太陽電池は光を電気エネルギーに換える一種の光センサであるが、電池という名前が付いていても、これには乾電池のように電気を蓄える作用はない。つまり太陽光線が照射されているときだけ発電作用があり、暗くなれば発電しないのである。なお、太陽電池の使用素材としては、現在Ｓｉ単結晶、Ｓｉ多結晶、ａ－Ｓｉアモルファスシリコンなどが使われているが、ａ－Ｓｉ太陽電池はＳｉの結晶タイプに比べ製造コストが安く、しかも、大面積で任意形状のものが造れるなどのメリットがある。

ところで物質が光子を吸収し、電子を放出する現象を光電効果と呼んでいる。また光電効果の結果、半導体の接合部に電圧が現れる現象を光起電力効果といい、太陽電池は光電効果の中の光起電力効果を応用したものある。

光電子、二次電子をダイノードに効率よく集め、さらに電子の走行距離による時間的分散をできるだけ小さくするためには、電子軌道解釈により最適な電極設計がなされる必要がある。

光電子増倍管内での電子の運動は、電界によって左右されるが、この電界は電極の形状、配置および印加電圧によって支配されている。これらは大容量で高速のコンピュータにより数値解析されるようになってきた。この方法は、解析しようとする領域をメッシュ状に分割し境界条件を与え、ある誤差に集束するまで反復計算することにより近似解を求める方法である。

光電子増倍管の設計に当たり、まず光電面と第一ダイノード間の集束部については、光電面の形状、集束電極の形状、配置、印加電圧を考慮して、光電面から放出された光電子を効率よく第一ダイノードに入射するように配置する。第一ダイノードの収集効率は、放出された光電子数に対する第一ダイノードの有効領域に入射した電子数の比で表され、60％～90％の値が得られている。また、用途によっては、電子の走行時間分散を小さくするために、電極形状を最適化するのみならず、電界強度も通常より強く設計する場合がある。

さらに、光電子、二次電子の初期条件の設定にモンテカルロ法を用い、収集効率、ユニフォミティ、電子走行時間特性などの諸特性を算出し、光電子増倍管としての総合的な評価を行うことができる。

[문제2]

ＲＣ壁構造とは、コンクリート構造の中でも柱や梁といった「線材」で架構を組むのではなく、床・壁・屋根という「面材」で架構を組む形式のこと。壁の中でも建物の荷重や地震、風圧による力を負担する壁を耐力壁とよぶ。壁自体が建物を支えるので柱や梁が表に出てこず、室内がすっきりするというメリットがある一方、自由に大きな窓を設けることが難しく、耐力壁の位置を動かせないので間取りの変更が難しいなど制約がある。床や屋根も原則として鉄筋コンクリート造とし、耐力壁と一体となるように接続する必要がある。現在、建築基準法により、ＲＣ壁構造で建てられる規模は地上５階建までで、軒高１６ｍ以下に限定されているため、主に低層アパートなどで採用されている。一般にラーメン構造に比べ、耐震性に優れており、また、個室のような小さな空間に区分けされた建築物に適している。

壁構造の耐力壁は、鉛直荷重を支え、地震や風圧などによる水平力にも抵抗し建物を支える。単位床面積辺りどのくらいの長さの壁が存在するかを表す「壁量」の計算を行い、建物を支えるに十分な強度を確保する簡略的な構造計算が決められている。ただし、規定された壁量を満たすように設計するほか、その配置も重要である。また、建物の中心を表す「重心」に対し平面的にバランス良く配置することが求められる。

ＲＣ壁構造の間取りは、室内の間仕切りも耐力壁にするため、間取りや開口部の位置に制約がある。また、リフォーム時に耐力壁を撤去できないため、大幅な間取り変更ができない。しかし、柱や梁が室内に出てこないため、ラーメン構造に比べてすっきりとした空間になる。その反面、ラーメン構造の間取りは、柱と梁で構造的に成立させているため、空間を自由に作ることができる。リフォーム時に撤去できる壁として設計してあれば、大幅な間取りの変更も可能である。しかし、室内に柱や梁の形が現れるため、すっきりとした四角い空間にならず、家具などの配置には邪魔になることもある。

壁式プレキャスト鉄筋コンクリート工法は、従来のＲＣ壁構造を構成する壁、床、屋根などの板状の部材を工場生産し、現場で組み立てる工法。現場作業を減らせるため、大幅な工期短縮が可能である。

[문제3]

近年、サーバーの統合が進められるようになっているのは、消費電力の削減という「グリーンＩＴ」の観点のほか、サーバーを集約することで物理的に管理する機器が減るので管理コストも削減できるからである。このサーバー統合を実現する技術として注目されているのが仮想化である。仮想化には次のようなメリットがある。

1つ目は老朽化対策である。サーバーを仮想化すると、サーバーそのものをファイルとして扱えるようになる。そのため、仮想化したサーバーをファイルとしてコピーすることで、物理サーバー間を容易に移動させることができる。この特徴を「カプセル化」という。カプセル化により、保守期限の迫る古いハードウェア上でしか稼働しないサーバーを仮想化し、新しいハードウェア上で稼働させることができるようになる。すなわち、仮想マシンはハードウェアに非依存となり、ソフトウェアを延命させることができる。

２つ目は冗長化である。カプセル化の特徴により、サーバーの複製を容易に作成できるので、ハードウェアを意識することなく冗長化が行える。

ただし、仮想化により物理サーバーの管理コストの削減は実現できるが、ＴＣＯ（総保有コスト）は必ずしも削減できない場合がある。仮想化の特徴によって、かえって運用コストが上がってしまうこともあり得る。

ＣＰＵやＯＳにおける仮想化技術への対応、ハードウェアの飛躍的な性能向上に伴い、１つの物理サーバー上で稼働できる仮想マシンの数が増えている。そのため、物理サーバーの障害の影響は仮想化していない場合に比べて大きい。

また、障害発生時に影響範囲の特定に時間がかかるという問題もある。先に述べたカプセル化の特徴により、１つの仮想マシンは、常に決まった物理サーバー上で稼働しているわけではない。そのため、構成変更の多い仮想化環境において、台帳など手作業で構成情報を管理していると、物理サーバーの障害時に最新の構成情報の把握に手間取り、影響を受ける仮想マシンの範囲の特定に時間がかかってしまう。

仮想化していない既存のシステムに仮想化技術を導入する際、ほとんどの場合はすべてを仮想化することができず、仮想化環境と非仮想化環境を混在させることになる。