情報処理工学09資料 /infoeng09

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1. 情報処理⼯学 第９回
   藤⽥ ⼀寿
   公⽴⼩松⼤学保健医療学部臨床⼯学科
   この資料は「情報機器と情報社会のしくみ」で公開されている画像を多く⽤いています．
   http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/index.html
   

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2. 出⼒装置
   

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3. 出⼒装置
   • 表⽰装置（モニタ，ディスプレイ）
   • CRTディスプレイ
   • 液晶ディスプレイ
   • 有機ELディスプレイ
   • 印刷装置（プリンタ）
   • ドットインパクトプリンタ
   • インクジェットプリンタ
   • レーザープリンタ
   

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4. CRT（ブラウン管）ディスプレイ
   • ブラウン管を使ったディスプレイ．
   • 電⼦銃から電⼦ビームを発射し，蛍光体を発⾏させることで画
   像を表⽰させる．
   

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5. 液晶ディスプレイ
   • 液晶は電圧をかけることで偏光特性が変わる。それを画素毎に制御するこ
   とで、各画素が異なった⾊を表⽰できる。
   • 液晶は、それ⾃体発光することはなく、外部の光かバックライトの透過光
   を調整している。
   • その原理上、焼きつき問題は発⽣しない。
   

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6. 有機ELディスプレイ
   • 画素毎に有機EL素⼦が配置され、それが⾃ら発光することで⾊
   を発する。
   • ⾃ら発光するため，液晶ディスプレイに⽐べ薄くできる．
   • 有機ELディスプレイにはRGBそれぞれ発光する素⼦を並べ⾊を
   表現するRGB⽅式と⽩⾊に発⾏する有機EL素⼦とRGBのカラー
   フィルタを使い⾊を表現するカラーフィルタ⽅式がある．
   (https://kakakumag.com/av-kaden/?id=12151)
   

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7. ディスプレイの拡⼤図
   

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8. 画⾯解像度
   • ディスプレイの画素数を表す．
   • 横と縦の画素数または総画素数で表される．
   名称 横x縦 総画素数
   QVGA
   320x240 (4:3)
   76800
   VGA
   640x480 (4:3)
   307200
   SVGA
   800x600 (4:3)
   480000
   XGA
   1024x768 (4:3)
   786432
   HD(720p) 1280x720 (16:9) 921600
   HD 1366x768 (16:9) 1,049,088
   SXGA
   1280x1024 (5:4)
   1,310,720
   UXGA
   1600x1200 (4:3)
   1920000
   FHD 1920x1080 (16:9) 2,073,600
   WUXGA 1920x1200 (16:10) 2,304,000
   WQHD 2560x1440 (16:9) 3686400
   4K(QFHD) 3840x2160 (16:9) 8294400
   

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9. 画素密度
   • ドットの密度
   • よく使われる単位
   • dpi(dots per inch)
   • 1インチ幅にどれだけドットがあるか
   • 印刷物にも使われる
   • ppi(pixel per inch)
   • 1インチ幅にどれだけピクセルがあるか
   機種 ppi
   iPhone 4, 5, 6 326
   iPhone 6 plus 401
   iPad mini (2以降) 326
   iPad (3以降) 264
   MacBookPro Retina
   13
   227
   MacBookPro Retina
   15
   220
   

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10. インクジェットプリンタ
    • 印字ヘッドにあるノズルからインクを上に吹き付けて印刷する．
    

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11. レーザープリンタ
    • レーザ光を利⽤して感光ドラムに印字イメージを作り，トナー
    を付着させ，熱と圧⼒で上に転写して印刷する．
    • 多くのコピー機，複合機はこの⽅式で印刷する．
    

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12. ドットインパクトプリンタ
    • 縦横に並べたドットに対応するピンを，インクを吸着させた帯
    （インクリボン）に打ち付け印刷する．
    http://www.printform.jp/support/mame_dot.htm
    インクリボンをピンで押し，上にドットを印刷する．
    伝票，通帳の記帳などの印刷に⽤いられる．
    

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13. サーマルプリンタ
    • 熱感式プリンタ
    • 熱を加えると⾊が変化する感熱紙に熱した印字ヘッドを当てて印刷する．
    • 熱転写プリンタ
    • インクリボンに，熱した印字ヘッドを押し付け，インクを溶かし上に印刷
    する．
    
