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応用情報技術者 2013年 秋期 午後06


ネットワークを使用するインターホンの設計に関する次の記述を読んで、設問1~3に答えよ。

   Z社が開発したインターホンは、3台のインターホン端末(以下、端末という)をネットワークに接続して、同時に2台が互いに通話できる。通信は全てネットワークを経由して行う。端末のソフトウェアは全て同じであり、端末の識別情報などは端末ごとに設定する。   〔端末のボタン表示〕  端末にはタッチパネル付きのLCDが取り付けられ、LCDには端末A~Cについて他の端末2台のボタンが、図1のように表示されている。ボタンは色(赤、青、黄のいずれか)及び点灯状態(点灯又は点滅)によって、表示されている端末の接続状態を示す。
応用情報技術者試験(平成25年度 秋期 午後 問06 図01)
〔端末の接続状態〕  ボタンで示された端末の接続状態を表1に示す。各端末は、ボタンで示された端末の接続状態を表1に示すボタンの色及び点灯状態で表す。
応用情報技術者試験(平成25年度 秋期 午後 問06 表01)
 端末の接続状態の遷移を図2に示す。ただし、起動直後の接続状態は待受けである。
応用情報技術者試験(平成25年度 秋期 午後 問06 図02)
〔端末のボタン操作と通信〕  例えば、接続状態が待受けである端末Aが、端末Bを呼び出して通話するときの各端末のボタン操作と端末間の通信は、次のとおりである。
(1) 端末Aからの端末Bの呼出し  ・利用者が端末Aの青点灯しているボタンBにタッチすると、端末Aは接続状態を応答待ちにして、端末Bに“接続要求”を送信する。  ・端末Bは“接続要求”を受信すると、自端末の接続状態を調べ、要求を受け付けられるときは、端末Aに“ACK応答”を、端末Cに“BUSY通知”をそれぞれ送信し、ボタンAを赤点滅にし、チャイム音を鳴らす。送信後、端末Bは接続状態を着呼にして、端末Aを発呼とみなす。一方、①端末Bが要求を受け付けられないときは、端末Aに“NAK応答”を送信する。  ・端末Aは“ACK応答”を受信すると、ボタンBを青点滅にし、端末Cに“BUSY通知”を送信する。送信後、端末Aは接続状態を発呼にして、端末Bを着呼とみなす。一方、端末Aは“NAK応答”を受信すると、端末Aの接続状態を待受けにする。
(2) 端末Aでの発呼の取消し  ・利用者が端末Aで青点滅しているボタンBにタッチすると、端末Aは端末Bに“OFF通知”を送信し、端末AのボタンBを青点灯にし、端末Cに“READY通知”を送信する。端末Aは接続状態を待受けにして、端末Bを待受けとみなす。  ・端末Bは“OFF通知”を受信すると、ボタンAを青点灯にし、端末Cに“READY通知”を送信する。端末Bは接続状態を待受けにして、端末Aを待受けとみなす。
(3) 端末Bでの着呼の受付  ・利用者が端末Bで赤点滅しているボタンAにタッチすると、端末Bは端末Aに“ON通知”を送信し、端末BのボタンAを赤点灯にする。送信後、端末Bは接続状態を通話にして、端末Aを通話とみなす。  ・端末Aは“ON通知”を受信すると、端末AのボタンBを赤点灯にする。端末Aは接続状態を通話にして、端末Bを通話とみなす。
(4) 通話終了  ・利用者が端末A又は端末Bの赤点灯しているボタンにタッチすると、その端末(以下、切断要求端末という)は、通話中の端末(以下、通話端末という)に“OFF通知”を送信し、切断要求端末の通話端末を示すボタンを青点灯にし、端末Cに“READY通知”を送る。切断要求端末は接続状態を待受にして、通話端末を待受けとみなす。  ・通話端末は、“OFF通知”を受信すると、通話端末の切断要求端末を示すボタンを青点灯にし、端末Cに“READY通知”を送信する。通話端末の接続状態を待受けにして、切断要求端末を待受けとみなす。
(5) 端末Cのボタンの色表示  ・端末Cは、“BUSY通知”を受信すると、自端末を通話不可にする。また、“BUSY通知”を送信した端末を示すボタンを黄点灯にし、接続状態を通話不可とみなす。  ・端末Cは、“READY通知”を受信すると、自端末を待受けにする。また、“READY通知”を送信した端末を示すボタンを青点灯にし、接続状態を待受けとみなす。   〔タスク構成〕  端末のプログラムは、制御、表示、音声処理、通信の四つのタスクから成る。各タスクは専用のメールボックスをもち、他のタスクからのメールを受信し、処理する。
(1) 制御タスク  接続状態、ボタンの色と点灯状態、及び端末間の通信を管理する。  ・表示タスクから、タッチされたボタンの情報を受信する。通信タスクから、他の端末が自端末に送った情報を受信する。  ・受信した情報に従って処理を行い、表示タスク、音声処理タスク及び通信タスクに指示を送情する。
 例えば、表示タスクから、dされると、自端末の接続状態がeの時、通信タスクに“接続要求”送信の指示を送信する。
(2)表示タスク  ・利用者がボタンにタッチしたとき、タッチされたボタンの情報を制剤タスクに送信する。  ・制街タスクからボタンの設定指示を受し、ボタンの色及び点灯状態を変更する。
(3)音声処理タスク  ・制御タスクから通話開始指示を受信すると、音声データを相手の端末に送信するとともに、相手の端末から受した音声データを再生する。  ・制制タスクから通話終了指示を受信すると、音声データの送受信を中止する。
(4)通信タスク  ・他の端末から受信した応答などを制御タスクに送する。制御タスクから指示を受信すると、指定された端末に応答、要求、通知のいずれかを送信する。

