基本情報 平成28年度 春期 問18｜テクノロジ系に関する問題

答えは a「パイプ」 です。

UNIXのパイプは「コマンドAの結果をそのままコマンドBへ流し込む」機能。記号は |（縦棒）。

たとえば `ls | grep txt` なら、`ls`（ファイル一覧）の結果を `grep txt`（txtを含む行を抽出）に直結します。

👉 覚え方：パイプ＝出力をホースで次のコマンドに流す。

ほかの選択肢：b バックグラウンドジョブ（&）＝コマンドを裏で実行／c ブレース展開（{ }）＝文字列の組合せを作る／d リダイレクト（> や <）＝出力や入力をファイルにつなぐ。

なぜこれが正解か

UNIX系シェルにおけるパイプ（pipe）は、`コマンドA | コマンドB`形式でコマンドAの標準出力をコマンドBの標準入力へ直接接続する機能。中間ファイルを介さず効率的なデータフロー処理を実現する。設問の「標準出力を別のコマンドの標準入力につなげる」はパイプの定義そのもの。

各選択肢の解説

• a パイプ（|）：正解。プロセス間通信の基本機能。
• b バックグラウンドジョブ（&）：プロセスを背景で実行する。データの受け渡しとは別概念。
• c ブレース展開（{a,b,c}）：シェルでの文字列パターン生成。例：`echo file{1,2,3}.txt`
• d リダイレクト（>, <, >>）：標準入出力をファイルへ向ける／ファイルから読む。コマンド同士の直結ではない。

覚え方・ひっかけ注意

シェル機能の識別：

• パイプ（|）：標準出力→標準入力直結
• リダイレクト（>, <, >>, 2>&1）：ファイル⇔標準入出力
• コマンド置換（$(cmd), ``）：コマンド出力を文字列として埋め込み
• ブレース展開（{}）：パターン文字列生成
• **グロブ（, ?）*：ファイル名パターンマッチング
• ジョブ制御（&, fg, bg）：プロセス背景化

試験では「標準出力を別コマンドへ」「直結」がパイプの合図。

理論的背景

UNIXパイプはDouglas McIlroyが1972年にUNIX V3で実装したプロセス間通信（IPC: Inter-Process Communication）の代表機構。「Make each program do one thing well」「Write programs to handle text streams」というUNIX哲学を体現。カーネル内部ではカーネルバッファ（典型64KB）経由でリングバッファ的に動作し、書込側がいっぱいになるとブロック、読込側が空ならブロックする生産者-消費者モデル。

実務での使われ方

パイプ系IPCの種類：

• 無名パイプ（anonymous pipe, |）：親子プロセス間限定
• 名前付きパイプ（FIFO, mkfifo）：無関係プロセス間でも使用可
• 双方向パイプ（socketpair）：Bidirectional
• 共有メモリ（shm）：高速、明示的同期必要
• メッセージキュー（msg queue）：構造化メッセージ
• ソケット（Unix domain socket）：ローカル高性能IPC

パイプライン処理の発展：

• シェルワンライナー：`ls -la | awk '{print $5}' | sort -n | tail -10`
• データパイプライン：Apache Beam・Apache Flink・Kafka Streams
• 関数型合成：Haskellのモナド、Elixirのpipe operator（|>）

試験での位置づけ

OS・シェル分野の頻出テーマ。基本情報ではパイプ・リダイレクトの基本識別、応用情報・組込みシステムスペシャリストではIPC種類比較・プロセス制御・シェルスクリプティング・正規表現まで踏み込む。Linuxシステムコール（pipe(), fork(), dup2(), exec*())の理解も実務必須。

選択肢の発展補足

リダイレクト演算子の詳細：

• >: 標準出力をファイルに上書き
• >>: 標準出力をファイルに追記
• <: ファイルから標準入力
• 2>: 標準エラー出力リダイレクト
• 2>&1: 標準エラーを標準出力にマージ
• &>: 標準出力・エラー両方をファイルへ（bash）
• <<: ヒアドキュメント（インライン入力）
• <<<: ヒアストリング（文字列を標準入力）

WindowsのPowerShellではオブジェクトパイプラインで構造化データを流す（テキスト中心のUNIXとは異なる設計）。Process Substitution（<(cmd)）でコマンド出力をファイルとして扱う高度技法もある。コンテナ環境ではSidecarパターンでパイプライン的にログ収集・ヘルスチェック・プロキシを構成する設計が普及。試験対策はパイプ・リダイレクトの基本＋シェルスクリプティングの理解で応用情報・組込みシステムスペシャリスト等の上位資格に対応可能。