ブログ、SNS、動画など様々なメディアに情報が溢れ、基本情報技術者試験の対策方法は、さまざまな方の受験体験から、近しい人の勉強法や勉強時間などを参考にして、自身のやり方を決める時代になりました。

この「受験体験記」では、合否問わず、様々な受験体験をインタビューしています。

今回はプログラミングを学びたいと思って、はじめて基本情報を勉強して高スコアで合格できた 榊 さんに、午後問題の勉強計画や、参考書やサイト、動画など役に立ったコンテンツを全部紹介いただきました！

定番のものもあれば、あまり知られていないものもあり、とても参考になるリストでした！ ぜひご覧ください。

お話を伺った方

榊 蜜柑子 さん （仮名）

大学生で文系専攻。独学で IT を勉強中

プログラミングが学びたい！

―― まったくの未経験から IT を学ぶようになったとのことですが、どういう経緯があったのでしょうか？

―― それで基本情報を受験されたんですね？

はじめての午後の攻略法

―― はじめて基本情報を勉強されていかがでしたか？

―― 午後はどのように勉強しようとお考えになったのですか？

―― 必須選択分野に注力して、選択分野は力を抜いていたと

―― では、アルゴリズムとプログラミングはいかがでしたか？

―― というと、後回しは良くないと

―― どれぐらい過去問を解いたのですか？

―― 何度もやって苦手が克服できるようになっていったのですね。
一方で、プログラミングについて伺いたいのですが、まず言語は何を選ばれたのでしょうか？

―― アセンブラは確かに短期間で構文を理解でき、プログラミングですものね。そのアセンブラはどのように勉強していたのですか？

良かった参考書とサイトと動画、全部挙げてみました

―― トータルでは勉強時間はどのぐらいになったのでしょうか？

―― なるほど … なかなか時間をかけられたんですね。
続いて、先程、本やインターネット、動画と色々使われていたと仰っていたのですが、どのようなコンテンツを利用されたのですか？

―― ええ、ぜひ全部お願いします！

―― 受験ナビも挙げていただき、ありがとうございます！定番だけでなく、かなり色々なコンテンツを使っていたんですね。これは参考になります。
では、実際の試験はどうだったのでしょうか？

―― 計画通りに、必須分野で合格に必要な点数に達している上に 88 点!!　しかも苦手なアルゴリズムで 100 % とは！ 勉強の成果が出ましたね。おめでとうございます！

CBT 試験では午前と午後は別々に受験しよう！

―― 実際、基本情報を受験してみて、スキルアップやキャリアという点で変化はありましたか？

―― 受験目的であったプログラミングについてはいかがですか？

―― しっかりスキルアップに繋がったようでよかったですね。では、最後に受験者へのアドバイスがあればお願いします！

―― 今日はありがとうございました！

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学習モニターの方にご協力いただき、勉強していることを

• 「今週の Todo 」
• 「今週よかったこと」
• 「今週の学習で難しかったこと」

に分けて、毎週ツイートいただいています。

こももさん

社会人 / 学生 (通信制) 情報系専攻中 / 文系出身 / 若手 / IT を初めて勉強中 / 基本情報も初めて勉強中 / 2021 上期試験 受験予定

2021-06-14 ～ の学習記録

ご協力、ありがとうございました！

勉強の進捗がうまく生まれますように!!

ご覧になられている読者の方もぜひぜひ「いいね」などでリアクションして応援くださいませ!!

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info

アルゴリズムとプログラミング問題の対策には、新しい擬似言語にリライトした連載「アルゴリズムとプログラミング問題を解くコツ」がオススメです。

プログラミング言語の特徴と選び方

基本情報技術者試験の午後試験では、「 C 言語」「 Java 」「 Python 」「アセンブラ ( CASLⅡ ) 」「表計算」の中から、 1 つを選択しなければなりません。プログラミングの経験がない人は、「どれを選んで、どのように学習すればよいのだろう？」と悩んでしまうでしょう。

そこで、この記事では、それぞれのプログラミング言語の特徴を説明し、それぞれの学習方法をアドバイスします。

はじめに、それぞれの言語の特徴を説明しましょう。

「何か 1 つプログラミング言語をマスターしたい」と思っている人は、それぞれの特徴から、自分の好みに合った言語を選んでください。「やってみたい！」と思った言語を選ぶことが重要です。興味がない言語を嫌々学習したのでは、決してマスターできないからです。

