目次

• はじめに
• 目次
• 本書の使い方
• 応用技術者試験とは？

Chapter 1 基礎理論（離散数学）

• 1-1 2進数とn進数
  • 2進数と各基数との関係
  • 基数と桁の重み
  • n進数と10進数間の基数変換
  • 2進数と8進数・16進数間の基数変換
• 1-2 2進数の計算と数値表現
  • 2の補数と負の数のあらわし方
  • 固定小数点数
  • 浮動小数点数
  • よく使われる浮動小数点数
• 1-3 シフト演算と2進数のかけ算わり算
  • 論理シフト
  • 算術シフト
  • あふれ（オーバーフロー）
  • シフト演算を用いたかけ算とわり算
• 1-4 誤差
  • けたあふれ誤差
  • 丸め誤差
  • 打切り誤差
  • けた落ち
  • 情報落ち
• 1-5 集合と論理演算
  • 集合とベン図
  • 集合演算
  • 式の変形とド・モルガンの法則
  • 命題と論理演算
  • 真理値表
  • カルノー図法

Chapter 2 基礎理論（応用数学）

• 2-1 思い出しておきたい数値計算たち
  • 平方根（√）
  • 対数（log）
  • 数列の和（Σ）
  • 階乗（n!）
• 2-2 確率
  • 確率と場合の数
  • 順列と組合せ
  • 確率の基本性質
  • 確率変数と期待値
  • 確率の加法定理と乗法定理
  • マルコフ過程
• 2-3 統計
  • 正規分布と標準偏差
• 2-4 グラフ理論
  • ノードとエッジ
  • グラフの種類
  • グラフのデータ構造
  • 重み付きグラフ

Chapter 3 情報に関する理論

• 3-1 情報量
  • 平均情報量（エントロピー）
• 3-2 符号化とデータ圧縮
  • 平均情報量で見るデータ量の理論値
  • ハフマン符号化
  • ランレングス符号化
• 3-3 オートマトン
  • 有限オートマトン
  • 正規表現によるパターン表現
• 3-4 形式言語
  • 文脈自由文法
  • 形式言語の定義って、なぜ必要?
  • BNF記法（バッカス・ナウア記法）

Chapter 4 ディジタルデータのあらわし方

• 4-1 ビットとバイトとその他の単位
  • 1バイトであらわせる数の範囲
  • 様々な補助単位
• 4-2 文字の表現方法
  • 文字コード表を見てみよう
  • 文字コードの種類とその特徴
  • UnicodeとUTF-8
• 4-3 画像など、マルチメディアデータの表現方法
  • 画像データは点の情報を集めたもの
  • 音声データは単位時間ごとに区切りを作る

Chapter 5 コンピュータの回路を知る

• 5-1 論理回路
  • 代表的な論理回路
  • フリップフロップ回路
• 5-2 半加算器と全加算器
  • 半加算器は、どんな理屈で出来ている？
  • 全加算器は、どんな理屈で出来ている？
• 5-3 ビット操作とマスクパターン
  • ビットを反転させる
  • 特定のビットを取り出す
• 5-4 論理回路とLSI
  • システムLSI
  • カスタムICとFPGA
• 5-5 組込みシステムにおけるコンピュータ制御
  • センサとアクチュエータ
  • 機器の制御方式

Chapter 6 CPU（Central Processing Unit）

• 6-1 CPUとコンピュータの5大装置
  • 5大装置とそれぞれの役割
• 6-2 ノイマン型コンピュータ
  • 主記憶装置のアドレス
• 6-3 CPUの命令実行手順とレジスタ
  • レジスタの種類とそれぞれの役割
  • 命令の実行手順その①「命令の取り出し（フェッチ）」
  • 命令の実行手順その②「命令の解読」
  • 命令の実行手順その③「対象データ（オペランド）読み出し」
  • 命令の実行手順その④「命令実行」
• 6-4 機械語のアドレス指定方式
  • 即値アドレス指定方式
  • 直接アドレス指定方式
  • 間接アドレス指定方式
  • インデックス（指標）アドレス指定方式
  • ベースアドレス指定方式
  • 相対アドレス指定方式
  • 主記憶装置上のバイトオーダ
• 6-5 CPUの性能指標
  • クロック周波数は頭の回転速度
  • 1クロックに要する時間
  • CPI（Clock cycles Per Instruction）
  • MIPS（Million Instructions Per Second）
  • 命令ミックス
• 6-6 CPUの高速化技術
  • パイプライン処理
  • 分岐予測と投機実行
  • スーパーパイプラインとスーパースカラ
  • VLIW（Very Long Instruction Word）
  • CISCとRISC
• 6-7 並列処理（Parallel Processing）
  • フリンの分類
  • マルチプロセッサと主記憶装置
  • アムダールの法則