設問1端末のボタン操作と通信における、端末Aが端末Bを呼び出すときのイベントと通信について、(1)、(2)に答えよ。

(1)図2中のacに入れる適切なイベントを、本文中の字句を用いて答えよ。

模範解答

a:ACK応答受信 b:ボタンピタッチ c:ON通知受信

解説

解答の論理構成

  1. a を特定
    • 本文(1) に「端末Aは“ACK応答”を受信すると…送信後、端末Aは接続状態を発呼にして」と明記されています。
    • 図2でも「応答待ち」→「発呼」への遷移に対応するイベントなので、a「ACK応答受信」 となります。
  2. c を特定
    • 本文(3) に「端末Aは“ON通知”を受信すると…接続状態を通話にして」とあり、「発呼」→「通話」への遷移条件を示しています。
    • 図2の「発呼」→「通話」に対応するため、c「ON通知受信」 です。
  3. b を特定
    • 本文(3) に「利用者が端末Bで赤点滅しているボタンAにタッチすると…端末Bは接続状態を通話にして」と記述されています。
    • 図2では「着呼」→「通話」と、同じ操作が「応答待ち」側にも共有されているため、共通イベントとして b が2か所に配置されています。
    • よって b「ボタンにタッチ」 になります。

誤りやすいポイント

  • 「ACK応答受信」と「ON通知受信」の取り違え
    「ACK応答」は呼出し受付の確認で、「ON通知」は通話開始の確定です。名称が似ているため混同に注意。
  • 状態とボタンの色・点灯状態の混同
    「赤点滅」は発呼側か着呼側かで意味が変わります。状態遷移図と表1を必ず突き合わせましょう。
  • b のイベントが2か所にある理由
    図2では「着呼」からも「応答待ち」からも利用者操作で通話へ進むため、同一ラベルが複数回出ています。1か所しか見ていないと解を誤ります。