C言語 の特徴

C 言語は、 IT 業界の第一プログラミング言語と呼べるものです。英語が世界の共通語であるように、 C 言語は、 IT 業界の共通語であると言えます。

図 1 は、プログラミング言語の人気ランキングを示した TIOBE Index の 2021 年 3 月のランキングを Top 10 まで示したものです。 1 年前の 3 月に 1 位だった Java を抜いて、 C 言語が 1 位になっていることがわかります。

info表は右にスクロールできます

Java の特徴

Java は、私が知る限り、現在、最もニーズが高い言語です。

ほとんどの IT 企業が、新人研修で Java を取り上げています。それは、配属後の開発の現場で Java が使われることが多いからです。先ほどの TIOBE Index でも、 Java が第 2 位になっています。

実は、ここ数年、ずっと Java が 1 位だったのですが、最近になって人気に陰りが見えてきました。そのため、第一プログラミング言語である C 言語に 1 位の座を受け渡してしまったのです。

Python の特徴

Python は、現在、最も注目が高まっている言語です。

図 2 は、プログラマ向けの雑誌「日経ソフトウエア」 2021 年 3 月号の表紙です。これを見ると、特集記事も、連載記事も、付録の冊子も、ほとんどが Python 関連になっていることがわかるでしょう。それだけ Python が注目されているからです。

先ほどの TIOBE Index でも、 Python が第 3 位になっています。第 2 位の Java との差は、ほんのわずかです。 Python の台頭によって、 Java の人気に陰りが生じたのです。

アセンブラ ( CASLⅡ [CASL2] ) の特徴

アセンブラは、コンピュータのハードウエアを直接操作する命令を記述する言語です。

基本情報技術者試験のアセンブラは、 COMETⅡ （コメット・ツー）という架空のコンピュータを対象とした CASLⅡ （キャッスル・ツー）という架空のアセンブラです。したがって、開発の現場で CASLⅡ を使うことはありませんが、ハードウエアの仕組みとプログラムを関連付ける、という学習効果は、大いにあります。

表計算の特徴

表計算は、プログラミング言語ではありませんが、プログラミング言語の選択肢の 1 つになっています。

基本情報技術者試験の表計算は、 Microsoft Excel ではなく、独自仕様のものです。ただし、セルに数式や関数を入れてワークシートを作成することは、 Microsoft Excel と同様です。 Microsoft Excel を使ったことがあるなら、短時間でマスターできるでしょう。

選択のポイント

それぞれのプログラミング言語の特徴から、言語を選ぶポイントをまとめると、以下のようになります。

• IT業界の第一プログラミング言語を学んでおきたいなら C 言語 です！
• すぐに開発の現場で使える言語をマスターしたいなら Java です！
• 近い将来、開発の現場でニーズが高まる言語をマスターしたいなら Python です！
• ハードウエアの仕組みとプログラムを関連付けて学習したいなら アセンブラ です！
• 試験までの学習時間がないなら 表計算 です！

プログラミング言語の学習方法

次に、それぞれの言語の学習方法をアドバイスしましょう。

ここでは、試験問題のプログラムを読めるレベルになるには、どのように学習すればよいかを示します。 ただし、プログラムを読めるだけでは、試験問題を解くことはできません。試験問題のテーマは、言語で示されたアルゴリズムを読み取ることだからです。 言語とアルゴリズムの学習を、並行して行ってください。

C 言語 / Java / Python の学習方法

C 言語、Java、Python の学習方法は、どれも同じです。それぞれの言語構文を解説した書籍を購入して、そこに示されたサンプルプログラムを作ってください。

基本構文だけがわかれば OK なので、「はじめての〇〇」や「〇〇入門」のようなタイトルの書籍がよいでしょう。

アセンブラ CASLⅡ [ CASL2 ] の学習方法

アセンブラの学習も書籍で行いますが、実在するコンピュータのアセンブラではなく、基本情報技術者試験の架空のアセンブラである CASLⅡ の書籍を購入することに注意 してください。

CASLⅡのプログラムを作って動作を確認するときは、CASLⅡシミュレータを利用できます。インターネットから無償で入手できる CASLⅡ シミュレータがいくつかあります。図3は、船橋情報ビジネス専門学校が公開している CASLⅡ シミュレータです。プログラムによって、 CPU とメモリの内部がどのように変化するかを、ビジュアルに確認できます。

