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
• 読み取り装置いろいろ
• バーコードの規格
• RFID（Radio Frequency IDentification）
• 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
• 3Dプリンタ

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
• デマンドページングとプリページング
• 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
• 表の集合演算
• 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
• 分散データベースに求められる6つの透過性

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
• SSID（Service Set IDentifier）は無線LANにつける名前
• 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
• SDN（Software-Defined Network）とOpenFlow

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
• チェックサム
• 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
• サブネットマスクとCIDR表記
• IPv6（Internet Protocol Version 6）
• 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
• インターネットで用いられる技術の標準化

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
• サーチエンジンとSEO（Search Engine Optimization）
• CGM（Consumer Generated Media）

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）
• 電子メールを暗号化して送受信するプロトコル
• MIME（Multipurpose Internet Mail Extensions）
• 電子メールのメッセージ形式
• 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と情報セキュリティ

• 情報セキュリティマネジメントシステム（ISMS：Information Security Management System）
• 情報セキュリティの3要素
• 情報セキュリティの7要素
• セキュリティポリシ（情報セキュリティ方針）
• リスクマネジメント
• リスクマネジメントに含まれる4つのプロセス
• セキュリティリスクへの対応
• 不正のトライアングル
• JPCERTコーディネーションセンター（JPCERT/CC）とインシデント対応チーム（CSIRT）
• 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）
• ハニーポット
• CAPTCHA

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
• C&Cサーバとボット
• ウイルス対策ソフトと定義ファイル
• ビヘイビア法（動的ヒューリスティック法）
• ウイルスの予防と感染時の対処
• セキュアブート

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
• ファジング

14-5　暗号化技術とデジタル署名

• 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）
• 文書に対する署名・捺印の役割を果たすデジタル署名
• なりすましを防ぐ認証局（CA）
• 代表的な暗号アルゴリズム
• SSL（Secure Sockets Layer）は代表的な暗号化プロトコル
• VPN（Virtual Private Network）
• IPsec（Security Architecture for Internet Protocol）

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
• 要件定義プロセスの機能要件と非機能要件
• 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とフォワードエンジニアリング
• 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
• スケールアップとスケールアウト
• グリッドコンピューティング
• SOA（サービス指向アーキテクチャ:Service Oriented Architecture）

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（PERT図）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
• プレシデンスダイアグラム法（PDM：Precedence Diagram Method）
• スケジュール短縮のために用いる方法

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
• 事業継続計画（BCP：Business Continuity Plan）
• 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
• 連関図法

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
• CEOとCIO
• 技術経営とイノベーション
• グリーン購入
• BI（Business Intelligence）
• エンタープライズアーキテクチャ（EA：Enterprise Architecture）
• BPO（Business Process Outsourcing）

19-2　電子商取引（EC：Electronic Commerce）

• 取引の形態
• EDI（Electronic Data Interchange）
• カードシステム
• 耐タンパ性
• ロングテール

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
• コトラーの競争地位戦略
• CRM（Customer Relationship Management）

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
• シュリンクラップ契約
• 不正アクセス禁止法
• サイバーセキュリティ基本法
• プロバイダ責任制限法
• 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
• 変動費率と損益分岐点
• 固定資産と減価償却
• ROI（Return On Investment）

19-7　在庫の管理

• 先入先出法と後入先出法
• かんばん方式

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
• 様々な財務指標

• 過去問に挑戦！
• 索引