FAQ

Q: 「ACK応答受信」と「NAK応答受信」はどこで分岐しますか?
A: 本文(1) の「①端末Bが要求を受け付けられないときは、端末Aに“NAK応答”を送信する。」が該当します。受信したメッセージの種類により「応答待ち」から「発呼」か「待受け」へ分かれます。
Q: 「ボタンにタッチ」はどの端末でも同じ扱いですか?
A: はい。本文(1)(2)(3) すべてで「利用者が…ボタンにタッチすると」をトリガに制御タスクが動きます。状態によって送信するメッセージ(“接続要求”“OFF通知”“ON通知”など)が変わるだけです。
Q: 「ON通知受信」で両端末が同時に通話へ入るのはなぜですか?
A: 本文(3) に「端末Bは…“ON通知”を送信し…接続状態を通話に」「端末Aは“ON通知”を受信すると…接続状態を通話に」と明記されており、送信側・受信側とも同じイベントで状態遷移する設計だからです。

関連キーワード: 状態遷移図、イベント駆動、メールボックス、非同期通信、タスク間連携

設問1端末のボタン操作と通信における、端末Aが端末Bを呼び出すときのイベントと通信について、(1)、(2)に答えよ。

(2)本文中の下線①で、端末Bが端末Aからの接続要求を受け付けられないと判断するのはどのような場合か。30字以内で述べよ。ここで、各端末は正常に稼働しており、端末間の通には障害が発生していないものとする。

模範解答

端末Bが他の端末と通話するため接続を試みているとき

解説

解答の論理構成

  1. 問題文では、端末Aが端末Bに“接続要求”を送った直後の処理として
    ――「一方、①端末Bが要求を受け付けられないときは、端末Aに“NAK応答”を送信する。」
    と明記しています。
  2. では端末Bが「要求を受け付けられない」とはどの状態かを探すと、表1の“通話不可”行に
    ――「ボタンで示された端末が、自端末以外の端末と発呼、着呼、又は通話状態であり、その端末に対して発呼できない状態」
    とあります。
  3. 端末Bが“通話不可”になる契機は、“BUSY通知”を受信したとき(問題文(5))です。
    ――「端末Cは、“BUSY通知”を受信すると、自端末を通話不可にする。」
    ここで“BUSY通知”は、他の2台が互いに通話(または通話準備)に入ったことを知らせる電文です。
  4. 従って、端末Bが既に他端末(端末Cなど)と
    ・発呼中(応答待ち)
    ・着呼中
    ・通話中
    のいずれかである場合、端末Bは“通話不可”状態にあり、新たな接続要求を受け付けられません。
  5. 以上より、解答は
    「端末Bが他の端末と通話するため接続を試みているとき」
    となります。

誤りやすいポイント

  • “通話不可”を「既に通話中のみ」と限定して解釈し、発呼・着呼の最中を漏らす。
  • “BUSY通知”を受け取った側(第三の端末)の状態遷移を把握せず、B自身が送信した場合だけを想定してしまう。
  • ACK/NAKの条件を「通信障害の有無」と誤認し、論点を外してしまう。

FAQ

Q: 端末Bが“通話不可”でもボタンBはどの色で表示されますか?
A: 表1にあるとおり「黄点灯」です。利用者からも一目で通話不可と分かります。
Q: 端末Bが“通話不可”から“待受け”へ戻る主なイベントは?
A: 他端末からの“READY通知”受信です。これにより黄点灯が青点灯に変わり、再び呼び出し可能となります。
Q: “NAK応答”が送られた後、端末Aの状態はどうなりますか?
A: 問題文(1)に「端末Aは“NAK応答”を受信すると、端末Aの接続状態を待受けにする。」とあり、呼出しは取り消されます。

