モジュール化~真理値表|情報I用語-コンピュータとプログラミング3

ローカル変数や主記憶装置など共通テスト対策の情報I用語

「コンピュータとプログラミング」分野の頻出用語を網羅しました。このページに含まれる単語は以下の通り。

モジュール化,モデル化,リカバリ,リストア,レジスタ,ローカル変数,引数,演算子,演算装置,応用ソフトウェア,拡張子,確率的モデル,関数,基本ソフトウェア,基本交換法,基本設計,機械語,記録メディア,擬似コード,空文字列,繰り返し,構造化定理,構文エラー,高水準言語,再帰,時間計算量,実行時エラー,主記憶装置,出力装置,条件分岐,状態遷移図,深層学習,真理値表

情報Iの共通テストや高校の定期テスト対策に、これらの重要語句について分かりやすい詳しい説明を掲載しています。

モジュール化
プログラムを小さな部品に分けること
プログラムを機能ごとに分割し、それぞれ独立した部品(モジュール)として作る設計方法です。これにより、コードの再利用や保守が簡単になります。たとえば、ログイン機能を1つのモジュールとして作り、他のプロジェクトでも使い回すことができます。
モデル化
現実世界の事象を抽象的に表現すること
複雑な現実の問題やシステムを、分かりやすく表現するための手法です。たとえば、天気予報で気象データをシミュレーションする際の数学的モデルがモデル化です。
リカバリ
システムやデータを回復する操作
障害や不具合が発生したシステムを正常な状態に戻すことです。たとえば、PCのリカバリ機能を使って初期状態に戻す作業が該当します。
リストア
バックアップからデータを復元する操作
バックアップデータを使用して、削除や損傷を受けたファイルやシステムを元の状態に戻すことです。たとえば、バックアップソフトで消えた写真を復元することがリストアです。
レジスタ
CPU内でデータを一時的に保存する記憶領域
CPU内の高速な記憶装置で、演算中のデータや制御情報を一時的に保存します。たとえば、計算結果を一時保存するために使用されます。
ローカル変数
特定の範囲でのみ使用できる変数
関数やブロック内で宣言され、その範囲内でのみアクセス可能な変数です。たとえば、関数内で定義された変数がローカル変数です。
引数
関数やメソッドに渡す入力値
関数やメソッドを実行する際に外部から渡されるデータです。たとえば、関数「sum(a, b)」のaとbが引数です。
演算子
計算や処理を行うための記号
数値の計算や条件の比較、文字列の操作などを行うための記号です。たとえば、「+」(加算)や「-」(減算)が演算子です。
演算装置
計算やデータ処理を行う装置
コンピュータで算術演算や論理演算を行うための部分です。たとえば、CPU内のALU(算術論理演算装置)が演算装置に該当します。
応用ソフトウェア
特定の目的を達成するためのソフトウェア
ユーザーの作業やニーズに応じて動作するソフトウェアです。たとえば、Microsoft WordやExcelが応用ソフトウェアに該当します。
拡張子
ファイルの種類を示す文字列
ファイル名の最後に付けられる「.」で始まる文字列で、ファイルの形式を識別します。たとえば、画像ファイルなら「.jpg」、文章なら「.txt」が拡張子です。
確率的モデル
不確実性を含む現象を表現するモデル
ランダム性や確率に基づいて現象を表現するモデルです。たとえば、天候予測で使用される降雨確率モデルが確率的モデルです。
関数
特定の処理をまとめたコードの部品
プログラム内で繰り返し使用される処理をひとまとまりにしたものです。関数を使うことで、コードが簡潔になり、再利用性が向上します。たとえば、「足し算を行う関数」を作れば、どこでもその関数を呼び出して簡単に足し算を行えます。
基本ソフトウェア
コンピュータの基盤となるソフトウェア
ハードウェアを管理し、アプリケーションソフトを動作させるための基盤を提供するソフトウェアです。たとえば、OS(オペレーティングシステム)が基本ソフトウェアに含まれます。
基本交換法
バブルソートと同義
隣接するデータを比較して並び替えるアルゴリズムで、データの交換を繰り返して順序を整えます。たとえば、成績を高い順に並べ替えるときに使います。
基本設計
システムや製品の全体像を決める設計
