4/8 基本情報勉強進捗
学習時間2h
【システムの性能評価】
→性能評価指標
MIPS(Million Instructions Per Second)
→1秒間に実行される命令の回数百万単位で表したもの
参考：同一コンピュータメーカ、同一アーキテクチャのコンピュータシステム間のCPU性能比較に用いる
FLOPS(Floating Operations Per Second)
→1秒間に実行される浮動小数点演算の回数
参考：M(メガ)、G(ギガ)を付けて、MFLOPSやGFLOPSで表示
【ベンチマーク】
→コンピュータシステムの使用目的に合うプログラムを実行させ、そのプログラムの実行時間を相対比較することによってシステムの性能を評価
SPECint
→整数演算を測定するベンチマークテスト
参考：CPU、メモリシステム、コンパイラのコード生成の性能を評価するため使用
SPECfp
→浮動小数演算の性能を測定するベンチマークテスト
TCPベンチマークテスト
→オンラインTRシステムを対象としたベンチマークテスト。
参考：CPU性能だけでなく、磁気ディスク装置の入出力やDBMSの性能まで含めた評価が可能
【命令ミックス】
ギブソンミックス (gibson mix)
→命令ミックスの科学計算で使用
コマーシャルミックス(commercial mix)
→同じく、会計・事務などの商業部門で使用
【高信頼度システム】
→2系統のシステムを用意し信頼性を高める方法。
デュプレックスシステム(duplex system)
→2系列のシステムで構成
一方は現用系(主系)としてオンライン処理。もう一方は待機系(従系)故障に備える
参考：待機系はバッチ処理を行っており、主系に障害が発生した場合、手動又は自動で予備系に切り替えてオンライン処理を続行する
(現用系) (現用系)
CPU -----外部記憶装置
通信回路--通信制御装置--切替装置 切替装置
CPU -----外部記憶装置
(待機系) (待機系)
コールドスタンバイ
→現用系に障害が発生したとき、待機系で実行していた処理を中断し、現用系で実行していたオンライン処理プログラムを起動し切替、処理を続行するシステム
ホットスタンバイ(常に準備万端)
→現用系に障害は発生した時に、現用系と同じオンライン処理プログラムをあらかじめ起動して待機している予備系のコンピュータを速やかに切り替えて処理を継続するシステム
デュアルシステム(dual system) ～高信頼性が要求されるシステムで利用～
→2系列のシステムで構成。同時に同じ処理を行い、相互に結果を照合(クロスチェック)
参照：障害発生時、故障したCPUを切り離して処理を続行。ex:フォールトレラントシステム
【バックアップサイト】
ホットサイト
→待機系サイトとして稼働させておき、NWを介して常時Dやプログラムの更新を行う
参考：障害発生時に速やかに業務を再開させる
ウォームサイト
→予備のサイトにハードウェアを用意し、定期的にDやPを搬入して保管
参考：障害発生時、保管物を活用してシステムを復元し、業務を再開します。
コールドサイト
→予備のサイトをあらかじめ確保
参考：障害発生時には、必要なハードウェア、DやPを搬入し、業務再開
まとめ
障害発生から復旧までの時間が短い順
ホットサイト→ウォームサイト→コールドサイト
【負荷分散システム】
→複数のCPUを用意し、処理を分散させるシステム
マルチプロセッサシステム ～全体の処理を短縮～
→複数のCPUを多重化
参考：一連の処理を分散させ同時にかつ独立に処理を進めて全体の処理時間を短縮
密結合マルチプロセッサシステム
→複数のCPUが主記憶を共有し、単一OSで制御
参考：システム内のタスクはどのCPUでも実行可、細かい単位で負荷分散させる
イメージ： OS
主記憶
↑ ↑
CPU CPU
疎結合マルチプロセッサシステム
→CPUごとに独立した主記憶を持ち、それぞれ独rつしたOSで制御。
参考：CPU間の通信は高速バスor通信リンクで行うジョブやTRなどの一まとまりの仕事単位で負荷を分散させる
2の補数表現において-1は
→「すえてのbitが1」であること
ニュートン法
→方程式の解の近似値を求めるアルゴリズム。適当な初期値を予想し、f(x)との接線をその近似化としてさらに適切な値を求める
強相関
→相関関係が1に近い値であるものを、標本の分布は回帰直線により近づく
VLIW(超長命令後:very long instrction word)
