専門学校19日目(情報工学科)5月9日(木)
1時限～３時限
Linux実習 新しいLinuxの教科書 第２版
前回まではログインやシャットダウンなど環境設定が主でした。また、Documentディレクトリに移動して、ファイルをコピーしたり、ソート(並び替え)をしたりをしました。ソートの時に使ったコマンドは
grep abc sample.txt | sortでした。
今回はレポートに実行したコマンドも記載してもらいます。
コマンドの意味が分からなかったら教科書から調べて記載する。DATEコマンドなどは簡単です。
まずはUbuntuの起動をしました。
wsl --distribution Ubuntu -u ユーザ名 のコマンドを実行
そして教科書で紹介されているdateコマンドとechoコマンドを実行しました。これは日付を出力するコマンドと、echo HelloならHelloのように後ろにつけた文字列を出力するコマンドです。
Linuxの操作はシェルを使います。カーネルとシェルが分かれている理由は以下の3つあります。
⑴シェルを好みのものに変更できる
⑵Linux以外のOSを利用するに際してシェルが移植されていれば操作を同様に行える
⑶シェルがクラッシュしてもOSの本体であるカーネルへの影響が少なくて済む。
■実際に実施したコマンド
$ date
$ ceho Hello
$ echo $SHELL
$ sh
$ bash
$ logout
$ exit
■疑問点１
Linuxのコマンドでない文字列を実行するとどうなるか。
たとえばabcxyzなどの文字列を打ち込みエンターキーを押す。
■調査結果・解決方法１
command not found、とエラーメッセージが表示されるのは実行した文字列がコマンドではないから。
■疑問点２
プロンプトとは何か
■調査結果・解決方法２
システムが入力を受け付けられる状態であることを示す短い文字(ユーザ名、ホスト名など)や記号($)の並びをプロンプトという。
■疑問点３
シェルスクリプト
■調査結果・解決方法３
一連の操作の流れを記述したファイルのこと。
さまざまなコマンドを並べてシェルスクリプト作ることができる。
■疑問点４
ターミナル
■調査結果・解決方法４
コンピュータへ入出力する際に利用する専用のハードウェアのこと。
現在はLinuxを利用する際にハードウェアとしてターミナルが使われることはほとんどなく、ターミナルエミュレータが利用される。ターミナルといえば、ターミナルエミュレータのことを指すことが多い。
■振り返りレポート
※実施した内容を以下に列挙する
・$ dateコマンドで日付を表示させました。
・$ echoコマンドでHelloと表示させました。
・$ echo $SHELLを実行したらログインシェルとして/bin/bash/と表示された。
・$ shコマンドを実行してシェルをshに切り替えました。
・$ bashコマンドを実行してbashに切り替えました。
・$ logoutコマンドを実行したら、bash: logout: not login shell: use `exit'と表示されexitコマンドの使用を促された。
・$ exitコマンドを複数回実行してシェルをログインシェルに戻しました。
・CtrlキーやAltキーを使ったコマンドをいくつか試しました。
・カットとヤンク(ペーストのこと)を学びました。
４時限～６時限
国家試験対策 コンピュータ概論
キーワードで学ぶ最新情報トピックス2024
教科書p.68-p.73
記憶装置
内部と外部の記憶装置がありますが、外部といってもノートPCならその筐体の中にある。そして記憶は不揮発性(消えない)と揮発性(電源を落とすと消える)に分かれる
半導体メモリはRAMといい、SRAM、DRAMがある。
ROM-マスクROM：(本来のROMで書き込みができない。デバイスやファームウェアを格納するために広く使われる。ファームウェアは特定のハードウェアなどの制御プログラム)、
PROM：(programmableのことでデータを書き込める)、
EPROM：(erasable、どうやって消すかというと、紫外線を使って消します。消す場合すべてのデータが消える)、
EEPROM：(electrically、書き込み消去ができます。電圧をかけることでデータを消去。バイト単位もしくはブロック単位で消去。)、
フラッシュメモリ：(EEPROMの一種とも見れる。電圧でデータを消去する。SD(secure digitalの略)カード、USBメモリなどに使われる。書き換えることのできる回数は多く、よほど酷使しない限りは大丈夫。)
のように種類が分かれるます。この辺りは基本情報試験にも出ます。
SDカードの容量を大きくしたものが、
SDHC(high capacity、32GB)、
SDXC(eXtended capacity、2TB)、
SDUC(ultra capacity、128TB)の順に容量が大きくなる。
512GBのカードもあり値段は結構高く4、5万円する。注意することは少し古いPCだと差し込めるが読み込みができないといったことがある。なぜかというと、リーダーがSDHCまでしか対応していないなどの理由から読み込めない。認識はするけども読み書きができない。買うときにはこういった規格がどういったものか確認する必要があります。リーダーを買えば解決することではあります。またSDカードにはスピードクラスというものもあります。書き込みの速度にはClass2(毎秒2MBの書き込みができる)、4(毎秒4MBの書き込み、以下同様に6MBと10MB)、6、10とある。最近は安いのでもクラス10のものがある。クラス4もあるかも。デジタルカメラで記録するときにはクラス4は遅い。なのでクラス10は欲しい。さらにUHSスピードクラスがあり、U1(毎秒10MB)、U3(毎秒30MB)がある。ビデオスピードクラスはV6、V10、V30、V60、V90(毎秒90MB)。SDカードなんかを買うには容量だけでなく速度も見るといいです。最低でもクラス10がおすすめ。
