この問題は、センサーノードの平均消費電流を計算し、それを1µA以下に抑えるための待機時間を求めるものです。
令和7年度 春期 高度試験共通 午前I 問7
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
解説
結論 → 詳細 → 補足 の 3 層構成
展開閉じる
解説
結論 → 詳細 → 補足 の 3 層構成
詳細Layer 2展開閉じる
まず、平均電流の計算式は、「(動作電流 × 動作時間 + 待機電流 × 待機時間) ÷ (動作時間 + 待機時間)」となります。
問題文より、動作電流は10mA、動作時間は10ms、待機電流は0.1µAです。
平均電流を1µA以下にするという条件から、以下の不等式が成り立ちます。
(10mA × 10ms + 0.1µA × 待機時間) ÷ (10ms + 待機時間) ≤ 1µA
補足Layer 3展開閉じる
ここで、単位を統一します。10mA = 10,000µA、10ms = 0.01秒とします。
(10,000µA × 0.01秒 + 0.1µA × 待機時間) ÷ (0.01秒 + 待機時間) ≤ 1µA
(100 µA・秒 + 0.1µA × 待機時間) ÷ (0.01秒 + 待機時間) ≤ 1µA
100 µA・秒 + 0.1µA × 待機時間 ≤ 1µA × (0.01秒 + 待機時間)
100 µA・秒 + 0.1µA × 待機時間 ≤ 0.01 µA・秒 + 1µA × 待機時間
99.99 µA・秒 ≤ 0.9µA × 待機時間
待機時間 ≥ 99.99 ÷ 0.9 秒 ≈ 111.1 秒
したがって、最も短い待機時間は約111.1秒となります。
選択肢アの1.1秒では、待機時間が短すぎるため平均電流が1µAを超えてしまいます。
選択肢イの11.1秒も同様に、平均電流を1µA以下にするには待機時間が不足しています。
選択肢エの1111.1秒は条件を満たしますが、問題は「最も短い」待機時間を求めているため、より短い111.1秒が正解となります。
各選択肢の解説
- ア
1.1秒
誤りです。待機1.1秒で1周期は1.11秒です。電荷は10mA×10ms＝100µA·秒に0.1µA×1.1秒＝0.11µA·秒を足して100.11µA·秒となり、平均電流は100.11÷1.11≒90µAです。1µAを大きく超えます。
- イ
11.1秒
誤りです。待機11.1秒で1周期は11.11秒です。電荷は100µA·秒＋0.1µA×11.1秒＝101.11µA·秒となり、平均電流は101.11÷11.11≒9.1µAです。まだ1µAの約9倍あります。
- ウ
111.1秒
正しいです。条件は(100µA·秒＋0.1T)÷(0.01＋T)≦1µAです。これを変形すると0.9T≧99.99となり、T≧111.1秒になります。T＝111.1秒を代入すると111.11µA·秒÷111.11秒＝1µAとなり、条件をちょうど満たす最短の待機時間です。
- エ
1111.1秒
誤りです。待機1111.1秒なら、平均電流は(100＋111.11)µA·秒÷1111.11秒≒0.19µAです。1µA以下は満たします。しかし111.1秒で既に1µAに達しているので、「最も短い」待機時間ではありません。
この解説は？
分野「コンピュータシステム」の学習ポイント
この問題の理解を「分野全体の力」に広げるための足がかり
- 何が問われるか
- 本問の分野で問われる代表的な知識・用語の整理。
- 学習の進め方
- 正解／誤答の選択肢ごとに「なぜ正しい / なぜ違うのか」を1行ずつ言語化すると定着する。
AI コパイロット
この問題を AI と深掘りする
用語解説・選択肢分析・類題生成をその場で対話。クイズモードでは解答→解説がゼロ遷移。
関連する問題
コンピュータシステム の他の問題
- 高度試験共通2009年度 秋期 午前I 問4パイプラインの深さをD、パイプラインピッチをP秒とすると、I個の命令をパイプラインで実行するのに要する時間を表す式はどれか。ここで、パイプラインの各ステージは 1 ピッチで処理されるものとし、パイプラインハザードについては、考慮しなくてよい。
- 高度試験共通2009年度 秋期 午前I 問5フェールセーフの考え方として、適切なものはどれか。
- 高度試験共通2009年度 秋期 午前I 問10コンピュータグラフィックスの要素技術に関する記述のうち、適切なものはどれか。
- 高度試験共通2009年度 春期 午前I 問4メモリの誤り制御方式で、2ビットの誤り検出機能と、1ビットの誤り訂正機能をもたせるのに用いられるものはどれか。
- 高度試験共通2009年度 春期 午前I 問6主記憶への1回のアクセスが200 ナノ秒で、ページフォールトが発生すると1回当たり 100 ミリ秒のオーバヘッドを伴うコンピュータがある。ページフォールトが主記憶アクセスの50万回中に1回発生する場合、ページフォールトは1秒当たり最大何回発生するか。ここで、ページフォールトのオー…
他年度の「コンピュータシステム」問題
高度試験共通 の同じ分野を年度をまたいで演習する
- 令和6年度 秋期高度試験共通 午前I 問4キャッシュメモリのアクセス時間が主記憶のアクセス時間の1/30で、ヒット率が95%のとき、実効メモリアクセス時間は、主記憶のアクセス時間の約何倍になるか。
- 令和5年度 秋期高度試験共通 午前I 問4パイプラインの性能を向上させるための技法の一つで、分岐条件の結果が決定する前に、分岐先を予測して命令を実行するものはどれか。
- 令和4年度 秋期高度試験共通 午前I 問4L1, L2と2段のキャッシュをもつプロセッサにおいて、あるプログラムを実行したとき、L1キャッシュのヒット率が0.95, L2キャッシュのヒット率が0.6であった。このキャッシュシステムのヒット率は幾らか。ここでL1キャッシュにあるデータは全てL2キャッシュにもあるものとする。
- 令和3年度 秋期高度試験共通 午前I 問4演算レジスタが16ビットのCPUで符号付き 16ビット整数x1, x2を16ビット符号付き加算(x1+x2) するときに、全てのx1, x2 の組合せにおいて加算結果がオーバフローしないものはどれか。ここで、「x」はxの絶対値を表し、負数は2の補数で表すものとする。
- 令和2年度 10月試験高度試験共通 午前I 問4メモリインタリーブの説明はどれか。
高度試験共通 の学習ガイド
情報処理安全確保支援士のメリット｜年収・転職・登録制資格の価値
情報処理安全確保支援士（SC・登録セキスペ）取得のメリットを、年収・転職市場・業務範囲・登録制資格の側面から解説。費用対効果と登録後の維持コストもまとめます。
情報処理安全確保支援士 午後（記述式）対策｜記述問題の答え方と頻出テーマ
情報処理安全確保支援士（SC）の午後は記述式（2023年秋から午後I・II統合で150分・4問中2問選択）。記述問題の答え方・頻出テーマ（インシデント対応・ゼロトラスト・クラウドセキュリティ）ごとの解答の組み立て方を紹介します。
情報処理安全確保支援士試験 出題傾向の最新分析【2026年最新】｜増えた論点・捨て論点
情報処理安全確保支援士試験の直近2年の出題傾向を分析し、増加している新論点・減少している論点・捨てて良い論点を整理。学習計画の優先度付けに活用できます。
情報処理安全確保支援士試験 過去問の解き方完全ガイド｜AI解説で時短する5ステップ
情報処理安全確保支援士試験の過去問を効率的に回すための5ステップを紹介。AIコパイロットを使った時短解説の取り方、復習タイミング、選択肢分析の手順までまとめました。