Chapter 7 メモリ

• 7-1 メモリの分類
  • RAMの種類いろいろ
  • ROMの種類いろいろ
• 7-2 主記憶装置と高速化手法
  • キャッシュメモリ
  • プログラムの局所参照性
  • 主記憶装置への書き込み方式
  • ヒット率と実効アクセス時間
  • キャッシュメモリの割り当て方式
  • メモリインターリーブ

Chapter 8 ハードディスクとその他の補助記憶装置

• 8-1 ハードディスクの構造と記録方法
  • セクタとトラック
  • ハードディスクの記憶容量
  • ファイルはクラスタ単位で記録する
  • データへのアクセスにかかる時間
• 8-2 フラグメンテーション
  • デフラグで再整理
• 8-3 RAIDはハードディスクの合体技
  • RAIDの種類とその特徴
• 8-4 ハードディスク以外の補助記憶装置
  • 光ディスク
  • 光磁気ディスク（MO: Magneto Optical Disk）
  • 磁気テープ
  • フラッシュメモリ
  • SSD（Solid State Drive）

Chapter 9 バスと入出力デバイス

• 9-1 バスアーキテクチャ
  • パラレル（並列）とシリアル（直列）
  • 入出力制御方式
• 9-2 入出力インタフェース
  • システムバスのインタフェース
  • パラレル方式の外部バスインタフェース
  • シリアル方式の外部バスインタフェース
  • 無線インタフェース
• 9-3 入出力デバイス
  • キーボードとポインティングデバイス
  • 読み取り装置とバーコード
  • ディスプレイの種類と特徴
  • 解像度と、色のあらわし方
  • VRAM（ビデオRAM）の話
  • プリンタの種類と特徴
  • プリンタの性能指標

Chapter 10 オペレーティングシステム

• 10-1 OSの仕事
  • ソフトウェアの分類
  • 基本ソフトウェアは3種類のプログラム
  • 代表的なOS
  • ソフトウェアによる自動化（RPA）
• 10-2 ジョブ管理
  • ジョブ管理の流れ
  • スプーリング
• 10-3 タスク管理
  • タスクの状態遷移
  • ディスパッチャとタスクスケジューリング
  • マルチプログラミング
  • 割込み処理
  • リアルタイムOS
• 10-4 タスクの排他/同期制御
  • 排他制御が必要な理由
  • セマフォ
  • デッドロック
  • 同期制御とイベントフラグ
  • タスク間の通信
• 10-5 実記憶管理
  • 固定区画方式
  • 可変区画方式
  • フラグメンテーションとメモリコンパクション
  • オーバーレイ方式
  • スワッピング方式
• 10-6 再配置可能プログラムとプログラムの4つの性質
  • 再配置可能（リロケータブル）
  • 再使用可能（リユーザブル）
  • 再入可能（リエントラント）
  • 再帰的（リカーシブ）
• 10-7 仮想記憶管理
  • なんで仮想記憶だと自由なの?
  • 実記憶の容量よりも大きなサイズを提供する仕組み
  • ページング方式
  • ページの置き換えアルゴリズム
  • ページングとスワッピング
• 10-8 UNIX系OS
  • ファイルシステムの特徴
  • 標準ストリーム
  • リダイレクションとパイプ