半導体メモリは0と1で記憶する。
RAMは揮発性で、ROM(読み込み専用)は不揮発性という教科書の記述は間違ってはいないが、ROMで書き込めるものもある。
SRAMはstatic静的なの意味。フリップフロップ回路を用いて記憶する。キャッシュメモリなどに利用される。高価。高速。記憶容量の少なさは集積度が低いため。
DRAMはdynamic動的なの意味。コンデンサを利用して記憶する。基準となる電荷を超えていれば1、下回れば0を表現する。安価。低速だが、CPUと比べてのことで、人間からしたら十分高速。
コンデンサは自然放電し、電荷がなくなっていく。なので数秒ごとに書き直す必要がある。その書き直す作業のことをリフレッシュ動作という。これが必要だからdynamic、必要ないからstaticとされる。
キャッシュメモリ
SRAMの構造。緩衝記憶装置。CPUの処理速度に比べ主記憶装置のアクセス速度は遅く、その待ち時間を縮めるためのもの。例えるなら人が歩く速度と自動車の速度との差くらいある速度。キャッシュメモリにずっと保存する必要はなく、主記憶装置に書き直す。
ライトスルーとライトバックの2種類書き込み方式がある。このライトは書き込みを意味するライト。スルーはthroughの意味です。ライトスルーはキャッシュメモリが書き換わると主記憶装置の内容も書き換える方式で高速化はできない。ライトバックはすぐには主記憶装置に書き込まず、ある程度まとめて行う方式ですが、制御が難しい。
実行アクセス時間
キャッシュメモリと主記憶装置を利用した場合のデータアクセス時間のこと。
実習用のPCにはL1、L2、L3の3つのキャッシュメモリがあり、L1は864KB、L2は9.5MB、L3は24MBの容量。
キャッシュメモリのアクセス時間×ヒット率 + 主記憶装置のアクセス時間×(1-ヒット率)
で求めます。
キャッシュメモリのアクセス時間5ナノ秒
主記憶装置60ナノ秒
ヒット率0.8
だと16ナノ秒が実行アクセス時間となります。
こうした計算問題は数字を変えたものが出題されます。
補助記憶装置
主記憶装置よりもアクセス速度はさらに遅い速度。電源が切れても記憶内容は消えない。PCの調子が悪い時再起動するときがありますが少し待ってから(10秒20秒)電源を入れなおす。DRAM、SRAMの内容が消えるのを待ってから電源を入れなおすのがいい。そうすることでおかしくなった原因が主記憶装置などにあったら消すことで解決する。補助記憶装置の内容は電源を落としても消えません。
補助記憶装置のHDDは最近のPCでは使われなくなってきている。精密機械なので中を開けてはいけない。開けた時点で使い物にならなくなる。ねじが何か所かありそれを外すと中を見れる。ディスク(プラッタ)が入っている。ディスクの厚さは1mmくらい、直径は3.5インチ。1インチ2.54cm。読み取るときにモータが回り磁気ヘッドが動くが、ディスクとヘッドの間隔は接しているわけでなく、隙間は人間の髪の毛の何分の1程度の間隔しかあいてない。ディスクが傷つかないようにPCの稼働中はなるべく動かさないようにする。寿命は5年くらいで故障する。ノートPC向けのHDDはもっと小さい。
SSDのほうが今ではよく使われます。フラッシュメモリを利用したハードディスクと同様の記憶装置。最近はHDDからSSDに置き換わっています。このSSDにもいくつかのタイプがある。M.2のSSDが高速なためよく使われます。PCのメモリと大体同じサイズ。それがマザーボードに直接取り付けられている。ポータブルSSDはPCのUSBポートに接続して使う。スティック型のSSDはUSBメモリと見た目が似ている。約1千万回書き込めるので5年～10年くらいは使えます。
光ディスク
データの読み書きに光レーザを用いる。ピットと呼ばれる小さな穴がある。これにレーザを照射してデータを読み込む。
CDにはCD-ROM、CD-R(書き込みが1度だけ可能で、まだ書かれていない部分に追記も可能)、CD-RW(Re-Writable)、DVD(CDに比べて大容量、Vのversatileは汎用的ななどの意味)、BD(容量はディスクによって種類がある。Blu-rayのBluはeがないが、Blue-ray Discとすると一般名詞となり商標登録ができない可能性がありeを外した)がある。片面一層、二層、両面一層、二層とあり、片面より両面、一層より二層のほうが容量が大きい。DVDにはDVD-ROM、DVD-R、DVD-RW、DVD-RAMがあり、データを書き込むとディスクの色が少し変わります。DVD＋R、DVD＋RWというのもあるが、家電量販店などでは見つからないと思う。どのディスクも記録面は触らないようにしましょう。
ディスクキャッシュ
CPUにキャッシュメモリがあるように同じようなのがディスクキャッシュ。比較的速い主記憶装置と遅い補助記憶装置のアクセス速度の差を埋めるもの。
記憶装置のアクセス速度は
レジスタ、キャッシュメモリ、主記憶、ディスクキャッシュ、補助記憶の順になっている。容量の大きさは逆順になる。
最後にまとめノートの記憶装置の部分の問題を解きました。穴埋め式の簡単な問題です。
7限目は情報数学の時間でしたが、指数法則の復習で分かる人は帰っていいよ、とのことでしたので帰宅しました。
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