→命令語を長く取り、1つに命令で複数の機能ユニットを同時に制御することによって高速化を図る図法
ベクトルプロセッサ
→処理すべきベクトルの長さが、ベクトルレジスタより長い場合、バクとるレジスタ長の組に分割して処理を繰り返す方式
ストリーマ(テープドライブ)
→Dの読み書きを連続して行い、一定速でテープを走行させる
デメリット：
・磁気テープ媒体は記録Dの部分書きかえは不可
・固有の記録密度で行われる。磁気ディスクは無関係
・1つ書込みヘッドを使用
IEEE1394
→デジタルビデオカメラなどをPC接続する際の高速シリアルインタフェース
PIAFS
→PHS電話機をPC接続して制御するD通信規格
RD-232C
→モデムや制御機器などをPC接続する際の代表的なシリアルインタフェース
インタラプト(割り込み、中断)転送
→マウスやキーボードなど低速モード
アイソクロナス(等時間間隔で発生)転送
→高速モード
バルク転送
→高速モード
タブレット
→CADの図形などで使用。大型のもの→ディジタイザ
処理時間順方式
→処理予定時間が短いタスクが新たに到着するたびにそちらの実行を優先するため、場合によっては長時間またされるタスクが発生する
到着順方式
→待ち行列中の順番どおりにCPUが割り当てられる
エージング方式
→動的優先順位。
参考：CPUが必ず割り当てられる、待ち時間の長さに応じて優先度を上げるのでCPUが必ず割り当てられる
アーカイブ
→複数のファイルを一つのファイルにまとめ記憶装置に格納
ログ
→ファイルの更新履歴を磁気ディスクに格納
ミラーリング
→同一のファイルを2つ磁気ディスクに格納し、D保存の信頼性を確保
メモリダンプ
→主記憶における特定のDやRの値などを一時的にほかの記憶装置に格納
シンプレックス
→一重のみシステム構成
パラレルプロセッサ
→複数個のCPUを設置して処理を分散させるシステム構成
VoIP(Voice Over Internet Protocol)
→IP-NWを使用し音声Dを送受信する技術
VoIPゲートウェイ
→電話網とIP-NWとの中継、D相互変換を行う機器
ゲートキーパ
→IP電話システムとIPアド対応づけを管理する制御サーバ
【システムの性能評価】
→性能評価指標
MIPS(Million Instructions Per Second)
→1秒間に実行される命令の回数百万単位で表したもの
参考：同一コンピュータメーカ、同一アーキテクチャのコンピュータシステム間のCPU性能比較に用いる
FLOPS(Floating Operations Per Second)
→1秒間に実行される浮動小数点演算の回数
参考：M(メガ)、G(ギガ)を付けて、MFLOPSやGFLOPSで表示
【ベンチマーク】
→コンピュータシステムの使用目的に合うプログラムを実行させ、そのプログラムの実行時間を相対比較することによってシステムの性能を評価
SPECint
→整数演算を測定するベンチマークテスト
参考：CPU、メモリシステム、コンパイラのコード生成の性能を評価するため使用
SPECfp
→浮動小数演算の性能を測定するベンチマークテスト
TCPベンチマークテスト
→オンラインTRシステムを対象としたベンチマークテスト。
参考：CPU性能だけでなく、磁気ディスク装置の入出力やDBMSの性能まで含めた評価が可能
【命令ミックス】
ギブソンミックス (gibson mix)
→命令ミックスの科学計算で使用
コマーシャルミックス(commercial mix)
→同じく、会計・事務などの商業部門で使用
【高信頼度システム】
→2系統のシステムを用意し信頼性を高める方法。
デュプレックスシステム(duplex system)
→2系列のシステムで構成
一方は現用系(主系)としてオンライン処理。もう一方は待機系(従系)故障に備える
参考：待機系はバッチ処理を行っており、主系に障害が発生した場合、手動又は自動で予備系に切り替えてオンライン処理を続行する
(現用系) (現用系)
CPU -----外部記憶装置
通信回路--通信制御装置--切替装置 切替装置
CPU -----外部記憶装置
(待機系) (待機系)
コールドスタンバイ
→現用系に障害が発生したとき、待機系で実行していた処理を中断し、現用系で実行していたオンライン処理プログラムを起動し切替、処理を続行するシステム
ホットスタンバイ(常に準備万端)
