本記事ではエンベデッドスペシャリストの午後I（記述）対策として、
令和3年問1で出題された過去問の解説をします。
問題
過去問の問題文、出題要旨、採点講評は試験センターからダウンロード可能です。
問題文全文
出題趣旨（試験センターより）
問題特性
| 出題年度 | 令和3年秋 | 問題 | 午後I・問1 | |
| 出題形式 | 記述式 | 設問数 | 11 | |
| 問題文ページ数 | 5ページ | 設問タイプ別 内訳 |
記述 | 3 |
| 設問文ページ数 | 2ページ | 単語抜き出し | 5 | |
| 総合難易度 | 中 | 計算問題 | 3 | |
| 総評(筆者) | ハードウェア・ソフトウェアいずれの知識も求められるがどちらかというとソフトウェア中心。計算問題はパルスと回転角度の知識を抑えていれば怖くない。「設定完了」を始めとする状態遷移は細かく仕様を追いかけて回答する必要がある。タスクの処理概要やタスク間通信に関する出題もオーソドックスな内容。 | |||
ペット医療で用いるシリンジポンプを題材とした
主にソフトウェアの知識を問う問題です。
エンベデッドスペシャリストは問題の特性として
午後I、午後IIともに、
ハードウェア型かソフトウェア型に分かれます。
ご自身の専門や興味に応じて選択するのがよいでしょう。
解法
設問1 Sポンプの仕様
(1) 状態表示領域に表示される可能性のある状態
| 設問タイプ | 抜き出し | 対策 | 読み方を覚える |
| 難易度 | 易 | 配点(筆者予想) | 4 |
| 正答 | 「設定可」「設定中」「準備中」 | ||
ステータス遷移の把握力を問う問題です。
どこにステータスに関する情報が載っているかを探しましょう。
また問題文を読む段階から、ステータスに関する記載があったら
チェックをするクセをつけましょう。
本問は4ページ～5ページ（〔設定項目の設定動作の概要〕、
〔点滴動作の概要〕）に主に書かれています。
登場する状態遷移については次に丸枠で示した通りです。
登場するステータスは
「設定可」「設定中」「設定完了」「準備中」「準備完了」「点滴中」
の6種類です。
設問には、「"設定完了"から"準備完了"までの間に」という
指定がありますから、その間のステータス遷移を把握しておけば
よいことになります。
下記の図は、"設定完了"から"準備完了"までの間の
ステータス遷移を図に起こしたものです。
3つのステータスを回答すればよいので、
まず「準備中」は回答できるでしょう。
残りの2つは問題文をよく読むと、
「設定完了」状態から設定開始キーが押されると「設定中」になると
書かれているので、「設定中」も正答です。
さらに「設定中」から設定項目を編集して設定項目を不足させて
設定終了キーを押すと「設定可」にも戻るので、
「設定可」も正答となります。
ステータスの選択肢は多くないので、上のような図を作成せずとも、
消去法で検討すればスピーディに回答することができるでしょう。
正答：「準備中」「設定可」「設定中」
(2) 準備キーによるレバーの移動距離
| 設問タイプ | 計算 | 対策 | 知識 |
| 難易度 | 易 | 配点(筆者予想) | 4 |
| 正答 | 0.5 | ||
計算問題ですが、エンベデッドスペシャリスト特有の
知識を求められる箇所があります。
順を追って説明します。
まずは準備キーを押した際の動作について確認します。
パルスレートは3,200PPS ということが記載されています。
次にレバーの移動距離を算出するのに必要な情報が
記載されている箇所を探します。
上記の表に
- 1パルスでモータが1.8度回転
- モータ16回転でシャフト1回転
- シャフト1回転でレバー0.5mm移動
の記載があります。
あとは計算問題ですが、ここでパルスと回転度数の関係を
頭に入れて置かないとミスが生じます。
具体的には、1パルスでモータは1.8回転するのではなく
1.8「度」回転するということです。
（モータを1回転させるには、360度÷1.8度＝200パルス必要）
このあたりはもし「度」の文字を見落としても
専門分野としての常識があれば
すぐに「1.8回転なんてあり得ない」と軌道修正できますが、
そうでない人は与えられた情報から直ちに計算してしまい、