表計算の学習方法

表計算の学習も書籍で行いますが、 Microsoft Excel ではなく、基本情報技術者試験の表計算の書籍を購入することに注意してください。私の知る限りでは、基本情報技術者試験の表計算のシミュレータはないので、ワークシートやマクロを動作させることはできません。

どの言語の学習も、書籍を購入して行うことになります。

実際に書店に行って、自分に合った書籍を探してください。書籍を最初から最後までを 1 回学習しただけでは、マスターできなくても当然です。少なくとも、同じ書籍で 3 回は学習してください。そうすれば、きっとマスターできます。

擬似言語のことを考慮すると C 言語 か 表計算 がおススメかも

基本情報技術者試験の午後試験には、 C 言語 、 Java 、 Python 、アセンブラ ( CASLⅡ )、表計算の他に、共通に使用される 擬似言語 というものがあります。

この擬似言語は、午後の選択必須問題である「データ構造およびアルゴリズム」で使われるので、読み方を覚えなければなりません。このことから、プログラミング言語では、表計算がおススメだといえます。なぜなら、表計算の問題の後半部は、擬似言語で記述されたマクロ（ワークシートを操作するプログラム）の内容を読み取るものだからです。

「擬似言語を覚えなければならないのだから、それを使える表計算を選ぶのが得策だ」というわけです。図 4 にマクロの例を示します。

○マクロ: BonusCalc
○整数型: row, DeptPoint
■ f
| • DeptPoint ← 0
| ■
| | • DeptPoint ← DeptPoint + 1
| | • 相対(L1, row, 0) ← DeptPoint
| ■ g
| • h
■

擬似言語の構文は、 C 言語 に似ています。 このことから、プログラミング言語では、 C 言語もおススメだといえます。 C 言語をマスターすれば、擬似言語も容易に理解できるからです。

図 5 に擬似言語と C 言語の構文を対応付けた例を示します。

▲ 条件式
| 　処理 1
+---
| 　処理 2
▼

if 条件式 {
    処理 1;
} else {
    処理 2;
}

■ 条件式
| 　処理
■

while (条件式) {
    処理;
}

「擬似言語の構文で、黒い三角は C 言語の if 文であり、黒い四角は C 言語の while 文だ」とわかれば、すぐに理解できるでしょう。

Java と Python には、オブジェクトを定義するクラスという構文があります。擬似言語では、クラスが使われません。 C 言語でも、クラスが使われません。この点でも、擬似言語と C 言語は、よく似ています。

以上で、私のお話は、おしまいです。基本情報技術者試験のプログラミング言語の選択に悩んでいる方々に、少しでもお役に立ったなら幸いです。

それでは、またお会いしましょう！

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基本情報技術者試験 受験ナビでも多くの記事を書いて頂いている 矢沢 久雄 さんにお願いし、基本情報技術者試験 午後のプログラミング問題に特化した参考書、

「速習言語 Java 」
「速習言語 CASLⅡ 」
「速習言語 表計算」

この 3 冊を電子書籍として刊行しました!!

令和 2 年度 ( 2020 年度) 春期試験より、プログラミング問題は配点が高くなり、避けて通れない問題になりました。

この記事では、このプログラミング問題に特化した「速習言語」の特徴や中身をチラ見せしますので、ぜひぜひ立ち読み感覚でご覧ください!

プログラミングをマスターするのではなく「プログラムが読める」ようになること

ご存知の通り、基本情報技術者試験ではソースコードを実際に書いて、合否判定されるわけではありません。

つまり、”プログラミングができること” が問われていません。あくまでプログラムの仕様とプログラムを読んで、それを選択肢から選んで解答するものです。

これは英語の入試などに似ていて、こういった試験では、外国人と会話でコミュニケーションできることが問われるのではなく、あくまで、

• 英文を読める
• 英語を聞いて理解できる

この 2 つが主です。

英語で外国人とのコミュニケーションできるようになるには、膨大な時間が必要ですが、ただ、筆記試験に限って言うと、英語でコミュニケーションが取れなくても合格できます。

そして、英語の筆記試験の攻略法は、皆さんがご経験の通り、単語の引き出しを増やす、言語構文を覚える、文章の流れを読むテクニック、こういった特有のコツを身につけることですね。

刊行した「速習言語」でも同様に、プログラミングをマスターするのではなく、”出題される” 言語構文、関数、ライブラリだけを解説し、開発言語ごとに試験のプログラムを読むテクニックを解説しています。

これにより、速習言語を使うと、時間を圧倒的に短縮して学ぶことができます。

わかりやすさでお馴染みの矢沢 久雄さんが執筆!