    
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    (基礎から学ぶ医療情報)
    

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14. 演習
    • 各表⽰ディスプレイとその原理説明で誤っている組み合わせはどれか．
    第26回ME2種
    1. LED（発光ダイオード） pn接合半導体に電流を流すと発光する．
    2. LCD（液晶ディスプレイ） 電圧を加えると液晶が発光する．
    3. EL（エレクトロルミネセンス） 電界を加えると蛍光物質が発光す
    る．
    4. CRT（ブラウン管） 電⼦ビームを当てる蛍光膜が発光する．
    5. PD（プラズマディスプレイ）封⼊した不活性ガスが放電により発光
    する．
    

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15. 演習
    • 各表⽰ディスプレイとその原理説明で誤っている組み合わせはどれか．
    第26回ME2種
    1. LED（発光ダイオード） pn接合半導体に電流を流すと発光する．
    2. LCD（液晶ディスプレイ） 電圧を加えると液晶が発光する．
    液晶⾃体は光りません．
    3. EL（エレクトロルミネセンス） 電界を加えると蛍光物質が発光す
    る．
    4. CRT（ブラウン管） 電⼦ビームを当てる蛍光膜が発光する．
    5. PD（プラズマディスプレイ）封⼊した不活性ガスが放電により発光
    する．
    

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16. ⼊⼒装置
    

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17. ⼊⼒装置
    • キーボード
    • マウス
    • トラックボール
    • ボールを⼿で回転させて，その回転⽅向や速さに応じてカーソルを動かす．
    • ペンタブレット
    • 平⾯板をペンでなぞって位置情報を有⼒する装置．
    (wacom)
    トラックボール
    ペンタブレット
    

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18. ⼊⼒装置
    • トラックパッド
    • パッド上で指を動かすことで，その移動状をを⼊⼒として画⾯内の位置を
    指し⽰す装置．ノートパソコンでマウスの代わりによく⽤いられる．
    • ジョイスティック
    • スティックを前後左右に傾けることで移動情報を⼊⼒する装置．
    • タッチパネル
    • 液晶パネルのような表⽰装置とタッチパッドのような位置⼊⼒装置を組み
    合わせた⼊⼒インターフェース．
    • 画⾯を押すもしくは触ることで機器を操作することができる．
    • スマートフォン，タブレットPCを始めATM，切符売機など様々な場⾯で使
    ⽤される．
    トラックパッド ジョイスティック(wikipedia)
    

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19. ⼊⼒装置
    • イメージスキャナ（スキャナ）
    • ⽂章，絵，写真などに光を当てて，その反射光を撮像素⼦でデジタル信号
    として読み取る装置．
    • コードリーダ
    • バーコードなどを光によって読み取る装置．
    • デジタルカメラ
    • 撮像素⼦を使って撮影した画像を記憶する装置．
    • OCR
    • 印字された⽂字，もしくは⼿書き⽂字などを解析して⽂字データとして読
    み取る装置．
    • OMR
    • マークシートの塗りつぶし位置を読み取る装置．
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20. インターフェース
    • 複数の装置を接続して情報や信号などをやり取りするための⼿
    順や規約．コネクタの形状や電気通信形式なども規定されてい
    る．
    • シリアルインターフェース
    • 1本の信号線で1ビットずつ順番にデータを送受信する⽅式．
    • パラレルインターフェース
    • 複数の信号線で⼀度に複数ビット送受信する⽅式．
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    (基礎から学ぶ医療情報)
    

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21. ⼊出⼒インターフェース
    • IDE (Integrated Device Electronics) / ATA (Advanced
    Technology Attachment)
    • パソコンと内蔵ハードディスク，DVDドライブなどを接続するためのパラ
    レルインターフェース．現在はほとんど使⽤されない．
    • シリアルATA (SATA)
    • ATAの後継規格でより⾼速な伝送速度を実現したシリアルインターフェー
    ス．内蔵ハードディスク，SSD，DVDドライブなどと接続するために⽤い
    られる．
    (wikipediaより)
    (wikipediaより)
    

