目的意識は大切という話
最近、唐突に「絵が描きたい」という思い立ちました。
素敵なデザインやイラストを見るたびに 「自分には描けないなぁ」と、遠い世界のように感じていました。
しかし、生活改善や自己啓発の積み重ねの甲斐あってか 「描けるわけない」から「今の自分にはどれくらい描けないのか」くらいのマインドを持てるようになりました。 絵描きで食べていくわけではないです。 自分が納得する絵を描いてみたい。そんな動機です。
前置きが長くなりました。
絵の描き方や練習方法について調べていると 他人の絵を真似て描いたり（模写）やなぞったり（トレース）を繰り返すのが良いとのこと。 ただし、やみくもに練習しても意味がないことも言われています。
真似る、なぞると他人の絵なのでどうしても自分の描き方と違和感が生じる。 その違和感こそが自分の絵を昇華させるためのヒントであり、そこから学ぶことが練習である、といった旨の助言がされていました。
これは何にでも言えるな、と思います。 何のための練習なのか、練習から何を得たいのか、といった軸がないと時間に対して得られるものは少ないです。
挑戦するモチベーションに加えて、常に課題を見つけて改善する行動力が重要なのだなと思います。
さて、自分の課題は何だろうか。
時間泥棒を捕まえる
最近、YouTubeで書籍の要約動画を見ています。
動画の中でベストセラー本や注目の書籍をかみ砕いて解説されており、ビジネス書、自己啓発本、古典文学などさまざまなジャンルの本のさわりを知ることができます。 なんとなく内容をつかめるので、本を買わないまでも本の結論からヒントを得られることもあり、参考にさせてもらっています。
ある本の話で、SNSのマーケティング手法の話がありました。 SNSでは心理学を巧みに利用して、没頭させ、依存させ、人々の時間を奪うように設計されている、といった話です。
たとえばYouTubeでも、自分が興味のありそうな動画が見事に一覧表示され、それは見るたびに最適化されていきます。 おそらく自分の視聴履歴や似た趣味趣向を持つ人の視聴履歴から傾向を分析していると思われますが、人の思考が覗かれているようで中々におそろしいものです。 便利になるほど受け身でサービスに依存してしまいますが、自らの意思で主体的に利用するように心がけたいものです。
かくいう私もYouTubeという大海の中で泳がされているひとりではありますが、タダで情報を得られているので偉そうなことは言えませんね。 ただ、一番の時間泥棒は、仕事中にYouTubeを開いている自分かもしれません。時間泥棒にご注意ください。
定番散歩コース、江戸川サイクリングロード
江戸川サイクリングロードを散策してきました。
江戸川
千葉県関宿町から東京湾まで続く利根川水系の河川で、その長さは約60kmを誇ります。
江戸川といえば花火大会ですが、残念ながら今年(2021年)は中止のようです。
2021年（令和3年）4月30日 今年の「江戸川区花火大会」中止を決定 江戸川区ホームページ
江戸川ボートレース場も有名ですが、こちらは江戸川ではなく中川沿いのようです。
定番散歩コース
江戸川沿いに続く自転車、歩行者用の道路で、サイクリングコース、散歩コースとして利用されています。
延々と続くので自転車で走り続けると気持ち良さそうです。
河川沿いをひたすら進むため景色の変化はほとんどありませんが、河川、対岸、青空と見晴らしが良いです。
歩道ではジョギング、サイクリング、散歩を楽しむ方々と多くすれ違いました。
河川敷にはグラウンドがあり、小中学生の野球、サッカーチームが練習していました。
堤防をはさみ、市街地側と河川側とで違った景色が望めます。
久々の散歩で1時間半(6〜7kmほど)歩きましたが、ほどよい疲労でその日は良く眠れました。
初めての地を歩くのは散歩のモチベーション維持にも良いと思います。
エンベデッドシステムスペシャリスト試験対策(7) - 組込みシステムの基礎知識
27日目。続きです。
第2部 第8章 組込みシステムの基礎知識
用語の整理
UML
オブジェクト指向分析設計のための統一モデリング言語。
オブジェクト指向設計において、設計対象を視覚的にわかりやすく表現するための記法。設計内容や設計対象への視点など目的に合わせた記法、ルールが定められている。
アクティビティ図
業務フローやプログラムフローチャートなどの処理手順を表現する記法。
コミュニケーション図
オブジェクト同士が連携して目的を達成するときの相互の関係、動作を表現する記法。
シーケンス図
オブジェクト同士が連携して動作する流れを時間に注目して表現する記法。
ユースケース図
利用者目線でシステムの振る舞いを記述する。要求分析で用いられる。
ステートマシン図
オブジェクトの状態に注目して処理の流れを表現する記法。状態遷移図。
リアルタイム構造化分析技法
構造化分析で作られたDFDに対して変換分析を行い、処理タイミングと制御の流れを表現する。
インサーキットエミュレータ
マイコンの動作をエミュレーションしてデバッグするための装置（Intel社の登録商標）。
デバッグ対象にはMPUの代わりとして接続する。