基本情報技術者試験 受験ナビの著者紹介ページにもありますが、この受験ナビの著者でもあり、「プログラムはなぜ動くのか」という書籍を書いた 矢沢 久雄 さんに速習言語を執筆頂きました。
(ちなみに、「プログラムはなぜ～」はIT書では、異例の 10 万部を突破した書籍です)

矢沢さんが書かれる文章のわかりやすさは、受験ナビの読者の皆さまにも、恐らく伝わっているのでは? と思っています。

また、皆さまのおかげで、矢沢さんが書かれた記事は Google の検索ランキングで、

2019 年 8月 ~ 11 月の 3 ヶ月間 の平均順位

とご評価いただいています。

「速習言語」では、Web ページの都合上、カットせざるを得なかった言語構文や、関数、ライブラリなどの解説ページを大幅追加しています。ぜひご期待ください。

速習言語 のご紹介

速習言語は電子書籍のみで、Kindle ストアで販売を開始しています !!

速習言語 表計算 編

目次

ステップ1　表計算の基礎知識
ステップ2　セルの参照と複写
ステップ3　関数の種類と機能
ステップ4　マクロによるプログラミング
ステップ5　問題演習
 

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￥980 (税込)　Kindle ストアで販売中　

速習言語 CASLⅡ（CASL2）編

目次

ステップ1　アセンブラ言語の特徴
ステップ2　命令の種類
ステップ3　覚えておくべきプログラミング技法
ステップ4　問題演習
補足資料　言語リファレンス
 

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速習言語 Java 編

目次

ステップ1　Javaの基本構文
ステップ2　Javaによるオブジェクト指向プログラミング
ステップ3　Javaの基本的なクラスライブラリ
ステップ4　問題演習
補足資料　言語リファレンス
 

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立ち読みコーナー 「まえがき」全文掲載

では、最後に速習言語がどのような内容なのか、矢沢さんから許可をいただき、「まえがき」を全文掲載いたします。

お気軽にお立ち読みください !!

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• 「 CASLⅡの言語構文を覚えるだけなら、それほど時間はかかりません（簡単です）」
• 「ただし、問題を解くには、2 進数に関する様々な知識が必要 とされます（それほど簡単ではありません）」

ということを説明しました。

今回は、過去問題に出題されたプログラムを例にして、どのような知識が、どのような場面で必要とされるのか を説明します。

CASLⅡを選ぼうかどうか迷っている人の参考になれば幸いです。

error編集部注
• 本記事ではわかりやすいよう、プログラムの問題に背景を入れています。
• スマートフォンでご覧の際、計算式やプログラムは横スクロールすると全文をご覧になれます。

シフトと加算で乗算を行う手順を知っていますか？

平成 21 年度 春期 午後 問 12 のテーマは「 32 ビットの乗算」です。

この問題を解くには、シフトと加算で 2 進数の乗算を行う手順を知っていなければなりません。

以下にシンプルな例題を示したので、手作業でやってみてください。演算結果は、初期状態でゼロクリアされているとします。

  00000000000000000000000000001111  被乗数
× 00000000000000000000000000000101  乗数
------------------------------------
  00000000000000000000000000000000  演算結果

まず、乗数 の 最下位桁 が 1 なら 演算結果 に 被乗数 を 加算 します。

次に、乗数 を 1 ビット論理右シフト して、次にチェックする桁を 最下位桁 に移動します。
そして、次の 加算 に合わせて、被乗数 を 1 ビット論理左シフト します。

これを、乗数 が 0 になるまで繰り返します。

  00000000000000000000000000001111  被乗数
× 00000000000000000000000000000101  乗数
------------------------------------
  00000000000000000000000000001111
+ 00000000000000000000000000111100
------------------------------------
  00000000000000000000000001001011  演算結果