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22. ⼊出⼒インターフェース
    • USB
    • パソコンとキーボード，マウス，ハードディスクなどの周辺機器を接続す
    るシリアルインターフェース．
    • 電⼒供給インターフェースとしても使われる．
    • IEEE1394 (FireWire)
    • パソコンと周辺機器を接続するシリアルインターフェース．ハードディス
    クやビデオなどの接続に使われた．現在はあまり使われていない．
    USB A USB B USB ミニB USB マイクロB USB Type-C
    (wikipediaより)
    (wikipediaより)
    (wikipediaより)
    

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23. ⼊出⼒インターフェース
    • RS232c
    • パソコンと周辺機器を繋ぐためのシリアルインターフェース
    • IrDA
    • ⾚外線を利⽤した通信インターフェース
    • Bluetooth
    • 短距離無線通信のインターフェース
    • パラレルポート
    • パソコンと周辺機器を繋ぐためのインターフェース．パラレル通信により
    データの送受信を⾏う．
    (wikipediaより)
    (wikipediaより)
    

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24. 主なディスプレイの端⼦
    • VGA端⼦ (D-sub15)
    • アナログ画像信号を出⼒するためのコネクタ
    • DVI
    • DVI-I
    • デジタル信号，アナログ信号両⽅対応
    • DVI-D
    • デジタル信号のみ対応
    • HDMI
    • デジタル家電向けのインターフェース
    • DVIをもとに⾳声伝送機能や著作権保護機能などを加える
    • DisplayPort
    • DVIの後継規格を想定して作られたインターフェース
    VGA端子(D-sub15)
    DVI
    HDMI
    DisplayPort
    

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25. 演習
    • ⼊出⼒インターフェースでないのはどれか．第35回ME2種
    1. RS-232C
    2. HDMI
    3. IEEE1394
    4. Serial ATA
    5. HL7
    

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26. 演習
    • ⼊出⼒インターフェースでないのはどれか．第35回ME2種
    1. RS-232C
    2. HDMI
    3. IEEE1394
    4. Serial ATA
    5. HL7
    医療情報システムの規格です．
    

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27. コンピュータのスペック表の例
    • CPU
    • インテル Core i5-8300H (2.30-4.00GHz/4コア/8MBキャッシュ)
    • グラフィック機能
    • NVIDIA GeForce GTX1050 Ti 4GB + インテル UHDグラフィックス
    630(Optimus対応)
    • メモリ
    • 8GB DDR4 SO-DIMM (PC4-21300/4GBx2/2チャネル)
    • SSD
    • 250GB SSD (M.2スロット / AHCI接続)
    • ハードディスク/SSD
    • 1TB HDD(5400rpm)
    • 光学ドライブ
    • 光学ドライブ無し
    • カードリーダー
    • SDカードリーダー (SDXC対応)
    • サウンド
    • マザーボード 標準 オンボードHDサウンド
    • LAN
    • ギガビットLANポート×1 (マザーボードオンボード)
    • Bluetooth
    • 搭載
    • マザーボード
    • モバイル インテル HM370 チップセット搭載マザーボード
    • ⼊出⼒ポート
    • USB2.0 x1/ USB3.0 Type-A x2, Type-C x1
    • ディスプレイ
    • 15.6インチ フルHD 液晶 (LEDバックライト / 1920×1080ドット表⽰
    )
    • バッテリー
    • リチウムイオンバッテリー(約4.6時間)
    • キーボード
    • ⽇本語キーボード
    • 無線LAN
    • Intel Wireless-AC 9560 (IEEE802.11 ac/a/b/g/n)
    • WEBカメラ
    • HD WEBカメラ
    • サイズ
    • 360（幅）×245（奥⾏き）×27（⾼さ) mm(突起部含まず)
    • 重量
    • 約2.0kg(バッテリー含む)
    製品仕様のことをスペック (specification)という．
    

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28. ハードウェアの保守
    • 停電対策
    • UPS (Uninterrupted Power Supply: 無停電電源装置)を⽤い対策する．
    • UPSはバッテリが内蔵されており，停電時バッテリからコンピュータへ電
    源が供給される．
    • 落雷対策
    • 落雷により発⽣したサージ電圧（瞬間的な電圧上昇）に電⼦機器の故障に
    対し対策を講じる必要がある．
    • サージ対策機器の導⼊を⾏うことで，落雷による故障の被害を抑えること
    ができる．
    • データの定期的なバックアップ
    