落とし穴にはまります。
以下が計算の考え方となります。
モータを1回転させるには360度÷1.8度＝200パルス必要。
準備キーを押された時に1秒につき3200パルス発生するから、
モータの回転数は3200パルス÷200パルス＝16回転。
シャフトを1回転させるのに16回転が必要だから
シャフトの回転数は16回転÷16回転＝1回転。
シャフト1回転でレバーは0.5mm進むから、
レバーの1秒間に進む距離は0.5mm×1回転＝0.5mm。
答えは小数第一位で回答するので、0.5が正答。
正答：0.5
(3) シャフトとパルスレートの算出
| 設問タイプ | 計算 | 対策 | 知識 |
| 難易度 | 中 | 配点(筆者予想) | 各4 (計8) |
| 正答 | シャフト:144 パルスレート:128 | ||
計算問題ですが、パルスの回転度数の考え方があるので、
知識を求められる問題として分類しています。
パルスと回転度数の関係については前問 (2) で詳しく解説しているので
ご確認ください。
本問題は設問文と下記表があれば回答することができます。
設問文より
- 押し子が1mm動くと0.1ml点滴される
- 7.2ml/時で点滴したい
と記載されています。
このことから、1時間で動作させたいレバーの移動距離は
7.2ml÷0.1ml＝72mmとなります。
シャフトは1回転につきレバー（押し子）が0.5mm動くので、
1時間の間に72mm動かすために必要なシャフトの回転数は
72mm÷0.5mm＝144回転となります。
次にパルスレートですが、1時間にシャフトが144回転している
ということはモータの回転数は
144回転×16回転＝2304回転です。
一方、モータを1回転させるのに必要なパルス量は、
1パルスにつき1.8度モータが回転するから
360度÷1.8度＝200パルス必要です。
よって2304回転には200パルス×9＝460800パルス必要です。
パルスレート（PPS＝Pulse Per Second）は1秒単位の
パルス量なので、単位を1時間から1秒に直す必要があります。
1時間は3600秒なので、460800パルス÷3600秒＝128PPSとなります。
整数で回答するので、正答は以下の通りです。
正答：シャフト「144」パルスレート「128」
設問2 Sポンプのソフトウェア
(1) 状態表示領域に表示される可能性のある状態
a
| 設問タイプ | 抜き出し | 対策 | 読み方を覚える |
| 難易度 | 易 | 配点(筆者予想) | 4 |
| 正答 | キー判定 | ||
b
| 設問タイプ | 記述(20字以内) | 対策 | 読み方を覚える |
| 難易度 | 中 | 配点(筆者予想) | 5 |
| 正答 | 設定終了キーが押されたこと | ||
aはタスク名の抜き出しで、bは20字以内の記述です。
ただしaもbも同じ文中の空欄なので合わせて考えましょう。
「設定」タスクにおける説明文の空欄であることが分かります。
このように何のタスクから何の通知を受けるとどうする、という
設問はエンベデッドスペシャリストの頻出問題です。
この手の問題はタスク構成図がセットになっていることが多いので、
チェックして読み取り方を覚えましょう。
空欄の a は通知の出し元のタスク名であることが読み取れるので、
図から「設定」タスクに向かう矢印の向きから、
「キー判定」タスクか「メイン」タスクのいずれかであることが
分かります。
ここから先は「キー判定」タスクと「メイン」タスクの説明を
より詳しく見ていきます。
キー判定タスクの説明を読むと状態に応じて
判定したキーの情報の通知先が異なることが分かります。
- 設定中であれば「設定」タスクに通知
- 設定中以外であれば「メイン」タスクに通知
空欄 a の文には設定開始後にある通知を受けると設定終了する、ということが
書かれていますから、状態としては「設定中」であることが考えられます。
「設定中」の時には キー判定タスク→設定タスク の流れで
キー情報の通知を受けるので、空欄 a の回答はキー判定タスクとなります。
なお、「設定中」以外の時（たとえば「設定可」の時など）は、
キー判定タスクからのキー情報の通知はメインタスクを経由する
ことになります。
