令和6年度 春期 応用情報技術者試験 午後 問7 コーヒーマシンのタスク設計と安全制御

コーヒーマシンの動作に関する空所補充問題です。

安全確保のための仕組みとして、抽出中に利用者が火傷などを負わないよう、抽出前にドアをロックし、完了後にロックを解除する動作が必要です。

高得点のポイント

• 利用者の安全を考慮し、ドアをロックする動作を的確に表現すること。

カウントダウンタイマーの初期値設定に関する問題です。

問題文より、タイマーの周波数は $32\text{kHz}$ ($32000\text{Hz}$) です。これは1秒間に32000回カウントダウンを行うことを意味します。

周期が $10\text{ms}$ ($0.01$秒) である場合、タイマーの初期値は $32000 \times 0.01 = 320$ となります。

したがって、設定する初期値は 320 です。

各選択肢の解説

• ※数値解答のため選択肢の解説はありませんが、計算ミスのないよう単位変換（$\text{k}=10^3$ や $\text{ms}=10^{-3}$ など）に注意しましょう。

リアルタイムOSにおけるタスク優先度の設計理由を問う問題です。

優先度の低いタスク（カップ判定タスク）を実行中に、安全確保などのためにより優先度の高いタスク（ドアタスク）の起動条件が発生した場合、プリエンプション（実行権の移行） を発生させる必要があります。

カップの判定を行っている最中でも、ドアが開けられた場合は即座にそれを検知して処理を中断するなどの対応が求められます。

高得点のポイント

• 「カップ判定中」という特定のタイミングを明記すること。

• 「ドアが開けられたこと」を検出・優先処理したいという目的を簡潔に表現すること。

タスク間通信におけるメッセージ・パラメータに関する問題です。

メインタスクから抽出タスクに対して「抽出」を指示する際、ただ抽出を開始するだけでなく、「どれくらいの量」を抽出するかの指定が必要です。

したがって、通知する際のパラメータとしては コーヒーの分量 が適切です。

高得点のポイント

• 抽出処理を具体的に制御するために不可欠な「分量」という情報を明記すること。

タイマーとセンサ出力を元にしたタスクの動作タイミングに関する問題です。

ドアタスクは周期的にセンサの出力を読み取り、状態の変化を検出してメインタスクに通知します。

開状態が一定時間継続した場合に「ドア開」として確定し、通知を行う仕組み（チャタリング防止など）が図3のタイムチャートに示されています。

タイムチャートを読み解くと、条件を満たしてドアタスクが「ドア開」を通知するタイミングは タ となります。

各選択肢の解説

• 正答以外の選択肢は、センサの出力が変化した直後や、状態が確定する前のタイミングを指しており、システム仕様として不適切です。

ドアタスクが「ドア閉」を通知するタイミングを問う問題です。

閉状態が一定時間継続したことをドアタスクが確認したタイミングでメインタスクに「ドア閉」を通知します。

タイムチャート上では、その条件が成立するタイミングは カ となります。

各選択肢の解説

• 正答以外の選択肢は、閉状態が十分に継続していない時点や、ノイズ（チャタリング）の可能性があるタイミングを指しています。

状態遷移図（図4）の読み取り問題です。

メインタスクがドアタスクに対して通知（メッセージ送信）を行う契機となる受信メッセージを特定します。

図4の状態遷移において、メインタスクが状態遷移に伴いドアタスクへ通知を行っているアクション（遷移のトリガとなる受信メッセージ）を確認すると、「確認」 メッセージを受けた時と、「抽出完了」 メッセージを受けた時であることが読み取れます。

高得点のポイント

• 状態遷移図のアーク（矢印）に付与された「イベント（受信メッセージ） / アクション（送信メッセージ）」の表記を正確に読み取ること。

• 対象となる2つのメッセージを漏れなく抽出すること。

メインタスクの状態遷移における空所補充問題です。

メインタスクがカップの有無や種類を把握するためには、カップ判定タスクからの結果を受け取る必要があります。

表3のメッセージ一覧と図4の状態遷移を照らし合わせると、遷移の契機となるメッセージは、カップ判定タスクから送られる 判定結果 であることが分かります。

高得点のポイント

• 表3に定義されている字句をそのまま正確に使用すること。