この手順は、平成 21 年度 春期 だけでなく、何度も出題されています。

最下位桁が 1 かどうかチェックする方法がわかりますか？

先ほどの問題を解くための知識の説明を続けます。シフト と 加算 で 乗算 を行う手順の中で、乗数 の 最下位桁 が 1 かどうかをチェックします。

以下は、問題に示されたプログラムの一部です。

LP      SRL     GR2,1   ; 乗数を 1 ビット右にシフト
        a
        JZE     FIN
        JUMP    NEXT    ; 加算処理をスキップ
ADD32   ADDL    GR6,GR4 ; 32 ビット + 32 ビット → 32 ビット
        ADDL    GR7,GRS

GR2 に格納されている 乗数を 1 ビット論理右シフトした後で、空欄 a には 最下位桁 が 1 なら ADD32 というラベルにジャンプする処理が入ります。

選択肢から答えを選ぶには、最下位桁 が 1 であることを判断する方法を知っていなければなりません。

答えは、選択肢ウ の JOV ADD32 です。

最下位桁 が 1 なら、論理右シフト によって、その 1 がはみ出します。それを JOV（ Jump OVerflow, オーバーフローならジャンプする）で判断するのです。

一般的な感覚では、上位桁 からはみ出すことが オーバーフロー（桁あふれ）ですが、コンピュータでは、下位桁 からはみ出すこともオーバーフロー なのです。

なお、別の年度の問題では、論理右シフト することではなく、「 #0001 と AND 演算した結果が ゼロ でないなら 最下位桁 が 1 である」と判断するプログラムが出題されたこともあります。

いろいろな方法があるので、 1 つに決め付けないようにしましょう。

ビット演算で数値を数字に変換する方法がわかりますか？

次の例は、平成 25 年度 秋期 午後 問 12「数字列の時間と数値の秒との変換」 です。

この問題を解くには、ビット演算で 1 桁の数値を数字に変換する 方法を知っていなければなりません。

プログラムの中で、該当する部分を以下に示します。たったの 1 行だけです。空欄 c の選択肢には、レジスタ の名前が示されています。

レジスタの名前を選ぶには、この処理を見て「 1 桁 の数値を 数字に変換する処理 だ！」 とピンと来なければなりません。

18 |　　      OR    c ,='0'

以下は、試験問題に添付されている文字の符号表です。

‘0’ ～ ‘9’ という数字（文字）には、#30 ～ #39（先頭の # は、16 進数であることを意味します）という符号が割り当てられています。

したがって、たとえば GR0 に 0 ～ 9 の数値が格納されていれば、それと #30 を OR 演算することで、#30 ~ #39 という数字に変換できます。

#30 は、 ‘0’ の文字コードなので、このプログラムでは、

    OR    GR0,=#30

という処理を、

    OR    GR0,='0'

と表記しています。

「 ‘0’ の文字コードと OR 演算しているんだから、何をやっているかわかるよね！」というヒントなのでしょう（たぶん）。

このような知識は、1 つひとつ確実に覚えていきましょう。そうすれば、他の問題で応用ができます。

たとえば、以下は平成 30 年度 春期 午後 問 12「数字列の数値への変換」に出題されたプログラムの一部です。

先ほど覚えた知識があれば、これを見て、すぐに何をしているのかピンと来たでしょう。

    SUBL  GR4,='0'  ; 1 桁を数値に変換

ご丁寧にコメントも付けられていますが、この処理は、GR4 に格納されている 数字 を 数値 に 変換 しています。

たとえば、GR4 に ‘5’ という数字の符号の #35 が格納されているとすれば、そこから ‘0’ の符号の #30 を引くことで、数値の 5 に変換できます。

