るが、 これはスケール則と呼ばれ、半導体の高性能化を示すムーアの法則の基礎となっている。 正解: 1 配点: 10 点 共通コメント: 誤った記述は 1 である。キーボードは CPU に対しデータを与えるだけなので、CPU から見 ると読込み専用である。逆にディスプレーは CPU からデータを与えるだけなので、書込み 専用である。 4 2009 年度第 1 学期 単位認定試験問題 (予備) 択一式 (出題範囲: 放送教材・印刷教材の全般) 科目名 [コンピュータのしくみ (’08)] 教材の持ち込み: 不可 問題作成者 岡部 洋一 問 1 [1 章] 次の 1 ∼ 4 のうちから、誤っている 記述を一つ選べ。 1 アナログ量を処理するとき、現在の技術では、AD 変換器、DA 変換器を利用して、ディ ジタル処理をした方が、一般には高機能、高精度処理ができる。 2 2 状態 (0 or 1) を伝送する線が 8 本ある。伝送できる情報の種類は 256、数字を 2 進数と して伝送した場合の最小数は 0、最大数は 255 である。 3 ディジタル量とは不連続量のことなので、10 進の計算機を作っても、ディジタル処理装 置である。 4 古い柱時計のように、振子の回数を数えているが、表示は連続的であり、アナログ処理装 置である。 正解: 4 配点: 10 点 共通コメント: 誤った記述は 4 である。表示がアナログ的であっても、振子の回数という離散した量を処理 しているので、ディジタル処理装置である。 問 2 [2 章] コンピュータに使われるスイッチ素子について、次の 1 ∼ 4 のうちから、誤っている 記述を一つ選べ。 1 リレーは動作速度が遅く、電子管 (真空管) は比較的高速ではあっても短寿命であるため、 半導体素子が使われるようになった。 2 FET とは、電荷の流れを電界で制御する形の素子で、電界効果トランジスタの略である。 3 p-MOS とは、電子の流れを制御する FET のことである。 4 集積回路に入っている FET 数は、年とともにほぼ直線的に増大し、コンピュータの大き な発展を支えている。 正解: 4 配点: 10 点 共通コメント: 誤った記述は 4 である。FET 数は直線的よりもはるかに速い指数関数的に増大している。 問 3 [3 章] c-MOS NOR 回路について、二つの入力電圧の片方が高く、片方が低い場合、次の記 述で、 a 、 b および c について正しい組合せを選べ。 二つの n-MOS は片方が ON、片方が OFF となり、全体で a となる。一方、二つの p-MOS は片方が OFF、片方が ON となり、全体で b となる。このため、出力電圧は c 。 1 a OFF、 b ON、 c 下る 5 2 a OFF、 b ON、 c 上がる 3 a ON、 b OFF、 c 下る ON 、 OFF 、 4 a b c 上がる 正解: 3 配点: 10 点 共通コメント: 正解は 3 である。二つの n-MOS は並列なので、ON と OFF で ON となります。一方、二つ の p-MOS は直列なので OFF と ON で OFF となります。0V 側が ON で、Vh 側が OFF な ので、出力電圧は下ります。 4 問 [4 章] EOR 回路を AND-OR 回路で構成したい。二つの入力を IN1 、IN2 とし、左半分の AND で、M0 はこれらが（0, 0）、M1 は（0, 1）、M2 は（1, 0）、M3 は（1, 1）で 1 になる論 理とする。右半分の OR 回路で、出力は、下記いずれを入力とすればよいか。次の 1 ∼ 4 のうちから、正しいものを一つ選べ。 1 M0 と M1 2 M1 と M2 3 M0 と M1 と M2 4 M1 と M2 と M3 正解: 2 配点: 10 点 共通コメント: 正解は 2 である。EOR は入力が（0, 1）と（1, 0）のときにだけ、出力を 1 とすればよいの で、これらに相当する M1 と M2 の OR をとればよいことになります。 