次に空欄 b ですが、文末に「設定終了を通知する」と書かれていますから、
設定終了に関する通知を受けた時と推測できます。
設定中～設定終了に関するステータスの説明が書かれている箇所を
詳しく確認します。
上の図の下線で引いた通り、設定終了キーが押されると設定タスクと
しての機能は完了します。設定タスクとしては、キーが押下されたことを
自分で知ることはできないので、キー判定タスクから
「設定終了キーが押されたこと」を通知されることによって
設定終了することができます。
以上より空欄 b には「設定終了キーが押されたこと（13字）」が入ります。
正答： (a) キー判定 (b) 設定終了キーが押されたこと（13字）
(2) パルスレート、パルス数の算出に必要な設定情報
| 設問タイプ | 抜き出し | 対策 | 読み方を覚える |
| 難易度 | 中 | 配点(筆者予想) | 4 |
| 正答 | シリンジID、点滴流量、点滴量 | ||
まずは空欄 c を含む文章を確認します。
点滴制御タスクに関する記述であり、
空欄 c をもとにパルスレート、パルス数を算出するとあります。
また設問文にも「適切な設定項目を全て」とあることから、
設定項目が書かれている箇所を確認しにいきます。
4つの設定項目の説明が書かれています。
パルスレートやパルス数は設問1の計算問題にもあった通り
薬剤を点滴する量や速度に関わる変数ですので、
点滴流量と点滴量は間違いなさそうです。
シリンジIDは読み落としがありそうですが、
その説明には内径と長さを含んでいるので、
シリンジIDも算出に必要な情報となりそうです。
何をもとに算出しているかの決定打として、以下の記述があります。
①に答えが書いてあると言ってよいでしょう。
このことは、設問1 (3) の設問文にもヒントがあります。
「シリンジIDで設定されたシリンジにおいて」
「押し子1mmで薬剤が0.1ml出る"場合"で」
という記述から、シリンジIDの内径や長さも
薬剤投与量の算出に必要であることが判断できます。
正答：シリンジID、点滴流量、点滴量
(3) 周期タスクから点滴制御タスクの通知状況と事象
状態情報
| 設問タイプ | 抜き出し | 対策 | 読み方を覚える |
| 難易度 | 中 | 配点(筆者予想) | 2 |
| 正答 | 「点滴中」 | ||
発生した事象
| 設問タイプ | 記述(25字以内) | 対策 | 解き方を理解する |
| 難易度 | 中 | 配点(筆者予想) | 7 |
| 正答 | 圧力センサの出力値が基準値を超えた事象 | ||
前者は状態情報が問われていることに注意が必要です。
採点講評においても、状態情報ではない答え方をした
受験者は多かったようです。
後者は事象が問われていますが、図表に加え動作概要・仕様に
ついても理解して解答にたどり着く必要があります。
タスク名やステータス情報をヒントに問われている事象を問題文から
探し回るプロセスを理解してください。
まずは設問文から「点滴制御タスク」と「周期タスク」に関する
概要を確認しにいきます。
詳しく読むにあたり、両タスクの関係にも着目しておきます。
タスク構成の図より、メッセージの通知は
周期タスクから点滴制御タスクの一方通行であることが分かります。
このあたりのことも、周期と命名されるようなタスクが
事象の「検知」や「監視」を目的とすることが多いことを知っていると、
全体像が頭に入ってきやすくなります。
以上のことを前提に表3のタスクの処理概要を読み進めます。
まず周期タスクですが、通知される可能性のある情報に注目すると
- 電源の信号線の情報
- 光学センサ1,2のON/OFF情報
- 圧力センサの出力値が基準値を超えたことを示す情報
の3つが候補に上がります。
次に点滴制御タスクを読み進めますが、周期タスクからは
一方的にメッセージを受け取るだけという関係性なので、
「受ける通知」に着目してピックアップします。
すると以下の候補があります。
- 点滴準備開始の通知（1文目）
- 点滴開始の通知（2文目）
- 指定されたパルス数分だけモータを駆動した事象（3文目）
- 圧力センサの出力値が基準値を超えた事象（3文目）
- モータの停止の通知（4文目）
この中で 3 ならびに 4 は「通知」という明記はありませんが、