この変換は、

    AND   GR4,#000F

と ビット演算 でもできますが、SUBL という 減算 を使っているのは、出題者の好みなのでしょう。

#FFFF が 2 進数でいくつか、すぐにわかりますか？

ビット演算 を行うには、 マスク を作る必要があります。

マスクとは、たとえば、0101010101010101 の下位 8 ビットを取り出すときには、

    0101010101010101
AND 0000000011111111

という ビット演算 を行いますが、このときの 0000000011111111 というパターンのことです。

以下は、平成 29 年度 秋期 午後 問 12「ビット列の検索・置換」 に出題されたプログラムの一部です。

「マスク作成」というコメントにあるように、GR6 に マスク を作成しています。

仮に、GR3 の値が 10 進数 で 8 だとしたら、GR6 には、どのようなパターンのマスクが作られるでしょう。トレースしてみてください。

    LD    GR6,=#FFFF  ; マスク作成
    SRL   GR6,0,GR3
    XOR   GR6,=#FFFF

マスクのパターンを見出すには、#FFFF という 16 進数が、2 進数で 1111111111111111 であることを知っておくべきです。

1. 4 行目で GR6 に 1111111111111111 が格納される
2. 5 行目で GR6 が 8 ビット右論理シフト されて 0000000011111111 になる
3. 6 行目で GR6 の 0000000011111111 と 1111111111111111 が XOR 演算される
4. GR6 は 1111111100000000 になる

この時点の GR6 の内容が マスク です。

6 行目にも知っておくべき知識があります。

CASLⅡ の論理演算の命令は、AND 演算、OR 演算、XOR 演算だけであり、データを反転する NOT 演算がありません。

NOT 演算を行いたい場合は、すべての桁 が 1 の マスク と XOR 演算することで代用します。

すべての桁 が 1 のデータは、16 進数で #FFFF です。6 行目の

 XOR   GR6,=#FFFF 

を見て 「これはデータの反転だ！」とわかるようになりましょう。

#FFFF が 2 の補数表現 でマイナス 1 だとすぐにわかりますか？

最後に、もう一度だけ、目的を実現する方法を 1 つに決め付けないようにしましょう、ということを言っておきたいので、以下のプログラムを見てください。

これは、平成 23 年度 秋期 午後 問 12「除算と2 進 10 進数文字列変換」 に出題されたプログラムの一部です。

注目してほしいのは、「商の初期化」 とコメントされた部分にある #FFFF です。

DIV   START               ; 減算を用いた 32 ビット除算
      PUSH    0,GR6
      PUSH    0,GR7
      LD      GR6,GR1
      LD      GR7,GR2
      LD      GR1,=#FFFF  ; 商の初期化
      LD      GR2,=#FFFF
LP    LD      GR4,GR6
      LD      GR5,GR7
      ADDL    GR2,=1      ; 商のカウントアップ

先ほども説明したように、#FFFF という 16 進数は、 2 進数 で 1111111111111111 です。

それでは、この 1111111111111111 は、マスク を作るためのデータなのでしょうか。

ここでは、違います。

1111111111111111 は、2 の補数表現 の -1 です。

すべての桁が 1 の 2 進数を見て「 2 の補数表現 で -1 だ」とわかるようになってください。

それを 16 進数で示した #FFFF を見ても「これは -1 だ」とわかるようになりましょう。

これも、知っておくべき重要な知識です。

この問題では、引き算 を繰り返して、被除数 から 除数 を引けた回数を 商（除算の結果）とします。

それなら、「商の初期化」とコメントされた部分では、商を格納するレジスタをゼロクリアするべきです。

ところが、このプログラムでは、繰り返し処理の先頭（「商のカウントアップ」とコメントされた部分）で、引き算を行う前に、商をカウントアップしています。ここで -1 が ゼロになる のでつじつまが合うのです。

ちょっと、わかりにくいですね。

そもそも、CASLⅡ では、= の後に 10 進数を記述することもできるので、商を -1 で 初期化 するなら、= #FFFF ではなく、= -1 と表記すべきです（これは、筆者の個人的な意見です）。

ここも、わかりにくいですね。

でも、そういう問題が出題されているのですから、あれこれ文句を言わずに、とにかく練習あるのみです。

実際の試験に出題された 2 進数の知識を見て、どう思いましたか？

「これなら、できそうだ！」と思った人は、迷わず CASLⅡ を選んでください。本試験に向けて、CASLⅡの過去問題をドンドン練習してください。

それとは逆に「こりゃ、だめだ！」と思った人は、本試験まで時間がなければ、CASLⅡをキッパリと断念して、別の言語を選びましょう。

次回は、表計算の学習手順と、問題を解くために必要とされる知識を説明しますので、参考にしてください。

表計算も簡単ではなくプログラミング問題（1）基礎知識

それでは、またお会いしましょう！

labelそのほかのプログラミング言語の記事

The post 午後問題の歩き方 ｜ CASLⅡで必要となる2進数に関する知識 first appeared on 基本情報技術者試験 受験ナビ｜科目A・科目B対策から過去問解説まで 250本以上の記事を掲載.