関連キーワード: 状態遷移、排他制御、ACK/NAK, 通信プロトコル、イベント駆動

設問2〔タスク構成〕について、(1)、(2)に答えよ。

(1)本文中のdに入れる適切な色を答えよ。

模範解答

d:青

解説

解答の論理構成

  1. 問題文は、接続要求を開始する典型的な操作手順を次のように示しています。
    • “利用者が端末Aの青点灯しているボタンBにタッチすると、端末Aは接続状態を応答待ちにして、端末Bに“接続要求”を送信する。”
  2. すなわち、待受け状態の相手端末を呼び出すためにタッチするボタンは青点灯です。
  3. タスク構成の(1)制御タスクでは、
    • “例えば、表示タスクから、dされると、自端末の接続状態がeの時、通信タスクに“接続要求”送信の指示を送信する。”
      とあり、ここでの d は「どのようなボタンがタッチされたか」を示す語句を補う箇所です。
  4. 接続要求が送信される条件は上記 1. の操作と同一であるため、d には青点灯しているボタンがタッチという内容、すなわち色は“青”が入ります。

誤りやすいポイント

  • 「赤点滅→発呼中」や「赤点灯→通話中」と混同し、つい“赤”と誤答してしまう。呼出しを開始する段階ではまだ“発呼”ではなく“待受け”なので青点灯です。
  • 表1の「待受け」「応答待ち」がどちらも“青点灯”であるため、状態遷移図の矢印ラベルと合わせて整理しないと混乱しやすい。
  • ボタンの色ではなく点灯状態(点灯/点滅)のみを意識してしまい、色を回答し忘れる。

FAQ

Q: なぜ青点灯のときだけ接続要求を出すのですか?
A: 表1で“青点灯”は「発呼又は着呼が可能な状態」を示します。端末が通話中(赤点灯)や通話不可(黄点灯)のときは呼び出せないため、接続要求を送る条件は青点灯時に限定されています。
Q: 「青点滅」では接続要求を送らないのですか?
A: 「青点滅」は「自端末から呼び出されている状態(着呼)」を示します。このときは既に相手が接続要求を送信済みで、こちら側は応答する立場なので新たに接続要求を送る必要がありません。
Q: “応答待ち”も青点灯ですが区別はどうしていますか?
A: “応答待ち”は自端末が接続要求を出した後の状態で、制御タスクが内部フラグで保持しています。利用者から見えるボタンの色は同じ青点灯でも、内部状態で「待受け」か「応答待ち」かを区別して処理しています。

関連キーワード: 状態遷移、イベント駆動、タスク間通信、GUI操作、メッセージング

設問2〔タスク構成〕について、(1)、(2)に答えよ。

(2)本文中のeに入れる適切な接続状態を答えよ。

模範解答

e:待受け

解説

解答の論理構成

  1. 手掛かりとなる本文の引用
    • 「例えば、表示タスクから、dされると、自端末の接続状態がeの時、通信タスクに“接続要求”送信の指示を送信する。」
    • 「例えば、接続状態が待受けである端末Aが、端末Bを呼び出して通話するときの各端末のボタン操作と端末間の通信は、次のとおりである。」
  2. 解釈
    − 2 つ目の引用では “接続状態が待受けである端末A” がボタン操作(タッチ)を行った直後に “端末Bに“接続要求”を送信” している。
    − したがって、ボタンがタッチされたとき “接続要求” を送る条件となる接続状態は “待受け” であることがわかる。
  3. 結論
    接続状態 e には「待受け」が入る。

誤りやすいポイント

  • “応答待ち” と取り違える
    「ボタンにタッチすると“接続要求”を送る」という流れは“待受け”でしか発生しない。応答待ちでは既に要求を送信済みなので重複送信は行わない。
  • “通話不可” と誤解する
    “通話不可” は “BUSY通知” を受信したときのみ遷移する状態であり、利用者操作から直接 “接続要求” が送られることはない。

FAQ

Q: “応答待ち” からもう一度同じ相手ボタンをタッチしたらどうなりますか?
A: “応答待ち” はすでに要求済みの状態なので再送信は行わず、利用者操作は無視されます。キャンセルしたい場合は “OFF通知” を送る操作が必要です。
Q: “通話不可” 中に他端末から “READY通知” を受けると制御タスクはどう動きますか?
A: “READY通知” を受信した時点で接続状態を “待受け” に戻し、ボタン表示を青点灯に変更します。
Q: “待受け” 以外の状態でボタンをタッチした場合、制御タスクは必ず無視しますか?
A: “応答待ち” や “通話” など状態に応じた別処理(取消し・切断など)が存在します。無条件に無視されるわけではありません。