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29. ソフトウェア
    

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30. コンピュータの構成要素
    • ハードウェア（ハード）
    • システムの物理的な構成要素
    • ソフトウェア
    • 何らかの処理を⾏うコンピュータ・プログラムや関連する⽂書などをしめ
    す．
    • システムソフトウェア
    • コンピュータのハードウェア管理や制御を⾏うソフトウェア．
    • オペレーティングシステム（OS），ファームウェアなどを指している．
    • アプリケーションソフトウェア（応⽤ソフトウェア）
    • ワープロや表計算などといった，コンピュータを応⽤する⽬的に応じたコンピュー
    タ・プログラム．
    (wikipediaより)
    

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31. ソフトウェアの分類
    アプリケーション
    ソフトウェア
    基本ソフトウェア
    (OS)
    ハードウェア
    ミドル
    ウェア
    システ
    ムソフ
    トウェ
    ア
    

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32. ハードウェアとソフトウェアの関係
    コンピュー
    タ
    OS
    アプリケーション
    （ワープロ）
    アプリケーション（表
    計算）
    アプリケーション（プ
    レゼン）
    アプリケーション（ブ
    ラウザ）
    アプリケーション（そ
    の他）
    ユーザ
    

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33. 基本ソフト
    

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34. 基本ソフトウェア（オペレーティングシステム：OS）
    • コンピュータの基本動作を実現する基本ソフトウェア
    • コンピュータ内部のハードウェア，周辺機器の管理
    • メモリ管理
    • ファイル管理
    • アプリケーションソフトウェアのタスク管理
    • コンピュータをコンピュータとして使えるようにしてくれる．
    

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35. OSの機能
    • 制御プログラム
    • ハードェアを管理して，応⽤ソフトウェアやミドルウェアからコンピュー
    タを効率的に利⽤できるようにする．
    • ジョブ管理，タスク管理，記憶管理，ファイル管理など
    • カーネルと呼ぶ．
    • ⾔語処理プログラム
    • C⾔語やJavaなどのプログラミング⾔語で書かれたプログラムをコン
    ピュータが理解できる機械語に翻訳する．
    • サービスプログラム
    • コンピュータの機能を補う補助的なプログラム．
    

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36. OSの種類
    • Windows
    • Microsoft社製のOS．現在最も広く使われている．
    • UNIX
    • サーバなどで使われる．
    • UNIX標準に準拠したあらゆるオペレーティングシステムの総称．
    • MacOS
    • Apples社のMacintoshに搭載されたOS.
    • 正式なUNIX．
    • Linux
    • UnixのクローンOS
    • オープンソースで開発される．
    • iOS
    • Apple社のiPhone⽤のOS．
    • Android
    • Google社によって開発されたスマートフォンやタブレットPC⽤のOS.
    

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37. API (Application Program Interface)
    • OSの機能を応⽤ソフトウェアから利⽤するためのインター
    フェース
    

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38. ユーザインターフェース
    • 機械とその利⽤者の間で情報をやり取りするための仕組み．
    • ソフトウェアにおいて画⾯の表⽰の仕⽅，画⾯のデザイン，操作の仕⽅な
    どを指す．
    • ⽂脈によって何のことを指すか変わるため注意が必要．
    • また，⼈と機械との間をつなぐインターフェースのことをマン
    マシンインターフェースという．
    • ユーザインターフェースの出来が，機器やソフトウェアの使い
    ⼼地を決めるため重要である．
    

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39. GUIとCLI
    • GUI (Graphical User Interface)
    • 画⾯にアイコンやボタンを表⽰して，それを視覚的に操作することで命令
    を伝える操作⽅式．
    • CLI: Command Line Interface, CUI: Character User Interface,
    Character-based User Interface, Console User Interface
    • コンピュータに対し⽂字を⼊⼒し，命令をコンピュータに伝える操作⽅式．
    GUI CUI
    

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40. アプリケーションソフト
    

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41. アプリケーションソフトウェア
    • 応⽤ソフトウェアともいう．
    • コンピュータを応⽤する⽬的に応じたコンピュータ・プログラ
    ムのこと．
    

