コンピュータ

4. コンピュータ

A. ハードウェア、ソフトウェア

a. ハードウェア〈入出力装置、中央演算装置、記憶装置、制御装置〉　（2013　68）

・RAID

：複数台のハードディスクを組み合わせることで仮想的な1台のハードディスクとして運用し冗長性を向上させる技術

 

b. プログラム言語

 

B. ネットワーク　
a. 通信回路

b. OSI 参照モデル　（2015　70）

第7層：アプリケーション層：具体的な通信サービスを提供　(2012　68)

・DHCP ：ネットワーク設定を自動的に割り当てるプロトコル

・FTP：特定のコンピュータ間でファイル転送する時に使用するプロトコル

・HTTP ：WWWで用いられ、HTMLで書かれた文章を送るためのプロトコル

・IMAP4：メールサーバ上でメッセージを保存・管理できるプロトコル

・SMTP：電子メールを送信するために使用するプロトコル

・SSH：公開鍵暗号を利用した高速かつ安全な通信方法（遠隔操作などに使用）

 

第6層：プレゼンテーション層

：データの表現方法

 

第5層：セッション層

：通信プログラム間の通信の開始から終了までの手順

 

第4層：トランスポート層（2017　78、2014　69）

：ネットワークの端から端までの通信管理

・TCP：信頼性が高いが、通信速度が遅い。データを自動に分割する。データの送受信を確認する。

・UDP：データが届いたかどうかわからず、データを自動に分割しない。

 

第3層（2017　77　68、2016　78）

：ネットワーク層：ネットワークにおける通信経路の選択

・IP：ネットワーク間プロトコル（運搬担当）　IPv4：32bit　　IPv6：128bit

＊IPアドレス　（2017　、2015　68）

サブネットマスクはどこからどこまでがネットワーク部（255or1）で

どこからどこまでがホスト部（0で始まる）であるかを示す

ホスト部：0と255は使わずに1～254までの数字を使う

・ルータ（デフォルトゲートウェイ）：2つのIPアドレスを持つ

・ICMP：ネットワーク動作状態診断プロトコル

・DNSサーバー：ドメインとIPアドレスをリンクさせるためのもの

（2017　79、2013　69）

 

第2層：データリンク層

：直接的（隣接的）に接続されている通信機器間の信号の受け渡し

　―　ブリッジ（セグメントを繋ぎ、フィルタリングをする）、スイッチ

・MACアドレス：機器固有のアドレス

・モデム：信号を変換する機器

 

第1層：物理層

：物理的な接続

　―　リピータ（信号増幅器）、ハブ（増幅整形かつ接続）

 

・OSI7階層とDICOM

 

○DICOM　（2016　75、2014　70）

オブジェクト指向に基づく、画像検査分野の相互運用性確保を目指す標準規格

ISO/TC215の参照規格として取り上げられた

以下にDICOMなどの標準規格に関わるサービスクラスを挙げる

(1)Storage：モダリティで撮影した画像を画像サーバーへ保管する画像送信サービス

★(2)Q/R(検索取得)：表示装置や処理装置などから保存装置にある画像を呼び出すサービス

★(3)MWM：モダリティが画像情報を収集するとき、必要な患者基本情報や検査情報をRISから呼び出すサービス

★(4)MPPS：モダリティの検査実施状況をPACSやRISに伝えるサービス

(5)GSDS(グレイスケール表示)：モニタで画像表示整合性のためにグレスケール画像の標準表示関数(GSDF)が定義される。

★(6)DoseSR：線量構造化レポート

★(7)SWF：病院情報の基本運用の流れを定義したもの

(8)Verification：DICOM接続できるかどうかの確認機能

(9)Print Management：画像の出力

 

・タグを使用してデータ要素を認識する

　タグは（グループ番号、エレメント番号）で識別し、属性名を付ける

　VR：値の表現方法を宣言

　VM：タグ内にいくつのデータを持つか

　タイプ：必須項目か否か

　　　　１が必須項目：「検査インスタンスUID」「SOPインスタンスUID」

　　　　2が必須であるが空欄でもよい：患者名、受付番号、生年月日、依頼医師

　　　　3が省略可

 

＊UID：固有文字列

　SOP：Service Object Pair

 

C. 演算の高速化

a. パイプライン　　

b. SIMD　　　

c. VLIW　　　

d. マルチプロッセッサ

○CPU

・高速化　

　プロセッサのスピード＝①クロック周波数　×　②IPC（クロックサイクル当たりの実行可能命令数）　

①クロック周波数向上

　　→　プロセス技術

　　　　ムーアの法則に従い集積度は上昇し、これに比例して周波数も向上

　　→　スーパーパイプライン

　　　　パイプラインの段数を増やし、各ステージの処理が単純になる

 

②IPCの向上　（2016　74）

　　→　並列実行（スーパースケーラ、VLIW）

　　1、並列計算（multiple instruction
multiple dateなど）

　　2、CPU内に複数の処理装置を置き、命令を同時に実行する

　　　―　スーパースケーラ：命令に依存関係があると実行不可

　　　―　VLIW（Very long
instruction word）：依存関係のない命令をまとめて一語で処理する

　　3、マルチコアCPU（Intel core i7）

 

・マルチタスク

複数のタスク（プロセス）を切り替えて実行できるシステムのこと

 

・稼働率　　（2017　30、2016　62）

　直列は掛け算

　並列は並列システムの稼働率　= 1 – (全システムが停止している確率）

= 1 – (1 – a) × (1 – b)

 

D. 次世代コンピュータ

a. 量子コンピュータ　　　

b. 次世代半導体　　　

c. 次世代メモリ　　　

d. 光コンピュータ