MDA（Model Driven Architecture）
システムをプラットフォームに依存しない部分と依存する部分とに分けて開発する手法。
プラットフォームに依存しない部分の開発では、UMLでモデリングしたものからソースコードを自動生成し、開発の効率化を図っている。
OMT（Object Modeling Technique）
オブジェクトモデル化技法。オブジェクト指向開発の方法論の一つで、今はUMLに統合されている。
ノイズに関するケーブルの特性
ツイストペア線
ワイヤをより合わせることで外部からのノイズに影響されにくくしている。
シールド線
ワイヤを覆う導体を接地することで、中のワイヤへのノイズの混入を防ぐ。
同軸ケーブル
ノイズの影響を受けにくい導体で覆われる。ネットワーク機器や計測器など高周波、高速信号の伝送に使われる。
ラインフィルタ
ケーブルなどで発生するノイズを除去する装置。EMIフィルタ、ノイズフィルタ。
SSCG（Spread Spectrum Clock Generator）
クロックの周波数スペクトルを広げた発信器。周波数のピークを下げることでノイズを低減する。代わりに余分な周波数帯域が発振される。
CMOS、バイポーラの消費電力
CMOS＜バイポーラ
クロックゲーティング
スタンバイ時など動作が不要な回路へのクロック入力を止めることで省電力化を図る。
パワーゲーティング
動作が不要な回路への電源の供給を止めることで省電力化を図る。
ZigBee
センサネットワークとして使われる近距離の無線通信規格。通信速度は低速だが低消費電力のため、小型化でき長時間稼働が可能。
所感
残りの分野を詰め込んだ内容なのでボリュームはありますが、難易度は高くはないので用語を整理しておけば対処できるかと思います。速度、加速度の計算問題はパターン化されていますので、周期やタイミングなど時間の流れが想像できれば解けるかと思います。
参考資料
- エンベデッドシステムスペシャリスト「専門知識＋午後問題」の重点対策 第4版
エンベデッドシステムスペシャリスト試験対策(6) - リアルタイムOSの機能
22日目。続きです。
第2部 第7章 リアルタイムOSの機能
用語の整理
割込みハンドラ
実行中のタスクを中断し、処理させたいタスクを割り込ませて行う。キーボードなどの外部入力に対してすぐ対応できるようにするためにはいつでも割り込みできるようにしておく。
割込み処理として、マシンチェック割込み、入出力割込み、外部割込み、プログラム割込み、スーパバイザコール割込みなどがある。
プログラムが起点になる割込み（プログラム割込みやスーパバイザコール割込み）などは内部割込みに分類される。
（リアルタイムOSにおける）コンテキスト
タスク実行に必要なレジスタやプログラムモード（特権モード、非特権モード）、プログラムカウンタなどの環境情報であり、タスクを中断するときはコンテキストを一時保存し、タスク再開時に切り替えられるようになっている（コンテキストスイッチ）。
スレッド、プロセス
プログラムを動かすための器となるのがプロセスで、そのプロセス内でスレッドが実行される。
プロセス内のスレッドは同じアドレス空間を共有するため、スレッド間の通信では切替えのオーバヘッドが少ないが、プロセス間の通信ではアドレス空間の切替えが必要となる。
（プロセス制御における）プリエンプティブ方式
実行中のプロセスからCPUを奪って別のプロセスにCPUを割り当てる方式。
逆にプロセス終了までCPU割り当てを待つやり方はノンプリエンプティブ方式。
セマフォ
共有資源を同時使用を禁止する（排他制御）ために用いられる仕組み。
資源の使用状況を変数で管理し、使用側の占有開始（P操作）、占有終了（V操作）の操作によって変数を更新する。
セマフォだけでは、デッドロック（共有資源使用の競合）は防げないため、プログラム側で資源獲得順序を守る必要がある。
セマフォの変数値の持ち方によってバイナリセマフォ、ゼネラルセマフォなどに分かれる。
所感
参考資料によると出題としては減少傾向にあるようなので、さらっと流してまとめました。 必要であれば知識を継ぎ足していく感じで行ってみます。
参考資料
- エンベデッドシステムスペシャリスト「専門知識＋午後問題」の重点対策 第4版
エンベデッドシステムスペシャリスト試験対策(5) - 制御機能
15日目。続きです。
第2部 第6章 制御機能
用語の整理
PID制御
目標値に到達するために入力値とその差（偏差）を埋める調整を行う。フィードバック制御の一種。
P制御
- 偏差に比例して出力値を制御する。
- 目標値との差が大きいときは早く近づけようと大きい出力値になる。
- 目標値に近づいたときには小さな出力値になる。
I制御
D制御
- 偏差の変化（微分動作）によって出力値を制御する。
- 外的要因などで目標値とのズレが生じたとき、素早く反応する（元に戻す）ために出力値を大きくして到達速度を早められる。
サーボ制御
目標値に到達するために物体の位置、方向などを制御する仕組み。