プログラミング経験がない場合は、言語の習得に時間がかからない CASLⅡ か 表計算 を選ぶ人が多いようですが、どっちにしようか迷っている人も多いようです。

この連載を読んで、自分に合っていると思う方を選んでください。

今回は、CASLⅡ の学習手順と、問題を解くために必要とされる知識を説明します。

学習手順 1：ハードウェアの構成要素の役割を知る

CASLⅡ は、アセンブリ言語（アセンブラ）です。アセンブリ言語は、コンピュータの内部のハードウェアの動作を、そのまま記述します。したがって、CASLⅡ をマスターするには、 ハードウェアの知識が必要 になります。

一般的なコンピュータのハードウェアは、

• 演算装置と制御装置を兼務する CPU
• データと命令を記憶する メモリ
• キーボードや液晶ディスプレイなどの周辺装置とデータの入出力を行う I/O（ Input / Output の略で、アイ・オーと読む）

から構成されています。

学習手順 2：COMETⅡの CPU とメモリの構造を知る

基本情報技術者試験は、国家試験なので、特定のメーカーのハードウェアを題材にすることができません。

そこで、COMETⅡという架空のコンピュータがあるとして、それを題材にした問題が出題されます。COMETⅡ 専用のアセンブリ言語が CASLⅡ というわけです。

コンピュータである以上、ハードウェアの構成要素として CPU 、メモリ、I/O があるはずですが、CASLⅡ の問題では、I/O は登場しません。プログラムから I/O を使う場合は、OS（架空の OS があるとします）を介して間接的に使うことになっているからです。

つまり、問題には、

1. あらかじめ何らかの方法でメモリにデータが入っている
2. そのデータを CPU の内部で演算する
3. その結果をメモリに記憶する

というプログラムしか出題されないのです。

したがって、COMETⅡ の CPU とメモリの内部構造を知っておけば、CASLⅡ のハードウェアの知識は十分 です。

CPU の内部には、データを格納する箱が並んでいます。これらの箱は、レジスタ と呼ばれ、GR0 や GR1 などの名前で区別されます。

メモリの内部にも、データを格納する箱が並んでいますが、レジスタとは呼ばれません。メモリの箱は、アドレス（箱を識別する番号）で区別されます。

学習手順 3：CASLⅡ の命令の構文を知る（構文は 1 つだけです）

CASLⅡ の学習に時間がかからないのは、命令の構文が、基本的に 1 つだけしかない からです。

英語の命令文と同じ「動詞 目的語」という構文で、「～せよ ・・・を」を表します。

「～せよ」を表す 動詞の部分をオペコード と呼び、「・・・を」を表す 目的語の部分をオペランド と呼びます。

英語の目的語と同様に、オペランドは、無い場合と、1 個の場合と、2 個の場合があります。

オペランドが 2 個の場合は、カンマで区切ります。

オペコードに指定できる命令の種類は、すぐあとで説明します。

オペランドに指定できるのは、CPU やメモリの箱 です。箱を対象にして、データのコピーや演算を行うのです。

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学習手順 4：オペコードの種類を知る（ 28 種類だけです）

CASLⅡ の学習に時間がかからないことには、もう 1 つ理由があります。

オペコードに指定する命令の種類がとても少ないのです。全部で 28 個しかありません。命令は、英語を短縮した表現になっています。

たとえば、LD という命令は、load を短縮したものです。

以下に、すべての命令を示しますが、丸暗記する必要はありません。過去問題を 2 、3 問くらい練習すれば、ほとんどの命令を見ることになり、自然と覚えられるからです。

COMETⅡと CASLⅡ の仕様書は、午後問題に添付されています。情報処理推進機構の Web ページから過去問題（最近のものなら何年度でも構いません）の PDF ファイルをダウンロードして、CASLⅡ の仕様書の部分をプリンタで印刷するとよいでしょう。

仕様書を入手できたら、いよいよ最後の学習手順です。

学習手順 5：プログラムの形式を知る

これから紹介する 2 つのプログラムを読めれば、CASLⅡ のプログラムの形式を知ることができます。過去問題のプログラムも読めるようになります。

1 つ目は、2 つの数値を加算するプログラムです。以下に示します。

プログラムの 1 行に記述できるのは、ラベル、オペコード、オペランド、コメントです。

ラベルは、その行に付けた任意の名前です。
コメントは、その行を説明する任意の文書です。

詳しいコメントを付けたので、プログラムを読んでみてください。

先ほど紹介しなかった START、END、DC、DS は、プログラムの記述の開始と終了、およびデータを定義する命令であり、擬似命令（アセンブラ命令）と呼ばれます。