点滴制御タスクとして「通知されてはじめて認識する可能性」を
視野に入れてピックアップしています。
この5点の候補を、先ほどの周期タスクから通知される可能性のある
3つの候補と照らし合わせて1つ1つ検討すると、下記の通りとなります。
- 点滴準備開始の通知は周期タスクが通知する中にはありません（準備キーを押された事象がメインタスク経由で通知される）
- 点滴開始の通知は周期タスクが通知する中にはありません（点滴キーを押された事象がメインタスク経由で通知される）
- 指定されたパルス数分だけモータを駆動した事象は周期タスクが通知する中にはありません（点滴制御タスク自身が算出したパルスレート、パルス数からモータの駆動量と駆動完了を判断できる）
- 圧力センサの出力値が基準値を超えた事象は周期タスクから通知されて認識します
- モータの停止の通知は周期タスクが通知する中にはありません（停止キーを押された事象がメインタスク経由で通知される）
以上より、事象に関する解答は「圧力センサの出力値が基準値を超えた事象」
となります。
またこの時の状態情報ですが、点滴動作中の状態情報が
説明されている箇所を確認します。
周期タスクにより圧力センサの出力値が基準値を超えた事象が
通知されるときのステータスは「点滴中」が解答となります。
なお上述の〔点滴概要の説明〕の(2)の②には他の事象として
- 点滴量の点滴を完了した事象
- 停止キーが押された事象
という候補もありますが、いずれも周期タスクが通知する中には
ありません。
正答：（状態情報）点滴中 （発生した事象）圧力センサの出力値が基準値を超えた事象（19字）
設問3 作業ミスの防止機能の追加
設問3では半ページほどの追加機能の説明が
設問文に載っています。
(1) メインタスクで制御する処理
| 設問タイプ | 抜き出し | 対策 | 読み方を覚える |
| 難易度 | 易 | 配点(筆者予想) | 4 |
| 正答 | (d) 設定開始 (e) 設定中 (f) 準備 (g) 準備中 |
||
穴埋め問題であり、空欄 d と f はキーの名称を、
空欄 e と g は状態情報を埋めればいいことは予想がつきます。
あとは前後の条件を手掛かりに該当箇所を探せば
無理なく正答を見つけられると思います。
まずは作業ミスを防止する機能について整理します。
設問文を読み進めると設定作業ミスを防ぐという目的があり、
そのために「設定完了」ステータスの時にリーダで情報を読み込み
判定を行うという想定であることが分かります。
ステータス遷移図にリーダによる判定の遷移を加えた図は
以下の通りです。
作業ミスがあった場合は「設定可」に戻ると記載がありますが、
作業ミスがなかった場合はそのまま先の工程に進めると
理解できますので、ステータスは変わらないものと考えられます。
また表示部につけられたリーダの状態を示すアイコンについても
記載があるので整理します。
灰色の丸で示した箇所がアイコンの表示ステータスを示しており、
遷移図を書くと次の通りです。
このことより、リーダから情報を読み込み作業ミスの判定を行うには
- リーダアイコンが点滅状態であること
- ステータスが「設定完了」状態であること
が条件であることが分かります。
設問(1)ではメインタスクで変更する処理として
上述のステータス遷移とキー操作に関わる不具合を
防止すると述べられています。
リーダによる作業ミス判定は「設定完了」状態で
行う必要がありますので、それ以外の状態に遷移しないように
メインタスクで制御する必要があります。
具体的には下図の吹き出しで示した遷移は制御する必要があります。
すなわち
- 設定開始キー押下による設定中への遷移
- 電気残量OKかつ準備キー押下による準備中への遷移
を無効とします。
以上より、空欄にあてはめます。
正答：d 設定開始 e 設定中 f 準備 g 準備中
(2) 作業ミスの判定が行われない条件
| 設問タイプ | 記述(40字以内) | 対策 | 解き方を理解する |
| 難易度 | 難 | 配点(筆者予想) | 8 |
| 正答 | 状態表示領域に「設定完了」が表示されているときにリーダが接続された場合 | ||
状態表示領域に表示するステータスの遷移と