モータ制御であれば、目標の回転数に到達するために、回転の初速、速度維持、回転制動などを考慮して各部に制御命令を出す必要がある。
シーケンス制御
決められた手順や条件の下で各部の動作を自動制御する仕組み。
PLC（Programmable Logic Controller）はプログラム上で手順や条件などを定義してシーケンス制御を行う方法。
ファジー制御
コンピュータには不得意である曖昧な情報（経験、カン）を数値化して人間のような判断をさせようとする制御方式。
洗濯機やエアコンなどの家電から鉄道の自動運転制御などに使われる。
フィードフォワード制御
外的要因により目標値とのズレが生じる前に、調整値を盛り込んで出力値を制御する。
フィードバック制御ではズレが生じてから調整を行うため出力値がブレやすいが、フィードフォワード制御と併用することでその影響を小さくできる。
PLL（Phase Locked Loop）
位相同期回路。周波数シンセサイザとして使われる。
- 入力（基準周波数）と出力（フィードバックループ）の位相を比較
- ループフィルタ（ローパスフィルタ）で直流電圧に変換。
- 電圧制御発信器（VCO）で出力周波数が調整される。
- 分周器でVCOからの出力周波数を逓倍（てい倍）して入力に合わせる。
元々アナログ回路であったが、一部をディジタル化したり、ディジタル回路だけで構成されたディジタルPLLに発展している。
DSP（Digital Signal Processor）
ディジタルフィルタや音声処理、画像処理などのディジタル信号処理を効率良く（並列、高速演算）行うことができる処理装置。 リアルタイムに出力を要求される場面は多く、幅広い分野で利用される。
音声合成、携帯電話、3DCG、カーナビなどに利用される。
※以前に少し出てきたがおさらい。
所感
出題範囲としては狭いので、フィードバック、フィードフォワードの処理手順がつかめれば（細かい仕組みや理論は後回し）進めやすいです。図で描いてみると定着しやすいかと思います。
参考資料
- エンベデッドシステムスペシャリスト「専門知識＋午後問題」の重点対策 第4版
エンベデッドシステムスペシャリスト試験対策(4) - センサとアクチュエータ
14日目。続きです。
第2部 第4章 センサとアクチュエータ
用語の整理
センサ
| 検出 | センサ名称 | 詳細 |
|---|---|---|
| 変位 | ポテンションメータ | 角度と抵抗値の相関関係を利用して、回転角を検出。 |
| 光電センサ | 光の反射の変化を検出して電気信号に変換。 | |
| 位置 | リミットスイッチ | マイクロスイッチを内蔵。アクチュエータを通して動きをスイッチに伝達。物理的なスイッチを開閉。ふたの開け閉めを検知、などに使われる。 |
| 速度 | ロータリエンコーダ | 回転変位量を検出。 |
| 発電機 | 回転を加えて、発電量を計測。 | |
| 超音波センサ | 音波が反射されて戻ってくるまでの時間を測定。 | |
| 加速度 | ひずみゲージ式 | 金属線を変形させると生じる電気抵抗を利用。材料の歪みや伸縮を検出。 |
| 圧電素子 | 振動、圧力を電圧に変換してそれを測定（ピエゾ効果）。 | |
| 光 | フォトダイオード | 光電流でダイオード特性を発現させ、それを計測。 |
| 光電センサ | センサへの受光量の大きさによって電気信号を出力。 | |
| 磁気 | ホール素子 | 電流に磁界をかけると起電力が現れる（ホール効果）。磁界を検出。 |
| 温度 | 熱電対 | 金属同士の温度差を利用して熱起電力を発生させる。ゼーベック効果。温度を検出。 |
| サーミスタ | 金属線は温度によって抵抗が変化。抵抗を測定し温度を検出。 | |
| 放射温度計 | 物体の熱放射を利用して温度を測定。 |
エンコーダ
回転方向や回転数などをディジタル値に変換するセンサ。
エンコーダの方式
インクリメンタルエンコーダ
パルスの位相の遅れで相対的な回転方向、位置を検出する。
アブソリュートエンコーダ
回転角度ごとに異なるパルスが出力されるので、絶対位置がわかる。
エンコーダの種類
ロータリエンコーダ
回転数、角度、位置を検出する。ローラーの回転制御など様々な機器で使われる。
リニアエンコーダ
直線変位を検出する。工作機械の位置決めなどで使われる。
アクチュエータ
ディジタル信号を物理的な運動に変換し、機械制御を行う駆動装置の総称。
ステッピングモータ
パルス信号によって回転速度、回転角度を制御する。 パルス数で回転角度、パルス速度で回転速度を制御する。 各コイルに順番に電流を流し、モータを回転をさせる（励磁方式）。
所感
センサは種類が多く、情報掲載元によって呼称が異なる場合があるため注意が必要です。午後試験でも前提知識として問われる可能性が高いので、知識をアップデートしておく必要がありそうです。
参考資料
エンベデッドシステムスペシャリスト「専門知識＋午後問題」の重点対策 第4版
#02 エンコーダーの種類と仕組み | エンコーダー基礎知識 | 基礎知識 | 技術解説 | 旭化成エレクトロニクス (AKM)
