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システムアーキテクト令和7年度 春期午前I7

令和7年度 春期 システムアーキテクト 午前I7

難度標準

IoT システムにおいて、センサーの値をゲートウェイに送信するセンサーノードの消費電流を抑えるため、図のような間欠動作を考える。センサーノードの動作時間は10ミリ秒で、その間は平均して10mA の電流が流れる。待機中は常に0.1µAの電流が流れる。間欠動作の平均電流を 1µA 以下にするための待機時間として、最も短いものはどれか。ここで,平均電流の値を求める時間は十分に長いものとする。

選択肢

1.1秒
11.1秒
111.1秒
1111.1秒

解説

結論 → 詳細 → 補足 の 3 層構成

展開
結論Layer 1

この問題は、IoTセンサーノードの間欠動作における平均消費電流を抑えるための待機時間を求めるものです。平均電流は、動作時と待機時の電流値およびそれぞれの時間の重み付き平均で計算されます。

詳細Layer 2

まず、平均電流の計算式を考えます。

平均電流 = (動作時電流 × 動作時間 + 待機時電流 × 待機時間) / (動作時間 + 待機時間)

ここで、問題文より動作時電流は10mA (10 × 10^-3 A)、動作時間は10ms (10 × 10^-3 s)、待機時電流は0.1µA (0.1 × 10^-6 A) です。平均電流を1µA (1 × 10^-6 A) 以下にしたいので、待機時間をT (秒) とおくと、以下の不等式が成り立ちます。

補足Layer 3

(10 × 10^-3 A × 10 × 10^-3 s + 0.1 × 10^-6 A × T) / (10 × 10^-3 s + T) <= 1 × 10^-6 A

この不等式を解くことで、待機時間Tの最小値が求められます。

(100 × 10^-6 + 0.1 × 10^-6 × T) / (0.01 + T) <= 1 × 10^-6

100 × 10^-6 + 0.1 × 10^-6 × T <= 1 × 10^-6 × (0.01 + T)

100 × 10^-6 + 0.1 × 10^-6 × T <= 0.01 × 10^-6 + 1 × 10^-6 × T

99 × 10^-6 <= (1 - 0.1) × 10^-6 × T

99 × 10^-6 <= 0.9 × 10^-6 × T

T >= 99 / 0.9 = 110秒

したがって、待機時間Tは110秒以上である必要があります。選択肢の中でこれ以上となる最も短い時間は111.1秒です。

アの1.1秒は110秒に満たないため、平均電流は1µAを超えてしまいます。イの11.1秒も同様に短すぎます。エの1111.1秒は条件を満たしますが、最も短いものではありません。

この解説は?
この解説は AI 生成です(詳細)

解説テキストは Google Gemini に IPA 公式の問題文・公式解答を入力して生成しました。 人間によるレビューを行ったものと、未レビューのものが混在します。

AI は事実誤認・選択肢の取り違え・最新法令の反映漏れ等を含む可能性があります。 重要な判断は必ず IPA 公式 PDF または最新の参考書でご確認ください。

解説の検証プロセス・誤り報告フローは 運営透明性レポートで公開しています。

※ AI 生成の解説は誤りを含む可能性があります。重要な判断は IPA 公式資料でご確認ください。

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