リーダのアイコンステータスの遷移を詳しく把握すれば
解答可能な問題です。
ただ前問は穴埋め問題で前後にヒントが多かったのに対し、
本問は遷移条件を把握したうえで制限字数内で記述する必要があり
正答率としては低かったようです。
前問で整理したように作業ミスの判定条件は、
- リーダアイコンが点滅状態であること
- ステータスが「設定完了」状態であること
です。
アイコンに関するステータス遷移図を再掲します。
上記を見ると、「リーダアイコン：点滅」に遷移するためには
- 直前のアイコンステータスが点灯であること
- ステータスが「設定完了」に遷移すること
の条件があることが分かります。
設問文には「リーダを接続したのにアイコンが点滅せず」
という前提が書かれているので、上の条件を検討すると、
- 直前のアイコンステータスが点灯である条件は満たされている（設問文により、リーダが接続されていることが分かるので）
- ステータスが「設定完了」に遷移するという条件は満たされているとは限らない（すでにステータスが「設定完了」状態にある場合）
ということが分かります。
解答にあたっては、
- すでにステータスが「設定完了」状態にあること
- その状態でリーダが接続されたこと（設問文の前提に寄せる）
を織り交ぜて回答するとよいでしょう。
正答：状態表示領域に「設定完了」が表示されているときにリーダが接続された場合（35字）
総評
解答一覧
| 設問 | 正答 | 配点 (筆者 予想) |
設問タイプ | 難 易 度 |
対策 | ||
| 設 問 1 |
(1) | 「設定可」「設定中」「準備中」 | 4 | 抜き出し | 易 | 読み方を覚える | |
| (2) | 0.5 | 4 | 計算 | 易 | 知識 | ||
| (3) | シャフト | 144 | 4 | 計算 | 中 | 知識 | |
| パルスレート | 128 | 4 | 計算 | 中 | 知識 | ||
| 設 問 2 |
(1) | a | キー判定 | 4 | 抜き出し | 易 | 読み方を覚える |
| b | 設定終了キーが押されたこと | 5 | 記述(20字以内) | 中 | 読み方を覚える | ||
| (2) | シリンジID、点滴流量、点滴量 | 4 | 抜き出し | 中 | 読み方を覚える | ||
| (3) | 状態情報 | 「点滴中」 | 2 | 抜き出し | 中 | 読み方を覚える | |
| 発生した事象 | 圧力センサの出力値が基準値を超えた事象 | 7 | 記述(25字以内) | 中 | 解き方を理解する | ||
| 設 問 3 |
(1) | (d) 設定開始 (e) 設定中 (f) 準備 (g) 準備中 |
4 | 抜き出し | 易 | 読み方を覚える | |
| (2) | 状態表示領域に「設定完了」が表示されているときにリーダが接続された場合 | 8 | 記述(40字以内) | 難 | 解き方を理解する | ||
採点講評（試験センターより）
問題特性（再掲）
| 出題年度 | 令和3年秋 | 問題 | 午後I・問1 | |
| 出題形式 | 記述式 | 設問数 | 11 | |
| 問題文ページ数 | 5ページ | 設問タイプ別 内訳 |
記述 | 3 |
| 設問文ページ数 | 2ページ | 単語抜き出し | 5 | |
| 総合難易度 | 中 | 計算問題 | 3 | |
| 総評(筆者) | ハードウェア・ソフトウェアいずれの知識も求められるがどちらかというとソフトウェア中心。計算問題はパルスと回転角度の知識を抑えていれば怖くない。「設定完了」を始めとする状態遷移は細かく仕様を追いかけて回答する必要がある。タスクの処理概要やタスク間通信に関する出題もオーソドックスな内容。 | |||
いかがでしたでしょうか？
全体としては計算問題が設問1に、タスクの処理概要に関する設問が
設問2に集中している印象でした。
また設問3は(2)が難問ではあるものの設問文中の情報のみを丁寧に
追えば解答できるので、問題文の中を行ったり来たり
探し回る必要性は全体として薄い印象でした。
エンベデッドスペシャリストは世の中に対策ブログは少ないので
受験予定の方はぜひ参考にしてください。
今後、過去問の徹底解説記事を充実して参ります。
ではそれまで。