それぞれの命令の意味と機能は、CASLⅡ の仕様書に詳しく示されています。

ラベル  オペコード  オペランド     コメント
SAMPLE  START                 ; プログラムの先頭
        LD        GR0,DATA1   ; GR0 に DATA1 をコピーする
        ADDA      GR0,DATA2   ; GR0 に DATA2 を加算する
        ST        GR0,ANS     ; GR0 を ANS にコピーする
        RET                   ; 処理を終了する
DATA1 	DC        123         ; 123 という値のデータの定義
DATA2 	DC        456         ; 456 という値のデータの定義
ANS     DS        1           ; 加算結果の格納領域の定義
        END                   ; プログラムの末尾

2 つ目は、配列の合計値を求めるプログラムです。以下に示します。

ここでも、詳しいコメントを付けたので、プログラムを読んでみてください。

GR0, DATA, GR1 というオペランドは、目的語が 3 つのように見えますが、 GR0, DATA[ GR1 ] という配列処理を意味しているので、実際には目的語は 2 つです。

ラベル  オペコード オペランド     コメント
PROG1   START                     ; プログラムの先頭
        XOR       GR0,GR0         ; GR0 をゼロで初期化する
        XOR       GR1,GR1         ; GR1 をゼロで初期化する
L1      CPA       GR1,LEN         ; GR1 と LEN を比較する
        JZE       L2              ; 等しければ L2 にジャンプする
        ADDA      GR0,DATA,GR1    ; GR0 に DATA[GR1] を加算する
        ADDA      GR1,=1          ; GR1 に 1 を加算する
        JUMP      L1              ; L1 にジャンプする
L2      ST        GR0,ANS         ; GR0 を ANS にコピーする
        RET                       ; 処理を終了する
DATA    DC        12,34,56,78,90  ; 配列の要素の定義
LEN     DC        5               ; 配列の要素数の定義
ANS     DS        1               ; 合計値の格納領域の定義
        END                       ; プログラムの末尾

ここまでできれば、CASLⅡ の言語構文の学習は完了です。それほど時間がかからないことがわかったでしょう。

このあとは、過去問題の練習に進んでください。

ただし、過去問題を解くには、CASLⅡ の言語構文の他にも、2 進数に関する知識が必要になります。もしかすると、そこが大きな壁になるかもしれません。

問題を解くためには 2 進数に関する知識が必要とされる

アセンブリ言語である CASLⅡ は、コンピュータの内部のハードウェアの動作を、そのまま記述します。

コンピュータの内部では、データが 2 進数で取り扱われていて、加算や減算だけでなく、ビット演算 や シフト演算 もバリバリ使われています。ビット演算 や シフト演算 は、2 進数のデータを対象とした演算です。

さらに、マイナスの数を表すために、2 の補数表現 も使われています。これも 2 進数独自の仕組みです。

このように、CASLⅡ の問題を解くためには、2 進数に関する様々な知識が必要とされるのです。

2 進数に関する知識は、午前問題の最初の方で出題されます。以下に、おもな知識をまとめておきますので、「できる」ならチェックしてください。

ハッキリ言って、全部「できる」でないと、CASLⅡ の問題を解くのは困難でしょう。「プログラムは読めるけれど、問題が解けない」ということになってしまいます。

CASLⅡ 選択チェックリスト

CASLⅡ を選ぼうかどうか迷っている人にお聞きします。2 進数できますか？

label 関連タグ 論理回路2 進数

いかがでしたか。CASLⅡ の言語構文を覚えるには、それほど時間がかかりません。1 日（ 8 時間くらい）もあれば十分でしょう。

ただし、CASLⅡ の問題を解くには、言語構文の知識だけでなく、2 進数に関する様々な知識が必要とされるのです。

具体的に、どのような場面で、どのような知識が必要とされるのかは、次回の記事で紹介します。

午後問題の歩き方 ｜
CASLⅡで必要となる 2 進数に関する知識

それでは、またお会いしましょう！

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