ソフトウェアやハードウェアの大まかな仕様や機能を定義する設計工程です。たとえば、画面構成やデータベース設計を決める段階が基本設計です。
機械語
CPUが直接解釈して実行する命令
0と1で構成されるプログラムで、コンピュータが直接理解できる形式です。たとえば、「101010」などのバイナリコードが機械語です。
記録メディア
データを保存するための媒体
データを一時的または長期間保存するための装置や媒体を指します。たとえば、USBメモリやハードディスクが記録メディアに該当します。
擬似コード
プログラムを簡易的に表した記述
プログラムの動作を簡単な言葉や記号で表現したものです。特定のプログラミング言語ではなく、アルゴリズムや処理を理解しやすく説明するために使われます。たとえば、英語や日本語を交えて「条件Aの場合、処理Bを行う」と書くのが擬似コードの一例です。
空文字列
ヌル文字列:何も含まない文字列
文字列の長さが0で、何のデータも含まない状態を指します。たとえば、””(ダブルクォートだけの文字列)が空文字列です。
繰り返し
for文、while文:同じ処理を複数回実行する構文
プログラムの特定の処理を繰り返し実行するための構文です。for文は回数が決まった繰り返しに使い、while文は条件が成立する間繰り返します。たとえば、1から10までの数字を順に表示する場合に繰り返し構文が使われます。
構造化定理
3つの基本構造でプログラムを作れるという理論
順次構造、選択構造、繰り返し構造の3つを組み合わせることで、すべてのプログラムを構築できるとする理論です。
構文エラー
コードの記述がプログラミング言語のルールに違反
プログラミング言語の文法や構造に従っていないため、コードがコンパイルや実行できないエラーです。たとえば、セミコロンの付け忘れや括弧の閉じ忘れが構文エラーです。
高水準言語
人間が理解しやすいプログラミング言語
人間の言語に近い構文を持ち、記述が簡単なプログラミング言語です。たとえば、PythonやJavaが高水準言語に該当します。
再帰
自分自身を呼び出す関数の仕組み
プログラムの関数が自分自身を呼び出すことで問題を解決する方法です。再帰を使うことで、複雑な問題をシンプルに記述できます。ただし、無限ループを避けるために終了条件が必要です。たとえば、階乗を計算する際に「n! = n × (n-1)!」という形で再帰的に計算する方法が有名です。
時間計算量
ビッグオー記法:アルゴリズムの効率を評価する指標
アルゴリズムがデータ量に応じてどれだけの時間がかかるかを評価する指標です。ビッグオー記法で表現され、O(n)、O(log n)などで効率の良さを示します。たとえば、ソートや探索アルゴリズムを比較する際に使われます。
実行時エラー
プログラムの実行中に発生するエラー
プログラムの構文が正しくても、実行時に予期せぬ状況で動作が停止するエラーです。たとえば、0で割り算を行った場合が実行時エラーに該当します。
主記憶装置
プログラムやデータを一時保存する記憶装置
メインメモリと同義で、CPUが直接アクセスできる高速な記憶装置です。たとえば、作業中のテキストデータを保持するRAMが主記憶装置です。
出力装置
データを人や外部に伝える装置
コンピュータ内のデータを人間が理解できる形で出力するための装置です。たとえば、モニターやプリンターが出力装置です。
条件分岐
if文:条件に応じて異なる処理を実行する構文
「もし条件Aが成立するなら、この処理を行う」といった形で、プログラムの流れを分岐させる構文です。これにより、状況に応じた柔軟な動作が可能になります。たとえば、テストの点数が60以上なら「合格」と表示するプログラムはif文を使います。
状態遷移図
システムの状態変化を示す図
システムがどのように状態を変化させるかを視覚的に表した図です。各状態とそれを引き起こす条件や操作が矢印で示されます。たとえば、ログイン画面からホーム画面に移動するフローを表現します。
深層学習
多層のニューラルネットワークを使った学習法
AI技術の一種で、膨大なデータを学習して特徴を抽出し、高精度な予測や認識を行います。たとえば、画像認識や自然言語処理で使われます。
真理値表
論理演算の結果を示す表
論理演算のすべての入力と出力の組み合わせを一覧にした表です。たとえば、ANDやORの真理値表で結果を確認します。