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42. オフィススイート
    • オフィス業務に必要なソフトウェアのセットのこと．⼀般にオ
    フィスソフトとも呼ばれる．
    • ワープロソフト，表計算，プレゼンテーションソフトなどのア
    プリケーションソフトが組み合わされる．
    • 例
    • Microsoft Office
    • マイクロソフト製のオフィススイート．
    • オフィススイートのデファクトスタンダードとなっている．
    • LibreOffice
    • OpenOfficeから派⽣した様々なOSで利⽤可能なオフィススイート．
    • フリーソフトウェアとして⾃由に使⽤・配布することができる．
    • iWorks
    • アップル製のオフィススイート．
    

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43. ワープロソフト
    • ⽂章を⼊⼒，編集，印刷できるソフトウェア
    • 画⾯の⾒たままが印刷結果となっている．WYSIWIG（ウィジ
    ウィグ，What You See Is What You Get）
    • 例
    • Microsoft Word
    • マイクロソフト製のワープロソフト
    • デファクトスタンダード
    • ⼀太郎
    • ⽇本のジャストシステムが販売する⽇本語ワープロソフト
    • 官公庁ではまだ⾒られる．
    • LibreOffice Writer
    • オープンソースのワープロソフト
    

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44. 表計算ソフト
    • 数値データの集計や分析などを⾏うソフトウェアの総称．
    • 例
    • Excel
    • マイクロソフト製の表計算ソフト
    • デファクトスタンダード
    • LibreOffice Calc
    • オープンソースの表計算ソフト
    

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45. プレゼンテーションソフト
    • スライドショー形式で情報を表⽰およびそのスライドを編集す
    るためのソフトウェア．
    • 例
    • Microsoft PowerPoint
    • マイクロソフト製のプレゼンテーションソフト
    • デファクトスタンダード
    • Keynote
    • アップル製のプレゼンテーションソフト
    • LibreOffice Impress
    • オープンソースのプレゼンテーションソフト
    

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46. 画像作成編集ソフト
    • ピクセル画像を扱うソフト．
    • ペイント
    • Windowsに標準でインストールされているソフト．
    • Adobe Photoshop
    • Adobe Systemsが開発したソフト．極めて⾼機能．業界標準．
    • Gimp
    • フリーソフトウェア．フリーソフトではあるが⾼機能である．
    • ベクター画像を扱うソフト．
    • Adobe Illustrator
    • Adobe Systemsが開発したソフト．業界標準．
    • Inkscape
    • SVGを扱うフリーソフトウェア．
    

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47. その他
    • ブラウザ
    • ウェブサイトを閲覧するためのソフト
    • ウェブサイトによって対応するブラウザが異なるため複数インストールし
    ておくほうが良い．
    • 例
    • Firefox（オープンソース）
    • Google Chrome（オープンソースのChromiumが元）
    • Edge
    • Safari
    • Internet Explorer
    • 電⼦メールソフト（メーラー）
    • 電⼦メールを取得，閲覧をするためのソフト
    • 例：Microsoft Outlook，Thunderbird（オープンソース）
    

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48. ソフトウェアの保守
    • ソフトウェアの更新
    • ソフトウェアは常に最新のバージョンにする．最新のバージョンを使⽤するこ
    とで，既知のセキュリティ問題や動作の不具合が解決される．
    • ウイルス対策ソフトの更新
    • ウイルスなどのマルウェアは常に新しいものが出てきているため，ウイルス対
    策ソフトを更新しないと，新しいマルウェアに対応できない．
    • 動作の確認
    • ソフトウェアの更新によりセキュリティの問題が解決や機能の追加がされるが，
    その更新されたソフトウェアとハードウェアの相性により動作が不安定になっ
    たり，更新により仕様が変更されその他のソフトウェアが正常に動作しないな
    どの問題が起こる可能性がある．
    • ソフトウェアの⼤きな更新の際は正常に動作するかどうかを実験機を⽤意し動
    作を確認した上で業務で使う必要がある．
    • ライセンス管理
    • ソフトウェアのライセンスが遵守されているか管理する必要がある．
    