関連キーワード: 状態遷移、メールボックス、通信制御、イベント駆動

設問3接続状態が通話である端末で、赤点灯しているボタンを利用者がタッチしたときに、制御タスクが他のタスクに送信する指示について、(1)〜(3)に答えよ。

(1)表示タスクに指示するボタンの色を答えよ。

模範解答

解説

解答の論理構成

  1. 状況整理
    設問は「接続状態が通話である端末で、赤点灯しているボタンを利用者がタッチしたとき」に着目しています。
  2. 動作仕様の確認
    【問題文】の「(4) 通話終了」には、次の記述があります。
    「利用者が端末A又は端末Bの赤点灯しているボタンにタッチすると、その端末(以下、切断要求端末という)は、通話中の端末(以下、通話端末という)に“OFF通知”を送信し、切断要求端末の通話端末を示すボタンを青点灯にし、端末Cに“READY通知”を送る。」
    ここで “青点灯” と明示されています。
  3. 制御タスクの役割
    【問題文】「(1) 制御タスク」によれば
    「受信した情報に従って処理を行い、表示タスク、音声処理タスク及び通信タスクに指示を送信する。」
    つまり、ボタン色変更は制御タスクから表示タスクへの指示です。
  4. 結論
    制御タスクは表示タスクに対し、当該ボタンを “青点灯” へ変更する指示を送る。点灯色のみを尋ねているため解答は「青」となります。

誤りやすいポイント

  • 「黄点灯」を選んでしまう
    “黄点灯” は【表1】「通話不可」で用いられ、通話端末ではない端末に関する表示です。通話終了の操作とは無関係です。
  • 点灯か点滅かを混同する
    設問は “色” だけを問うていますが、赤から青へ変わる際に “点滅→点灯” の変化も併発します。色と状態を切り分けて把握しましょう。
  • 通信タスクに送る指示と混同
    “OFF通知” は通信タスク宛ですが、表示変更は表示タスク宛。タスク間指示の受け手を混同すると誤答につながります。

FAQ

Q: 「青点灯」と「青点滅」はどう区別すべきですか?
A: 【表1】で「青点滅」は「着呼」、「青点灯」は「待受け」や「応答待ち」です。通話終了時は待受けに戻るため「青点灯」です。
Q: “OFF通知” を送る端末とボタン色変更を行う端末は同じですか?
A: 同じです。切断を要求した“切断要求端末”が①“OFF通知”を送信し、②自端末のボタンを青点灯に変更します。
Q: 制御タスクはボタンを直接変更しますか?
A: いいえ。制御タスクは表示タスクへ指示を送り、表示タスクが実際のボタン表示を更新します。

関連キーワード: 状態遷移、メールボックス、タスク間通信、UIフィードバック、非同期処理

設問3接続状態が通話である端末で、赤点灯しているボタンを利用者がタッチしたときに、制御タスクが他のタスクに送信する指示について、(1)〜(3)に答えよ。

(2)音声処理タスクに送信する指示を答えよ。

模範解答

通話終了指示

解説

解答の論理構成

  1. 端末が既に通話している状況
    【問題文】の(4)に「接続状態が通話である端末で、赤点灯しているボタンを利用者がタッチすると」と条件が明示されています。よって前提は「自端末=通話状態」です。
  2. 利用者が赤点灯ボタンをタッチしたとき制御タスクが行う処理
    同じく(4)で「切断要求端末は…端末Cに“READY通知”を送る。切断要求端末は接続状態を待受にして…」とあり、通話を終了させる操作であることが分かります。
  3. 音声処理タスクへの指示内容
    音声処理タスクの仕様に「制制タスクから通話終了指示を受信すると、音声データの送受信を中止する。」と記載されています。制御タスクが送るべきメッセージ名がそのまま示されているため、解答は「通話終了指示」となります。
  4. 結論
    以上より、制御タスクが音声処理タスクに送信する指示は【模範解答】どおり「通話終了指示」です。