Chapter 11 プログラムの作り方

• 11-1 プログラミング言語とは
  • 代表的な言語とその特徴
• 11-2 言語プロセッサ
  • インタプリタとコンパイラ
  • 特殊な言語プロセッサ
• 11-3 コンパイラ方式でのプログラム実行手順
  • コンパイラの仕事
  • コンパイラの最適化手法
  • リンカの仕事
  • ローダの仕事
• 11-4 構造化プログラミング
  • 制御構造として使う3つのお約束
• 11-5 変数は入れ物として使う箱
  • たとえばこんな風に使う箱
  • 変数の記憶期間と関数
  • 関数の呼び出しと変数の関係
• 11-6 アルゴリズムとフローチャート
  • フローチャートで使う記号
  • 試しに1から10までの合計を求めてみる
• 11-7 データ構造
  • 配列
  • リスト
  • キュー
  • スタック
  • スタックと逆ポーランド記法
• 11-8 木（ツリー）構造
  • 2分木というデータ構造
  • 完全2分木
  • 2分探索木
  • ヒープ
  • AVL木
  • 2分木の走査順序
• 11-9 データを探索するアルゴリズム
  • 線形探索法
  • 2分探索法
  • ハッシュ法
  • 各アルゴリズムにおける探索回数
• 11-10 データを整列させるアルゴリズム
  • 基本交換法（バブルソート）
  • 基本選択法（選択ソート）
  • 基本挿入法（挿入ソート）
  • より高速な整列アルゴリズム
• 11-11 オーダ記法
  • 各アルゴリズムのオーダ
• 11-12 再帰法
  • 階乗の計算に見る再帰呼び出しの流れ

Chapter 12 データベース

• 12-1 DBMSと関係データベース
  • 関係データベースは表、行、列で出来ている
  • 表を分ける「正規化」という考え方
  • 関係演算とビュー表
  • データベースの設計
  • スキーマ
• 12-2 主キーと外部キー
  • 主キーは行を特定する鍵のこと
  • 外部キーは表と表とをつなぐ鍵のこと
  • インデックス
• 12-3 正規化
  • 非正規形の表は繰り返し部分を持っている
  • 第1正規形の表は繰り返しを除いたカタチ
  • 関数従属と部分関数従属
  • 第2正規形の表は部分関数従属している列を切り出したカタチ
  • 第3正規形の表は主キー以外の列に関数従属している列を切り出したカタチ
• 12-4 SQLでデータベースを操作する
  • SELECT文の基本的な書式
  • 特定の列を抽出する（射影）
  • 特定の行を抽出する（選択）
  • 条件を組み合わせて抽出する
  • その他の条件指定方法
  • 同一データを重複させずに抽出する
  • 表と表を結合する（結合）
  • データを整列させる
  • 関数を使って集計を行う
  • データをグループ化する
  • グループに条件をつけて絞り込む
• 12-5 副問合せ
  • INを用いた副問合せ
  • EXISTSを用いた副問合せ
• 12-6 表の定義や行の操作を行うSQL文
  • 表の定義
  • 行の挿入・更新・削除
  • ビューの定義
  • 更新可能なビュー
• 12-7 トランザクション管理と排他制御
  • トランザクションとは処理のかたまり
  • 排他制御とはロックする技
  • トランザクションに求められるACID特性
  • ストアドプロシージャ
• 12-8 データベースの障害管理
  • コミットとロールバック
  • データベースを復旧させるロールフォワード
  • チェックポイント
  • 分散データベースと2相コミット