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49. ソフト開発
    

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50. ソフト作成の簡単な流れ
    • プログラミング
    • プログラミング⾔語という⼈⼯⾔語を⽤い，ソフトウェアを作成する．
    • プログラミング⾔語によって記述された⽂字列のことをソースコードとい
    う．
    • コンパイル
    • ソースコードは単なる⽂字列なので，ソフトウェアとして動作しない．
    • ソフトウェアとして動作させるためには，ソースコードを機械に理解でき
    る形（機械語）に翻訳する必要がある．
    • 実⾏
    • コンパイルの後，実⾏ファイルが作成される．そのファイルを実⾏し動作
    を確かめる．
    

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51. プログラミング⾔語
    • ソフトウェアを作るための⼈⼯⾔語．アルゴリズムに基づいてプログ
    ラミング⾔語を⽤いソフトウェアを作成．
    • 例
    • アセンブリ⾔語
    • C⾔語
    • C++
    • Fortran
    • COBOL
    • Java
    • Java Script
    • Python
    • Ruby
    • Perl
    • PHP
    

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52. 低級⾔語と⾼級⾔語
    • 低級⾔語（低⽔準⾔語）
    • 機械語や機械語に近いアセンブリ⾔語などのプログラミング⾔語の総称．
    • ハードとプログラミングの意味することとのギャップが少ない．
    • 例
    • 機械語
    • アセンブリ⾔語
    • ⾼級⾔語（⾼⽔準⾔語）
    • 抽象度が⾼いプログラミング⾔語の総称．
    • ⾃然⾔語に近く，⼈間にとってわかりやすい．
    • 例
    • その他⼤勢
    

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53. コンパイラとインタプリタ
    • プログラムのソースコードを機械語に翻訳することで，プログ
    ラムはコンピュータが実⾏できる形式になる．
    • コンパイラ⽅式
    • ソースコードを事前に⼀括して機械語に翻訳する．
    • 例
    • C⾔語, C++, Fortran, Cobol
    • インタプリタ⽅式
    • ソースコードに書かれた命令を１つづつ機械語に翻訳しながら実⾏する．
    • 例
    • Perl, Python, PHP, Rubyなど
    

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54. 演習
    • プログラミング⾔語でないものはどれか．第30回臨床⼯学技⼠
    国家試験
    1. C++
    2. Android
    3. Java
    4. Python
    5. Ruby
    

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55. 演習
    • プログラミング⾔語でないものはどれか．第30回臨床⼯学技⼠
    国家試験
    1. C++
    2. Android
    3. Java
    4. Python
    5. Ruby
    

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56. 演習
    • 誤っている組み合わせはどれか．第27回臨床⼯学技⼠国家試験
    1. オペレーティングシステム UNIX
    2. アプリケーションソフトウェア メーラー
    3. データベース 検索
    4. フローチャート HTML
    5. プログラミング⾔語 C++
    

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57. 演習
    • 誤っている組み合わせはどれか．第27回臨床⼯学技⼠国家試験
    1. オペレーティングシステム UNIX
    2. アプリケーションソフトウェア メーラー
    3. データベース 検索
    4. フローチャート HTML
    HTMLはウェブサイトを作成するためのマークアップ⾔語です．
    5. プログラミング⾔語 C++
    

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58. 演習
    • OS（オペレーティングシステム）の役割でないのはどれか．第
    31回臨床⼯学技⼠国家試験
    1. メールの管理
    2. プロセスの制御
    3. メモリの管理
    4. ユーザインタフェースの提供
    5. ファイルシステムの管理
    

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59. 演習
    • OS（オペレーティングシステム）の役割でないのはどれか．第
    31回臨床⼯学技⼠国家試験
    1. メールの管理
    メールソフトの役割です．
    2. プロセスの制御
    3. メモリの管理
    4. ユーザインタフェースの提供
    5. ファイルシステムの管理
    

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60. 演習
    • コンピュータで問題を解くための⼿順を表す⽤語はどれか。第
    32回臨床⼯学技⼠国家試験
    1. モデリング
    2. アルゴリズム
    3. コンパイル
    4. コーディング
    5. デバッグ
    

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61. 演習
    • コンピュータで問題を解くための⼿順を表す⽤語はどれか。第32回臨
    床⼯学技⼠国家試験
    1. モデリング
    3Dもオブジェクトを作ることです．
    2. アルゴリズム
    3. コンパイル
    プログラミング⾔語を機械語に変換することです．
    4. コーディング
    プログラミング⾔語を書くことです．
    5. デバッグ
    プログラムの問題を修正することです．
    

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