→現用系に障害は発生した時に、現用系と同じオンライン処理プログラムをあらかじめ起動して待機している予備系のコンピュータを速やかに切り替えて処理を継続するシステム
デュアルシステム(dual system) ～高信頼性が要求されるシステムで利用～
→2系列のシステムで構成。同時に同じ処理を行い、相互に結果を照合(クロスチェック)
参照：障害発生時、故障したCPUを切り離して処理を続行。ex:フォールトレラントシステム
【バックアップサイト】
ホットサイト
→待機系サイトとして稼働させておき、NWを介して常時Dやプログラムの更新を行う
参考：障害発生時に速やかに業務を再開させる
ウォームサイト
→予備のサイトにハードウェアを用意し、定期的にDやPを搬入して保管
参考：障害発生時、保管物を活用してシステムを復元し、業務を再開します。
コールドサイト
→予備のサイトをあらかじめ確保
参考：障害発生時には、必要なハードウェア、DやPを搬入し、業務再開
まとめ
障害発生から復旧までの時間が短い順
ホットサイト→ウォームサイト→コールドサイト
【負荷分散システム】
→複数のCPUを用意し、処理を分散させるシステム
マルチプロセッサシステム ～全体の処理を短縮～
→複数のCPUを多重化
参考：一連の処理を分散させ同時にかつ独立に処理を進めて全体の処理時間を短縮
密結合マルチプロセッサシステム
→複数のCPUが主記憶を共有し、単一OSで制御
参考：システム内のタスクはどのCPUでも実行可、細かい単位で負荷分散させる
イメージ： OS
主記憶
↑ ↑
CPU CPU
疎結合マルチプロセッサシステム
→CPUごとに独立した主記憶を持ち、それぞれ独rつしたOSで制御。
参考：CPU間の通信は高速バスor通信リンクで行うジョブやTRなどの一まとまりの仕事単位で負荷を分散させる
2の補数表現において-1は
→「すえてのbitが1」であること
ニュートン法
→方程式の解の近似値を求めるアルゴリズム。適当な初期値を予想し、f(x)との接線をその近似化としてさらに適切な値を求める
強相関
→相関関係が1に近い値であるものを、標本の分布は回帰直線により近づく
VLIW(超長命令後:very long instrction word)
→命令語を長く取り、1つに命令で複数の機能ユニットを同時に制御することによって高速化を図る図法
ベクトルプロセッサ
→処理すべきベクトルの長さが、ベクトルレジスタより長い場合、バクとるレジスタ長の組に分割して処理を繰り返す方式
ストリーマ(テープドライブ)
→Dの読み書きを連続して行い、一定速でテープを走行させる
デメリット：
・磁気テープ媒体は記録Dの部分書きかえは不可
・固有の記録密度で行われる。磁気ディスクは無関係
・1つ書込みヘッドを使用
IEEE1394
→デジタルビデオカメラなどをPC接続する際の高速シリアルインタフェース
PIAFS
→PHS電話機をPC接続して制御するD通信規格
RD-232C
→モデムや制御機器などをPC接続する際の代表的なシリアルインタフェース
インタラプト(割り込み、中断)転送
→マウスやキーボードなど低速モード
アイソクロナス(等時間間隔で発生)転送
→高速モード
バルク転送
→高速モード
タブレット
→CADの図形などで使用。大型のもの→ディジタイザ
処理時間順方式
→処理予定時間が短いタスクが新たに到着するたびにそちらの実行を優先するため、場合によっては長時間またされるタスクが発生する
到着順方式
→待ち行列中の順番どおりにCPUが割り当てられる
エージング方式
→動的優先順位。
参考：CPUが必ず割り当てられる、待ち時間の長さに応じて優先度を上げるのでCPUが必ず割り当てられる
アーカイブ
→複数のファイルを一つのファイルにまとめ記憶装置に格納
ログ
→ファイルの更新履歴を磁気ディスクに格納
ミラーリング
→同一のファイルを2つ磁気ディスクに格納し、D保存の信頼性を確保
メモリダンプ
→主記憶における特定のDやRの値などを一時的にほかの記憶装置に格納
シンプレックス
→一重のみシステム構成
パラレルプロセッサ
→複数個のCPUを設置して処理を分散させるシステム構成
VoIP(Voice Over Internet Protocol)
→IP-NWを使用し音声Dを送受信する技術
VoIPゲートウェイ
→電話網とIP-NWとの中継、D相互変換を行う機器
ゲートキーパ
→IP電話システムとIPアド対応づけを管理する制御サーバ