5 問 [5 章] シークエンス回路について、次の 1 ∼ 4 のうちから、誤っている 記述を一つ選べ。 1 シークエンス回路は順序回路と異なり、内部状態を持っている。 2 シークエンス回路から遅延回路を除去したものは、（組合せ）論理回路となる。 3 シークエンス回路を標準形で表現した場合、遅延回路以外の回路は、全体の入力と出力の 関係、および内部状態の処理を行う。 4 出力側の内部状態は、次のタイミングでの内部状態として利用される。 正解: 2 配点: 10 点 共通コメント: 誤った記述は 1 である。順序回路とはシークエンス回路のことである。 6 問 [5 章] 10 円玉 2 枚で 1 枚のチケットを発券する券売機の状態遷移表を書いた。この中で、0 円状態 （0）から 1 円状態（1）への遷移に対応する行として適切なものを、次の 1 ∼ 4の うちから一つ選べ。なお、表は、印刷教材に準じ、左から In, 現在の状態, 次の状態, T ake, T icket である。 1 10110 2 10111 6 3 11110 4 11111 正解: 1 配点: 10 点 共通コメント: 正解は 1 です。遷移が起るのは In = 1 のとき。現在の状態が 0 で次の状態が 1 なので、 1 または 2 。出力は T ake のみが発行されるので、 2 となる。 7 問 [5 章] 遅延回路について、次の 1 ∼ 4 のうちから、誤っている 記述を一つ選べ。 1 シークエンス回路用遅延回路をパストランジスタを使って構成する場合、スイッチが 1 個 必要である。 2 ラットレーシングとは、遅延回路が論理回路部分に 1 を送った場合論理回路から 0 が戻っ てきて、短時間に 0 と 1 が繰り返し現われることを言う。 3 レジスタをループとパストランジスタを使って構成する場合、ループ内にスイッチは 1 個 あればよい。 4 リフレッシュとは記憶した内容を再強化することである。 正解: 1 配点: 10 点 共通コメント: 誤った記述は 1 である。パナマ運河方式とするために、2 個のスイッチが必要である。 8 問 [6 章] 10 進数 5 の、4bit の 2 の補数（印刷教材や放送教材で説明した補数）次の 1 ∼ 4の いずれであるか。 1 0101 2 1010 3 1011 4 1111 正解: 3 配点: 10 点 共通コメント: 正解は 3 である。5 の 2 進表現の「0101」の 0 と 1 をすべて反転すると「1010」が得られる。 これに「0001」を加えた「1011」が 5 の補数となります。 9 問 [7 章] コンピュータについて、次の 1 ∼ 4 のうちから、誤っている 記述を一つ選べ。 1 コンピュータは CPU、メモリー、内部装置、周辺装置からなる。 2 バスとは、いくつかの部分からなる装置が、情報をやりとりする際に、情報を出す部分 と、情報を受け取る部分のみが、スイッチを介して接続するビット幅の数の線のことである。 3 CPU とは算盤（そろばん）のような計算専用の ALU と、これを操作する人間のような 制御部により、構成されている。 4 制御部が ALU を動かすのは制御線によるが、ALU の状態はフラグにより知ることがで 7 きる。 正解: 1 配点: 10 点 共通コメント: 誤った記述は 1 である。コンピュータは CPU、メモリー、周辺装置から構成されている。内 部装置とは、強いて言うと、CPU、メモリーのことである。 10 問 [10 章] 制御部の作業について、次の 1 ∼ 4 のうちから、誤っているもの を一つ選べ。 1 フェッチとは、メモリーから次の命令を取ってくることである。 2 PC は次の命令のメモリー上の位置を保持している。 3 ジャンプ命令の実行は、PC を強制的に書き換えることである。 4 命令の実行が終了すると、再び、デコード作業へ戻る。 正解: 4 配点: 10 点 共通コメント: 誤った記述は 4 である。命令の実行を終了すると、フェッチ作業へ戻る。 8
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