Chapter 13 ネットワーク

• 13-1 LANとWAN
  • データを運ぶ通信路の方式とWAN通信技術
  • LANの接続形態（トポロジー）
  • 現在のLANはイーサネットがスタンダード
  • イーサネットはCSMA/CD方式でネットワークを監視する
  • トークンリングとトークンパッシング方式
  • 線がいらない無線LAN
  • クライアントとサーバ
• 13-2 プロトコルとパケット
  • プロトコルとOSI基本参照モデル
  • なんで「パケット」に分けるのか
  • ネットワークの伝送速度
• 13-3 ネットワークを構成する装置
  • LANの装置とOSI基本参照モデルの関係
  • NIC（Network Interface Card）
  • リピータ
  • ブリッジ
  • ハブ
  • ルータ
  • ゲートウェイ
• 13-4 データの誤り制御
  • パリティチェック
  • 水平垂直パリティチェック
  • CRC（巡回冗長検査）
  • ハミング符号
  • ビット誤り率
• 13-5 TCP/IPを使ったネットワーク
  • TCP/IPの中核プロトコル
  • IPアドレスはネットワークの住所なり
  • グローバルIPアドレスとプライベートIPアドレス
  • IPアドレスは「ネットワーク部」と「ホスト部」で出来ている
  • IPアドレスのクラス
  • ブロードキャスト
  • サブネットマスクでネットワークを分割する
  • MACアドレスとIPアドレスは何がちがう?
  • TCP/IPとパケットヘッダ
  • MACアドレスとIPアドレスの変換
  • DHCPは自動設定する仕組み
  • NATとIPマスカレード
  • ドメイン名とDNS
  • ネットワークを診断するプロトコル
  • ネットワークを管理するプロトコル
• 13-6 ネットワーク上のサービス
  • 代表的なサービスたち
  • サービスはポート番号で識別する
• 13-7 WWW（World Wide Web）
  • Webサーバに、「くれ」と言って表示する
  • WebページはHTMLで記述する
  • URLはファイルの場所を示すパス
  • Webサーバと外部プログラムを連携させる仕組みがCGI
• 13-8 電子メール
  • メールアドレスは、名前@住所なり
  • メールの宛先には種類がある
  • 電子メールを送信するプロトコル（SMTP）
  • 電子メールを受信するプロトコル（POP）
  • 電子メールを受信するプロトコル（IMAP）
  • MIME
  • 電子メールは文字化け注意!!
• 13-9 ビッグデータと人工知能
  • ビッグデータ
  • 人工知能（AI : Artificial Intelligence）
  • 機械学習

Chapter 14 セキュリティ

• 14-1 ネットワークに潜む脅威
  • セキュリティマネジメントの3要素
  • セキュリティポリシ
  • 個人情報保護法とプライバシーマーク
• 14-2 ユーザ認証とアクセス管理
  • ユーザ認証の手法
  • アクセス権の設定
  • ソーシャルエンジニアリングに気をつけて
  • 不正アクセスの手法と対策
  • rootkit (ルートキット)
• 14-3 コンピュータウイルスの脅威
  • コンピュータウイルスの種類
  • ウイルス対策ソフトと定義ファイル
  • ビヘイビア法
  • ウイルスの予防と感染時の対処
• 14-4 ネットワークのセキュリティ対策
  • ファイアウォール
  • パケットフィルタリング
  • アプリケーションゲートウェイ
  • WAF（Web Application Firewall）の設置位置
  • ペネトレーションテスト
• 14-5 暗号化技術とディジタル署名
  • 盗聴・改ざん・なりすましの危険
  • 暗号化と復号
  • 盗聴を防ぐ暗号化（共通鍵暗号方式）
  • 盗聴を防ぐ暗号化（公開鍵暗号方式）
  • 改ざんを防ぐディジタル署名
  • なりすましを防ぐ認証局（CA）
  • 代表的な暗号アルゴリズム

Chapter 15 システム開発

• 15-1 ソフトウェアライフサイクルと共通フレーム
  • 共通フレーム2013のプロセス体系
  • システム開発のV字モデル
  • システム開発の調達を行う
  • 開発コストの見積り
• 15-2 システムの代表的な開発手法
  • ウォータフォールモデル
  • プロトタイピングモデル
  • スパイラルモデル
  • 開発の大まかな流れと対になる組み合わせ
  • 基本計画（要件定義）
  • 設計
  • プログラミング
  • テスト
  • レビュー
  • CASEツール
  • プロセス成熟度モデル
• 15-3 システムの様々な開発手法
  • RAD（Rapid Application Development）
  • アジャイルとXP（eXtreme Programming）
  • リバースエンジニアリング
  • マッシュアップ
• 15-4 業務のモデル化
  • DFD
  • E-R図
• 15-5 ユーザインタフェース
  • CUIとGUI
  • GUIで使われる部品
  • 画面設計時の留意点
  • 帳票設計時の留意点
  • ユニバーサルデザイン
  • ユーザビリティの評価手法
• 15-6 コード設計と入力のチェック
  • コード設計のポイント
  • チェックディジット
  • コードの種類
  • 入力ミスを判定するチェック方法
• 15-7 モジュールの分割
  • モジュールに分ける利点と留意点
  • モジュールの分割技法
  • モジュールの独立性を測る尺度
• 15-8 オブジェクト指向プログラミング
  • オブジェクト指向の「カプセル化」とは
  • クラスとインスタンス
  • クラスには階層構造がある
  • 汎化と特化（ is a関係）
  • 集約と分解（ part of関係）
  • 多態性（ポリモーフィズム）
• 15-9 UML（Unified Modeling Language）
  • UMLのダイアグラム（図）
  • クラス図
  • ユースケース図
  • アクティビティ図
  • シーケンス図
• 15-10 テスト
  • テストの流れ
  • ブラックボックステストとホワイトボックステスト
  • テストデータの決めごと
  • ホワイトボックステストの網羅基準
  • テスト支援ツール…
  • トップダウンテストとボトムアップテスト
  • リグレッションテスト
  • バグ管理図と信頼度成長曲線