誤りやすいポイント

  • “OFF通知”と混同する
    “OFF通知”は通信タスク経由で相手機へ送信するネットワークメッセージであり、タスク間指示ではありません。
  • “READY通知”と混同する
    “READY通知”は第三端末に対して送る通知であり、音声処理タスクに直接関係しません。
  • 「音声停止指示」と自由に命名してしまう
    タスク間メッセージ名は仕様どおり「通話終了指示」を使う必要があります。

FAQ

Q: “OFF通知”を送るのに、なぜ音声処理タスクへも指示が必要なのですか?
A: “OFF通知”は通信相手に通話終了を知らせるためのネットワークメッセージです。音声処理タスクはローカルで音声送受信を停止する役割なので、両方の処理が必要です。
Q: 通話終了時に音声処理タスクへ“通話開始指示”を送るケースはありますか?
A: ありません。音声処理タスクは「通話開始指示」で送受信を開始し、「通話終了指示」で停止する二段階制御です。
Q: “通話終了指示”を受け取った音声処理タスクは何を行いますか?
A: 仕様に「音声データの送受信を中止する」とあるとおり、マイク入力・スピーカ再生の両方を停止します。

関連キーワード: 状態遷移、メールボックス、タスク間通信、通話制御

設問3接続状態が通話である端末で、赤点灯しているボタンを利用者がタッチしたときに、制御タスクが他のタスクに送信する指示について、(1)〜(3)に答えよ。

(3)通信タスクに指示して他の端末に送信する通知を、二つ答えよ。

模範解答

①:OFF通知 ②:READY通知

解説

解答の論理構成

  1. 問題設定
    設問は「接続状態が通話である端末で、赤点灯しているボタンを利用者がタッチしたとき」に、制御タスクが通信タスクへ出す指示(=他端末へ送る通知)を問うています。
  2. 該当する動作の原文確認
    動作は【問題文】“(4) 通話終了”に明記されています。
    • 「利用者が端末A又は端末Bの赤点灯しているボタンにタッチすると、その端末…は、通話中の端末…に“OFF通知”を送信し…端末Cに“READY通知”を送る。」
  3. 送信先と通知種類
    上記原文より、制御タスクは次の2種類の通知を通信タスクへ依頼します。
    • 通話相手(通話端末)へ送る “OFF通知”
    • 第三の端末へ送る “READY通知”
  4. 結論
    制御タスクが通信タスクに指示する通知は
    ① “OFF通知”
    ② “READY通知”

誤りやすいポイント

  • 「赤点灯」ではなく「赤点滅」と誤読し、発呼や着呼時の通知(例:“OFF通知”+“BUSY通知”など)と混同しやすいです。
  • “READY通知”を送る対象が通話相手ではなく第三端末であることを見落とし、通知を一つだけと判断してしまうケースがあります。
  • 状態遷移図を優先的に参照し、文字説明を読み飛ばすと“READY通知”が抜けやすいです。

FAQ

Q: “OFF通知”と“READY通知”はどちらが先に送られますか?
A: 原文には順序が示されていますが、設問は「送信する通知」自体を尋ねており、順序は採点対象ではありません。
Q: なぜ“BUSY通知”は不要なのですか?
A: 通話終了時には第三端末を通話不可にする必要がないため、“BUSY通知”ではなく“READY通知”で待受けに戻します。
Q: 通話中に切断要求した端末自身には通知を送らないのですか?
A: 自端末への設定変更は制御タスクが直接指示し、通信タスク経由のネットワーク通知は不要です。設問は「他の端末に送信する通知」を聞いています。

関連キーワード: 状態遷移、タスク間通信、イベント駆動、通知メッセージ、ユーザインタフェース
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