Chapter 16 システム構成と故障対策

• 16-1 コンピュータを働かせるカタチの話
  • シンクライアントとピアツーピア
  • 3層クライアントサーバシステム
  • オンライントランザクション処理とバッチ処理
  • クラスタリングシステム
  • グリッドコンピューティング
• 16-2 システムの性能指標
  • スループットはシステムの仕事量
  • レスポンスタイムとターンアラウンドタイム
• 16-3 システムを止めない工夫
  • デュアルシステム
  • デュプレックスシステム
• 16-4 システムの信頼性と稼働率
  • RASIS（ラシス）
  • 平均故障間隔（MTBF：Mean Time Between Failure）
  • 平均修理時間（MTTR：Mean Time To Repair）
  • システムの稼働率を考える
  • 直列につながっているシステムの稼働率
  • 並列につながっているシステムの稼働率
  • 「故障しても耐える」という考え方
  • バスタブ曲線
  • システムに必要なお金の話
• 16-5 転ばぬ先のバックアップ
  • バックアップの方法

Chapter 17 システム周りの各種マネジメント

• 17-1 プロジェクトマネジメント
  • 作業範囲を把握するためのWBS
• 17-2 スケジュール管理とアローダイアグラム
  • アローダイアグラムの書き方
  • 全体の日数はどこで見る?
  • 最早結合点時刻と最遅結合点時刻
  • クリティカルパス
  • スケジュール短縮のために用いる手法
• 17-3 ITサービスマネジメント
  • SLA（Service Level Agreement）
  • サービスサポート
  • サービスデスクの組織構造
  • サービスデリバリ
  • ファシリティマネジメント
• 17-4 システム監査
  • システム監査人と監査の依頼者、被監査部門の関係
  • システム監査の手順
  • システムの可監査性
  • 監査報告とフォローアップ

Chapter 18 業務改善と分析手法

• 18-1 PDCAサイクルとデータ整理技法
  • ブレーンストーミング
  • バズセッション
  • KJ法
  • 決定表（デシジョンテーブル）
• 18-2 グラフ
  • レーダチャート
  • ポートフォリオ図
• 18-3 QC七つ道具と呼ばれる品質管理手法たち
  • 層別
  • パレート図
  • 散布図
  • ヒストグラム
  • 管理図
  • 特性要因図
  • チェックシート

Chapter 19 企業と法務

• 19-1 企業活動と組織のカタチ
  • 代表的な組織形態と特徴
  • CIOとCEO
• 19-2 電子商取引（EC：Electronic Commerce）
  • 取引の形態
  • EDI
  • カードシステム
• 19-3 経営戦略と自社のポジショニング
  • SWOT分析
  • プロダクトポートフォリオマネジメント（PPM：Product Portfolio Management）
  • コアコンピタンスとベンチマーキング
• 19-4 外部企業による労働力の提供
  • 請負と派遣で違う、指揮命令系統
• 19-5関連法規いろいろ
  • 著作権
  • 産業財産権
  • 法人著作権
  • 著作権の帰属先
  • 製造物責任法(PL法)
  • 労働基準法と労働者派遣法
  • 不正アクセス禁止法
  • 刑法
• 19-6 費用と利益
  • 費用には「固定費」と「変動費」がある
  • 損益分岐点
  • 変動比率と損益分岐点
• 19-7 在庫の管理
  • 先入先出法と後入先出法
• 19-8 財務諸表は企業のフトコロ具合を示す
  • 貸借対照表
  • 損益計算書

• 過去問に挑戦！
• 索引